Наш мир компьютерная симуляция

Реальность — не симуляция: почему Илон Маск неправ

В начале июня знаменитый бизнесмен и инноватор Илон Маск заявил на Code Conference 2016: есть только один шанс на миллиард, что человечество не живёт в компьютерной симуляции.

Едва ли наша реальность — основная. Гораздо более вероятно, что мир вокруг нас и мы сами — виртуальные сущности, созданные сверхразвитой цивилизацией, уровня который мы, возможно, достигнем 10 тыс. лет спустя.

Свой тезис Маск аргументирует следующим образом:

В 1970-х у нас был «Pong» — два прямоугольника и точка. Сейчас, сорок лет спустя, у нас реалистичные 3D-симуляторы, в которых одновременно сидят миллионы людей по всему миру.

Илон Маскоснователь Tesla Motors, SpaceX и PayPal

Постепенно мы учимся создавать всё более и более реалистичные копии реальности. Следовательно, рано или поздно мы придём к тому, что реальность будет неотличима от симуляции. Вполне возможно, что некая цивилизация уже проделала этот путь до нас, и наш мир — один из её многочисленных экспериментов.

«Pong» — одна из первых видеоигр. Разработана фирмой Atari в 1972 году.

Маск сделал свой аргумент ещё более жёстким: «Или мы создадим неотличимые от реальности симуляции, или цивилизация прекратит своё существование».

В ответе Маска ясно угадываются идеи шведского философа Ника Бострома, который ещё в 2003 году в своей известной работе «Мы живем в компьютерной симуляции?» (рус. пер.) предложил три версии существования человечества:

  1. Цивилизации вымирают, не достигнув постчеловеческой стадии, на которой они могут превзойти биологические возможности человека с помощью технических изобретений и строить искусственные модели сознания.

  2. Цивилизации, которые достигают того уровня, на котором они могут моделировать искусственную реальность по своему желанию, по какой-то причине в этом незаинтересованны;

  3. Если пункты 1 и 2 неверны, то нет почти никаких сомнений, что мы живём в компьютерной симуляции.

В рамках этой гипотезы реальность может быть не единичной, а множественной.

Пост-люди, разработавшие нашу симуляцию, могут быть и сами смоделированы, а их создатели, в свою очередь, тоже. Может быть множество уровней реальности, а их количество может увеличиваться с течением времени.

Ник Бостромпрофессор Оксфордского университета

Если гипотеза верна, мы сами через какое-то время сможем достичь стадии «творцов» виртуального мира, который станет «реальным» для его новых обитателей.

Тамагочи — японская игрушка, выпущенная в 1996 году.

Судя по всему, именно модель Бострома заставила Илона Маска предположить, что выбор у нас невелик: или создать неотличимые от реальности симуляции, или прекратить своё существование и развитие. Тот вариант, что постчеловечеству по каким-то причинам (например, этическим) будет неинтересно создавать виртуальные миры, Маск всерьёз не рассматривает.

Сам Бостром, однако, не уверен, какой из трёх сценариев находится ближе к истине. Но по-прежнему считает, что гипотезу виртуальной реальности необходимо принимать всерьёз. Вскоре после заявления Маска философ дал свои комментарии, в которых подтвердил это ещё раз:

Важно понимать, что то, что мы находимся в симуляции, несёт не метафорический, а буквальный смысл, — что мы сами и весь этот мир вокруг нас, который мы видим, слышим и чувствуем, существует внутри компьютера, построенного некоторой развитой цивилизацией.

Спустя некоторое время на портале Motherboard появилась развёрнутая статья философа Риккардо Манзотти и учёного-когнитивиста Эндрю Смарта «Илон Маск неправ. Мы не живём в симуляции» (краткую версию статьи на русском языке опубликовала Meduza).

