« بیشتر تلاش می کنیم تا با ما مطمئن پژوهش کنید. »شبیهسازی و کاربرد های آن
کلمه Simulation به معنی «عمل نائل شدن به اصل چیزی بدون واقعیت» و «نمایش کارکرد یک سیستم یا یک فرایندی به‌وسیله کارکرد کامپیوتر یا فرایند دیگر» آمده است. شبیهسازی توانایی یا قابلیت طراحی است؛ که یک راهحل آماری قدرتمند را ایجاد کرده و مدیر را از دستیابی به اهداف سازمان مطمئن میکند . یک مدل شبیه سازی، گونهای از پدیدهها یا سیستمهای دینامیک را نشان میدهد که میتواند مسائل موجود در سازمان را پیش از آنکه تبدیل به مشکل شوند، شناسایی کند. شبیهسازی در واقع فرآیند طراحی مدلی از سیستم واقعی است؛ که با انجام آزمایشها با استفاده از این مدل و باهدف پی‌بردن به سیستم، یا ارزیابی استراتژیهای گوناگون، در محدوده‌ای كه به وسیله معیار و یا مجموعه‌ای از معیارها اعمال شده، برای عملیات سیستم صورت میگیرد .شبیهسازی تقلیدی از عملكرد فرآیند یا سیستم واقعی با گذشت زمان است. هم چنان‌که یك سیستم با گذشت زمان تكوین مییابد، رفتـــار آن با ایجاد نمونه شبیهسازی بررسی میشود. این مدل، معمولاً به شکل مجموعه‌ای از فرضهای مربوط به عملكرد سیستم است. این فرضها در چارچوب رابطههای ریاضی، منطقی و نمادین بین نهادهها یا اهداف مورد نظر سیستم بیان میشود . شبیهسازی نسخه‌ای از بعضی وسایل حقیقی یا موقعیت‌های کاری است كه تلاش دارد تا بعضی جنبه‌های رفتاری یک سیستم فیزیکی یا انتزاعی را به وسیله‌ی رفتار سیستم دیگری نمایش دهد که بيشتر در سیستمهای طبیعی و سیستمهای انسانی كاربرد دارد. همچنین شبیهسازی نمایش مجدد یا خلق مجدد یک شئ یا موضوع واقعی یا یک موقعیت می‌باشد. این تکنیک همانند آینه، واقعیات را همانندسازی میکند، افزون بر اين احتمال وارد آوردن صدمه یا آسیب به شرکت‌کنندگان وجود ندارد.
تعریف شبیه‌سازی‌های آموزشی
شبیهسازی در لغت به معنای ارائه بدلی از یک چیز واقعی، یک فرایند یا نمایشی از اوضاع جاری است. شبیهسازی هر پدیده‌ای متضمن ارائه ویژگی‌های کلیدی یا رفتاری آن سیستم فیزیکی یا انتزاعی است.گیرینبلت شبیهسازی را این‌طور تعریف می‌نماید: “شبیه‌سازی‌ها، نمایشی از یک سیستم بزرگ‌تر هستند و در بردارندهی عناصر انتزاعی آن سیستم می‌باشند. ویژگی‌های اصلی سیستم باید توسط طراحان معین گردد و در شکل سادهتر، در شبیهسازی گنجانده شود. عناصری که در سیستم از اهمیت کمتری برخوردار هستند، در شبیهسازی قرار نمی‌گیرند. شبیهسازی به سادهتر کردن عناصر اصلی و مهم و حذف کردن عناصر کم اهمیتتر تاکید دارند”.شبیهسازی یعنی ساختن شبیه یک سیستم به هر روش یا صورت ممکن که از بعضی جهات با سیستم مرجع متفاوت باشد. شبیهسازی را می‌توان با یک تعریف کامل‌تر بیان و آن را در قالب فرایندی ارائه کرد: «شبیهسازی فرایندی ازمدل سازی واجرای مدل است» . گردلر شبیه‌سازی‌های آموزشی را این‌گونه تعریف میکند: شبیه‌سازی‌های آموزشی فعالیت‌های تجربی هستند که یادگیرندگان را به دنیای دیگری می‌برند، در شبیه‌سازی‌ها یادگیرندگان باید از دانش، مهارت‌ها و راهبردهای خود در راستای انجام نقش‌هایی که به ایشان واگذار شده است استفاده نمایند.