Авторы доказывают, что за гипотезой «виртуальной реальности» лежит несколько неправдоподобных допущений. Вот основные аргументы, с помощью которых авторы оспаривают аргументацию Маска:

  • Симуляция — это всегда объекты материального мира, существующие в реальности. Информация не существует отдельно от атомов и электронов, виртуальные миры — от компьютеров, которые, в свою очередь, являются частью физического мира. Следовательно, мы не можем отделить «виртуальное» от «реального».

  • Симуляция, неотличимая от реальности, перестаёт быть симуляцией. Простой технический прогресс не делает виртуальные модели более реалистичными: нарисованное яблоко не станет более реальным, если мы добавим к нему ещё больше пикселей. Если же мы создадим яблоко, которое можно съесть — химическое и биологическое материальное яблоко, — то оно по определению перестанет быть симуляцией.

  • Любая симуляция нуждается в наблюдателе. Симуляция неотделима от сознания, которое её воспринимает. Но мозг, который служит источником сознания — это не вычислительное устройство. Это крайне сложная биологическая машина, которую едва ли можно воспроизвести с помощью алгоритмических компонентов. Если полноценный искусственный интеллект и будет создан, то он будет сильно отличаться от человеческого.

Оппоненты обвиняют Маска в картезианском дуализме и платоновском идеализме, который восходит к самым ранним философским спорам о природе реальности. Действительно, его гипотеза предполагает, что симуляцию каким-то образом можно отделить от материальной реальности, а также разграничить базовый, наиболее «реальный» мир — и его виртуальные эманации. Сколько бы ни было уровней симуляции, за ними всегда предполагается один, последний, который является источником всех остальных.

Doom — один из первых компьютерных шутеров, разработанный id Software в 1993 году.

Но для тех, кто находится внутри симуляции, в этом делении нет никакого смысла. Если другие, более подлинные уровни реальности для нас недоступны, то бесполезно о них говорить. Всё, что мы знаем — это настоящие, а не симулированные яблоки, даже если на каком-то «более глубоком» уровне они являются симуляцией.

Этот спор напоминает старый рассказ Борхеса о стране, в которой картографы создали карту, которая по величине и всем деталям была точной копией самой этой страны (эту метафору, кстати, использовал Бодрийяр в своей знаменитой работе «Симулякры и симуляция»).

Если карта — это точное воспроизведение территории, то есть ли смысл в самом делении «карта и территория», «реальность и симуляция»?

К тому же в модели Маска снова возрождаются теологические затруднения, на которые люди (за неимением лучшего) столетиями тратили свои интеллектуальные ресурсы. Если у мира есть создатели, то почему в нём присутствует столько зла? Для чего мы живём: это всего лишь случайный эксперимент, или в нашей жизни заложен какой-то тайный замысел? Можно ли выйти на тот самый «более глубокий» уровень реальности, или мы можем только строить о нём свои предположения?

Spore — симулятор эволюции, разработанный в 2008 году студией Maxis.

На первый вопрос, конечно, можно ответить словами агента Смита из «Матрицы», что «человечество как вид не приемлет реальность без мучений и нищеты», поэтому даже искусственная реальность должна быть именно такой. Но базовых трудностей это не снимает. К тому же здесь очень легко переключиться в конспирологическую логику, предположив, что всё вокруг — это иллюзия, плод заговора разумных машин (инопланетян, масонов, правительства США) против человечества.

Истоки гипотезы симуляции

Еще в Древней Греции Пифагор основал школу, изучавшей базовую философскую концепцию своего создателя об иллюзии всего существующего и реальности исключительно чисел и их бесконечных комбинаций, которые формируют все феномены обозримого бытия, подвластные познанию их человеком. Представление о том, что реальность — это не что иное, как иллюзия, выдвигал вслед за Пифагором древнегреческий философ Платон, который пришел к выводу о том, что материальны только идеи, а остальные объекты — лишь тени.

Джарон Ланье

Такого же подхода придерживался и Аристотель, но с поправкой на то, что идеи выражаются в материальных объектах. Кроме того, положение об иллюзорности реального является одним из ключевых в некоторых религиозно-философских учениях, например, в целом ряде индийских философских школ, в рамках которых рассматривается концепция майи. Майя — иллюзия бытия, в частности, повседневного бытия человеческого существа на фоне существования Вечного Абсолюта (Брахмана в индуизме или Нирваны в буддизме),

С развитием цифровых технологий теория о том, что реальность — это продукт компьютерной программы, которая была написана и реализована некоей другой цивилизацией, начала приобретать большое количество сторонников. Важным теоретическим подспорьем в развитии гипотезы симуляции и некоторых других подобных положений стало появление термина «виртуальная реальность», предложенного в 1989 году изобретателем Джароном Ланье. Значительную роль в этом сыграли и деятели массовой культуры, создавая различные творения на тему взаимодействия человека и цифровой среды. Особенно примечательна в этом плане игровая индустрия, которая в 1990-х годах представила такие игры, как Quake, Doom и некоторые другие. Так как они позволяли создавать целые миры на экранах компьютера, гипотеза симуляции стала набирать популярность по всему миру.

Ключевые понятия и термины

Футуролог Д. А. Медведев в статье «Живем ли мы в спекуляции Ника Бострома?» перечислил главные понятия, которыми оперируют специалисты в рамках научного дискурса по этой тематике:

  • Постчеловеческая цивилизация — цивилизация, которая, скорее всего, заменит человечество. По мысли Ника Бострома, сильные изменения в человеке, которые породят новую цивилизацию, будут обусловлены развитием новых технологий, вычислительной техники, нанотехнологий, технологий искусственного интеллекта и многими другими.
  • Симуляция — продукт технологий в области вычислительной техники, призванная создавать модель восприятия мира, сознания и разума у реципиентов, а также материальные объекты, которые его окружают.
  • Историческая симуляция — симуляция, которая помещает реципиентов в определённые искусственно воссозданные исторические эпохи.
  • Базовая цивилизация — цивилизация, которая создает симуляцию первого уровня, при этом не проживая в симуляции.
  • Симуляция первого уровня — симуляция, запущенная базовой цивилизацией.
  • Вышестоящая цивилизация (по отношению к какой-либо симуляции) — цивилизация, которая является создателем симуляции, при этом, возможно, проживающая также в симуляции.
  • Метавселенная — гипотетическая совокупность всех вселенных. Соответственно, это множество объединяет в себе не только все реальные Вселенные, но и те, что были запущены как симуляции.

Основные работы

«Доказательство симуляции» Ника Бострома

Доказательство того, что наша реальность представляет собой иллюзию, воссозданную компьютерной программой, шведский философ-трансгуманист и профессор Оксфордского университета Ник Бостром строит на основании трёх основных тезисов, «как минимум один из которых является истинным»:

  1. Весьма вероятно, что человечество вымрет до того, как достигнет «постчеловеческой» фазы;
  2. Каждая постчеловеческая цивилизация с крайне малой вероятностью будет запускать значительное число симуляций своей эволюционной истории (или её вариантов);
  3. Мы почти определённо живём в компьютерной симуляции.

В ходе статьи Бостром рассматривал для доказательства этого тезиса современный вектор, направленный на активное развитие цифровых технологий, искусственного интеллекта, нанотехнологий и многих других отраслей при том, что они «не будут противоречить законам физики и инженерии».

Ник Бостром

По его мысли человечество будет способно на то, чтобы развить их настолько, чтобы располагать огромными вычислительными мощностями и симулировать работу многих разумных существ. Далее Бостром применяет некоторые положения теории вероятностей для изложения доказательства по сути. При этом не упоминается, каким конкретно путем будет проведена симуляция: она может быть осуществлена как с помощью компьютеров, так и, например, аккумуляцией и развитием центров мозга, которые отвечают за поведение человека во время сна, и, соответственно, формирование реальности во сне. Такой прием показан, к примеру, в трилогии «Матрица».

На основании научных данных, которыми на тот момент располагали ученые и исследователи по наличию жизни и цивилизаций, близких к человеческой, на других планетах, Бостром приходит к выводу о том, что их число равно или близко к нулю, но при этом число цивилизаций, переживания которых относительно симуляции близки нам, приблизительно равно единице (так как это непосредственно наша человеческая цивилизация). Так как обществ, близких к человеческим, практически не существует, то тем более будет странным предположить, что число постчеловеческих цивилизаций существенно больше единицы. Но эти выводы являются общими, и экстраполировать их на всю Вселенную представляется чрезвычайно сложным. Таким образом, Бостром практически опроверг первые два тезиса, а если как минимум один из трех должен быть истинным, то наиболее вероятным предполагается третий тезис о жизни человечества в симуляции, вероятнее всего, компьютерной. Кроме того, этот вывод является более частным и локальным, поэтому вероятность его правдивости растет.

«Как жить в симуляции» Робина Хансона

Статья была опубликована одновременно с трудом Бострома, в 2001 году, в журнале «Journal of Evolution and Technology». Как следует из названия статьи, Робин Хансон стремится к тому, чтобы дать некоторые рекомендации людям, которые считают, что они живут в симуляции. Поэтому данную статью стоит считать скорее психологической, нежели философской и футурологической. В частности, Хансон даёт советы, которые по сути являются мотивацией для личностного роста: «Если вы предполагаете, что живёте в симуляции, то вам стоит меньше заботиться о других, стремиться к богатству и благоприятному окружению для того, чтобы сделать свою жизнь как можно более комфортной». При этом посылки, из которых исходит Хансон при построении доказательства симуляции, вызывают большие сомнения у научного сообщества.

«Потеря невинности: симуляционные сценарии: перспективы и следствия» Барри Дайнтона

Дайнтон писал о симуляции примерно в то же время, что и его коллеги — черновик статьи был опубликован в 2002 году. В «Потере невинности…» он применяет более системный подход к изучению симуляции, пытаясь классифицировать формы существования в виртуальной реальности. Он также сделал попытку обосновать, что человечество живёт в симуляции, опираясь на те же доводы, что и Хансен. При этом Дайнтон выводит следующие этические принципы против создания симуляций:

  1. Возражение против меньшей ценности — симуляции не должны создаваться, поскольку жизнь в симуляции сильно упрощена, а, следовательно, сильно проигрывает в разнообразии жизни первичной цивилизации.
  2. Возражение против обмана — симуляции не должны создаваться, поскольку они означают иллюзию, и, соответственно, обман тех, на ком выполняется симуляция.
  3. Эгоистическое соображение — симуляции должны быть запрещены цивилизацией, чтобы гарантировать, что она сама не находится в симуляции.

При этом вполне очевидно, что третий пункт может быть легко опровергнут хотя бы предположением о том, что может быть несколько уровней симуляции.

Аргумент симуляции в других проблемах философии

Помимо попытки оценить, истинность или ложность гипотезы симуляции, философы также использовали ее для иллюстрации других философских проблем, особенно в метафизике и эпистемологии. Дэвид Чалмерс утверждает, что моделируемые объекты могут задаться вопросом, управляются ли их умственные способности физикой окружающего их мира, или на самом деле эти ментальные конструкции моделируются отдельно (и, таким образом, фактически не управляются имитируемой физикой). В конечном итоге объекты симуляции могут обнаружить, что их мысли генерируются без привязки к физическому миру. Чалмерс утверждает, что в этом случае, дуализм Декарта не обязательно будет являться проблематичным для философского взгляда, как обычно предполагается, хотя он сам не поддерживает его.

Аналогичным образом, Винсент Конитцер использовал сценарии компьютерной симуляции, чтобы изучить явления, которые логически не возникают из строго физических феноменов — qualia (обозначение сенсорных, чувственных явлений любого рода), индексируемость (свойства объекта определяются контекстом его окружения), а также личная идентификация. Представьте себе человека в реальном мире, который наблюдает за симулированным миром на экране, с точки зрения одного из имитируемых агентов в нем. Наблюдающий человек знает, что помимо кода, ответственного за физику моделирования, должен быть добавлен дополнительный код, определяющий, в каких цветах отображается симуляция на экране, и как отображается сам агент (эта проблематика связана с моделью перевернутого спектра и существования дополнительных фактов о личности). То есть человек может заключить, что факты симуляции физического мира (которые полностью описываются работой кода, определяющего законы физики) не полностью формируют опыт самостоятельно. Но если, утверждает Коницер, мы представим, что кто-то настолько увлекся симуляцией, что даже забыл о природе симуляции, за которой он наблюдает, то неужели он будет способен прийти к такому же выводу? И если все же да, можем ли мы сделать такой же вывод в случае нашей повседневной жизни?

Метод компьютерных симуляций как интерактивная форма обучения

Метод компьютерных симуляций как интерактивная форма обучения

Одно из требований Федеральных государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования (ФГОС ВПО) – использование в учебном процессе интерактивных форм проведения занятий для формирования необходимых профессиональных и общекультурных компетенций.

Организуются индивидуальная, парная и групповая работа, используется проектная работа, ролевые игры, осуществляется работа с документами и различными источниками информации. Интерактивные методы основаны на принципах взаимодействия, активности обучаемых, опоре на групповой опыт, обязательной обратной связи. Создается среда образовательного общения, которая характеризуется открытостью, взаимодействием участников, равенством их аргументов, накоплением совместного знания, возможностью взаимной оценки и контроля. Совместная деятельность означает, что каждый вносит свой индивидуальный вклад, в ходе работы идет обмен знаниями, идеями, способами деятельности.

Симуляция – это помещение людей в «фиктивные, имитирующие реальные» ситуации для обучения или получения оценки проделанной работы, иначе это обучение действием или в действии.

Образовательная симуляция – это структурированный сценарий с подробно разработанной системой правил, заданий и стратегий, которые созданы с совершенно определенной целью: сформировать специфические компетенции, которые могут быть прямо перенесены в реальный мир.

Современные тенденции высшего образования предлагают использование

симуляционной техники, позволяющей достичь максимальной степени реализма при имитации разнообразных сценариев профессиональной деятельности.

Первый этап занятия — инструктаж, в форме мини-лекции, определяются объект и цель.

Второй этап — сам процесс симуляционного обучения, когда участники группы

проводят необходимые действия и т. д. Важное условие: все члены команды должны максимально ощущать реальность ситуации.

Третий этап — подведение итогов, анализ результатов. На этом этапе важно понимать, что симуляция лишь отражает реальную жизнь и не бывает персональных ошибок, есть лишь ошибки команды.

В конце практического занятия преподаватель и обучающиеся обсуждают результаты практики, оценивается уровень знаний, а также тот факт, насколько успешны были занятия.

Компьютерные симуляции — это моделирование учебной ситуации и последова­тельное ее проигрывание с целью решения на компьютере.

Симуляции представляют некоторую часть окружающей действительности, они по­зволяют изучать те аспекты действительности, которые не могут быть изучены другим способом по соображениям безопасности, этики, высокой стоимости, необходимого тех­нического обеспечения или масштаба изучаемого явления. Симуляции помогают нагляд­но представить абстрактные понятия.

Компьютерная симуляция как интерактивная форма обучения обладает огромными возможностями:

    создаёт образ реальных атрибутов деятельности; выступает как виртуальный аналог реального взаимодействия; создаёт условия замещения реального исполнения социальных или профессиональных ролей; является формой контроля эффективности профессионального обучения.

В компьютерной симуляции выделяются основные компоненты:

    рабочая модель профессиональной среды или структурно-организационная схема, в которой заложены возможные варианты поведения и взаимодействия людей друг с другом; сценарий (сюжет) процесса симуляции, направленный на применение знаний, развитие интуиции, поиска альтернативного нестандартного пути решения проблемы.

Одним из сильных преимуществ компьютерных симуляций заключается в том, что они могут давать точную оценку конкретным действиям обучающегося, т. к. технология контроля встроена в инструментальные средства симуляций.

Компьютерное моделирование, применяемое в образовании, может быть разбито на следующие категории:

    компьютерные текстовые симуляторы; компьютерные графические симуляторы; симуляторы с использованием оборудования; симуляторы виртуальной реальности.

Рассмотрим подробнее каждую из категорий:

    Текстовые симуляторы создают словесное описание ситуации, в которой пользователь выбирает один из нескольких предопределенных ответов. Основываясь на полученном ответе, компьютер генерирует ситуацию. Получив информацию о действиях обучающегося, программа создает следующий бланк, где может быть представлено уже намного больше вариантов дальнейшего выбора. Графические симуляторы воссоздают на дисплее графическое изображение ситуации, часто чтобы объяснить фармакокинетические и фармакодинамические процессы связан­ные с приемом препарата. Хотя такие симуляции способствуют пониманию и усвоению материала обычно они не развивают у студентов практических навыков. Главная цель их использования состоит в объяснении неких абстрактных концепций в доступной и недорогой форме. Такие симуляторы особенно подходят для моделирования физиологических и фармакологических процессов. Симуляторы с использованием манекенов могут быть выполнены с различной степенью сложности и реалистичности, но обычно всегда дороги. Современные варианты используют сложные компьютерные модели физиологии и фармакологии человека для автоматической генерации ответов манекеном и сигнальными отведениями. В противоположность текстово­му и графическому тренажерам, использование манекенов позволяет развить некоторые практические навыки, которые впоследствии будут применяться в клинике. Технологии виртуальной реальности начали приобретать популярность последнее время, особенно для обучения хирургов. С их помощью возможен переход от двумерного руко­водства к миру трехмерных имитированных больных.

Важно отметить, что в компьютерных симуляциях обучающиеся жестко ограничены временными рамками.

В настоящее время программы-симуляторы довольно часто используются в качестве виртуальных аналогов реальных систем. Метод компьютерных симуляций способствует реализации принципа дифферен­цированного подхода в обучении.

При использовании компьютера на учебном занятии исчезает необходимость мотивации обучающихся на учебную цель, они с удовольствием включаются в выполнение работы, самостоятельно пытаются понять предложенное задание, все его особенности и добираются до самой сути.

Применение компьютерных симуляций и моделирования естественнонаучных процессов ведет к повышению активности обучающихся, к расширению границ их кругозора и лучшего усвоения материала.

Статья «Метод компьютерных симуляций как интерактивная форма обучения»

Метод компьютерных симуляций как интерактивная форма обучения

Кривощекова Марина Витальевна,

преподаватель информационных технологий в профессиональной деятельности,

ГБПОУ «Кудымкарское медицинское училище»

Одно из требований Федеральных государственных образовательных стандартов среднего профессионального образования (ФГОС СПО) – использование в учебном процессе интерактивных форм проведения занятий для формирования необходимых профессиональных и общекультурных компетенций.

Учебный процесс, опирающийся на использование интерактивных методов обучения, организуется с учетом включенности в процесс освоения учебного материала всех студентов группы без исключения. Совместная деятельность означает, что каждый вносит свой индивидуальный вклад, в ходе работы идет обмен знаниями, идеями, способами деятельности. Организуются индивидуальная, парная и групповая работа, используется проектная работа, ролевые игры, осуществляется работа с документами и различными источниками информации. Интерактивные методы основаны на принципах взаимодействия, активности обучаемых, опоре на групповой опыт, обязательной обратной связи. Создается среда образовательного общения, которая характеризуется открытостью, взаимодействием участников, равенством их аргументов, накоплением совместного знания, возможностью взаимной оценки и контроля.

Согласно идеологии ФГОС СПО компьютерная симуляция является одной из интерактивных форм обучения.

Симуляция – это помещение людей в «фиктивные, имитирующие реальные» ситуации для обучения или получения оценки проделанной работы, иначе это обучение действием или в действии.

Образовательная симуляция – это структурированный сценарий с подробно разработанной системой правил, заданий и стратегий, которые созданы с совершенно определенной целью: сформировать специфические компетенции, которые могут быть прямо перенесены в реальный мир.

Современные тенденции медицинского образования предлагают использование

симуляционной техники, позволяющей достичь максимальной степени реализма при имитации разнообразных клинических сценариев, а также отработки технических навыков отдельных диагностических и лечебных манипуляций.

Первый этап занятия — инструктаж, в форме мини-лекции оцениваются обстановка,

имеющееся оборудование, определяются объект и цель.

Второй этап — сам процесс симуляционного обучения, когда участники группы

непосредственно осуществляют уход за пациентом, проводят необходимые реанимационные действия и т.д. Важное условие: все члены команды должны максимально ощущать реальность ситуации.

Третий этап — подведение итогов, анализ результатов. На этом этапе важно понимать, что симуляция лишь отражает реальную жизнь и не бывает персональных ошибок, есть лишь ошибки команды.

В конце практического занятия преподаватель и обучающиеся обсуждают результаты практики, оценивается уровень знаний студента, а также тот факт, насколько успешны были занятия.

Компьютерные симуляции — это моделирование учебной ситуации и последовательное ее проигрывание с целью решения на компьютере.

Симуляции представляют некоторую часть окружающей действительности, они позволяют изучать те аспекты действительности, которые не могут быть изучены другим способом по соображениям безопасности, этики, высокой стоимости, необходимого технического обеспечения или масштаба изучаемого явления. Симуляции помогают наглядно представить абстрактные понятия. Студенты понимают суть изучаемого явления благодаря возможности манипуляции с его параметрами.

Компьютерная симуляция как интерактивная форма обучения обладает огромными возможностями:

  • создаёт образ реальных атрибутов деятельности;

  • выступает как виртуальный аналог реального взаимодействия;

  • создаёт условия замещения реального исполнения социальных или профессиональных ролей;

  • является формой контроля эффективности профессионального обучения.

В компьютерной симуляции выделяются основные компоненты:

  • рабочая модель профессиональной среды или структурно-организационная схема, в которой заложены возможные варианты поведения и взаимодействия людей друг с другом;

  • сценарий (сюжет) процесса симуляции, направленный на применение знаний, развитие интуиции, поиска альтернативного нестандартного пути решения проблемы.

Одним из сильных преимуществ компьютерных симуляций состоит в том, что они могут давать точную оценку конкретным действиям обучающегося, т.к. технология контроля встроена в инструментальные средства симуляций.

Компьютерное моделирование, применяемое в медицинском образовании, может быть разбито на следующие категории:

  • компьютерные текстовые симуляторы;

  • компьютерные графические симуляторы;

  • симуляторы с использованием манекенов;

  • симуляторы виртуальной реальности.

Рассмотрим подробнее каждую из категорий:

  • Текстовые симуляторы создают словесное описание ситуации, в которой пользователь выбирает один из нескольких предопределенных ответов. Основываясь на полученном ответе, компьютер генерирует следующую ситуацию. Получив информацию о действиях студента, программа создает следующий бланк, где может быть представлено уже намного больше вариантов дальнейшего выбора.

  • Графические симуляторы воссоздают на дисплее графическое изображение ситуации, часто чтобы объяснить фармакокинетические и фармакодинамические процессы связанные с приемом препарата. Хотя такие симуляции способствуют пониманию и усвоению материала обычно они не развивают у студентов практических навыков. Главная цель их использования состоит в объяснении неких абстрактных концепций в доступной и недорогой форме. Такие симуляторы особенно подходят для моделирования физиологических и фармакологических процессов.

  • Симуляторы с использованием манекенов могут быть выполнены с различной степенью сложности и реалистичности, но обычно всегда дороги. Современные варианты используют сложные компьютерные модели физиологии и фармакологии человека для автоматической генерации ответов манекеном и сигнальными отведениями. В противоположность текстовому и графическому тренажерам, использование манекенов позволяет развить некоторые практические навыки, которые впоследствии будут применяться в клинике.

  • Технологии виртуальной реальности начали приобретать популярность последнее время, особенно для обучения хирургов. С их помощью возможен переход от двумерного руководства к миру трехмерных имитированных больных.

Важно отметить, что в проведенных компьютерных симуляциях студенты были жестко ограничены временными рамками с целью улучшения качества обучения. Было обнаружено, что студенты, которым была предоставлена возможность работать без лимита времени, обычно хуже усваивали материал.

Компьютерные симуляции успешно используются в фармакологии, например, позволяют теоретически оценить и количественно измерить возможные токсические эффекты препарата на органы и системы. Компьютерное моделирование позволяет косвенно рассчитать влияние препарата на такие физиологические параметры, которые трудно или невозможно измерить напрямую. В некоторых случаях только компьютерный эксперимент, основанный на реальных данных, может быть запущен на сколь угодно длительное время, и позволяет предсказать побочные эффекты вещества, которые проявятся только в будущем.

В медицинском образовании наличие компьютерной модели человеческой физиологии (манекенов, фантомов) очень важно. Роботы-манекены воспроизводят функциональные особенности сердечно–сосудистой, дыхательной, выделительной систем, а также генерируют ответ на различные действия курсантов, в т.ч. и введение фармакологических препаратов. Эта физиологическая реакция является непроизвольной (автоматической) в ответ на клинические воздействия. То есть робот-симулятор автоматически реагирует так же, как и организм пациента на те или иные вмешательства и события. Так же, как и настоящие, виртуальные больные могут по-разному воспринимать назначенное лечение. Точное знание различий между электронными пациентами позволяет лучше учесть влияние большинства важных факторов на течение болезни и развитие осложнений. В то же время стоит обратить внимание на то, что любая модель не является совершенной. Чем глубже представления о проблеме, тем ближе симуляция реальности, но при полном отсутствии понимания смоделировать интересующую ситуацию практически невозможно.

В настоящее время программы-симуляторы довольно часто используются в качестве виртуальных аналогов реальных технических систем. Например, при изучении отдельных тем по информатике за неимением программ возможно использовать симуляторы этих программ (симулятор Интернет, загрузка операционной системы, т.е. Windows XР — симуляция установки и другие).

Метод компьютерных симуляций способствуют реализации принципа дифференцированного подхода в обучении. Студенты выполняют работу индивидуально или в малых группах, они могут остановиться на трудных для них этапах, проделать их несколько раз или даже вернуться к началу и повторить всю работу заново. Преподаватель же выступает в роли консультанта и помощника, к которому студенты могут обратиться в случае затруднения.

Современные студенты большую часть свободного времени «живут» в виртуальном мире, им это интересно. При использовании компьютера на учебном занятии исчезает необходимость мотивации их на учебную цель, они с удовольствием включаются в выполнение работы, самостоятельно пытаются понять предложенное задание, все его особенности и добираются до самой сути.

Применение компьютерных симуляций и моделирования естественнонаучных процессов ведет к повышению активности обучающихся, к расширению границ их кругозора и лучшей усваиваемости материала.

Литература:

  1. Панина, Т.С. Современные способы активизации обучения: учеб. пособие для студентов. высш. учеб заведений / Т.С. Панина, Л.Н. Вавилова; под ред. Т.С. Паниной. – М.: Академия, 2008. – 176с.

  2. Панфилова, А.П. Инновационные педагогические технологии: Активное обучение: учеб. пособие для студ. высш. учеб заведений /А.П.Панфилова. – М.: Издательский центр «Академия», 2009. – 192с.

  3. Ступина, С.Б. Технологии интерактивного обучения в высшей школе : уч. — метод. пособ. / С.П. Ступина. – Саратов: Издательский центр «Наука», 2009. – 52 с.