تاریخچه شبیهسازی و آموزش شبیهسازی شده
با توجه به تغییر و تحولات تکنیکال کنونی در بسیاری از موارد، ماشین جایگزین انسان شده است و بسیاری از كارهای فیزیكی كه در گذشته توسط انسانها انجام میگرفت، امروزه توسط ماشینها اداره میشود. اگرچه قدرت كامپیوترها در ذخیره و بازیابی اطلاعات و اتوماسیون اداری، غیرقابل انكار است، اما همچنان، مواردی وجود دارد كه انسان ناچار است خودش كارها را انجام دهد. اما به طور كلی، موارد مرتبط با ماشین، شامل سیستم‌هایی است كه در آن، به علت ارتباطات پیچیده بین اجزا، مغز انسان از درك ریاضی این ارتباطات قاصر است. مغز انسان به مرور زمان، با مشاهده توالی رفتارهای سیستم و گاه آزمایشهای نتیجهای، كه بر اثر درستکاری یكی از اجزای سیستم به دست میآید تا حدی میتواند عادتهای سیستم را شناسایی كند. در چنین سیستم‌هایی، مغز، قادر به تجزیه و تحلیل داخلی سیستم نیست و تنها با توجه به رفتارهای خارجی، عملكرد داخلی سیستم را تخمین میزند و عكسالعملهای آن را پیشبینی میكند. چگونگی اداره حجم انبوه اطلاعات و استفاده مؤثر از آن‌ها در بهبود تصمیمگیری، از موضوعات بحث‌برانگیز مخصوصاً در تخصصهای میان‌رشته ای همانند شبیهسازی است.
روانشناسان می‌گویند: «بازی کودکان با اسباب‌بازی‌ها، شبیهسازی دنیای بزرگسالان است». لذا کودکان دنیای خود را با شبیهسازی و نقش‌های خود را در آینده به واسطه ا سبا ب بازی‌هایشان می‌آموزند. تاریخچه شبیهسازی به دهه‌ها پیش بر می‌گردد. اما در این حوزه نیز مانند بسیاری از حوزه‌های دیگر:صنایع نظامی پیشتاز بوده‌اند. اهمیت شبیهسازی با آغاز عصر پرواز نمود بیشتری یافت. صنعت هواپیمایی در توسعه شبیه‌سازها نقش عمده‌ای داشت و از روزهای آغازین این صنعت ایده‌های مبتکرانه‌ای در این حوزه مطرح گشت. از آغازین روزهای پرواز با گلایدرها، آموزش پرواز با آن‌ها در حالی که گلایدر در معرض بادی شدید قرار میگرفت و خلبان در آن حال سعی بر آن داشت تا با قرار دادن گلایدر در راستای افقی، حسی واقعی از کنترل گلایدر را تجربه کند، انجام می‌شد. شبیهسازی با یکی از انواع روش‌های آموزشی است که از اوایل سال‌های 1900 میلادی به عنوان روشی برای کارآموزی نظامی مورد استفاده قرار گرفته است . شبیهسازی در دهه 60 میلادی به طور چشم‌گیری وارد ادبیات مدیریت شد. این روش به حدی مورد توجه قرار میگیرد که ارتش آمریکا در سال 1968 میلادی در مورد شبیهسازی به عنوان روشی برای حل مسائل مدیریتی تحقیقات گستردهای انجام میدهد .به نظر می‌رسد که تاریخچه‌ی بازی با و شبیه‌سازی‌های آموزشی، به وسیله‌ی دو دوره‌ی مشخص از پژوهش و پیشرفت روشن میشود.
مرحله ی اول: شبیه‌سازیهايي كه در اصل بر پایه‌ی شبیه‌سازی‌های روابط بین‌المللی بود، فعالیت‌های اين شبیه‌سازی‌ها اکثراً برداشت رایانه و ذهنی بود. گزارش‌های مربوط به این فعالیت با در سال 1959 منتشر شد.
مرحله‌ی دوم: اين مرحله در حدود سال 1962 آغاز شد كه در اين سال‌ها تعدادی از انواع بازی‌های شبیهسازی رشد کردند. این بازی‌ها در شرایط معمولی کلاس درس آزمایش می‌شدند و تلاش داشتند تا پژوهش‌های ارزیابی‌شده‌ی عینی تر و کمی تری ایجاد کنند. کاربرد شبیه‌سازی‌های آموزشی به طور گسترده افزایش یافته است، زیرا آن‌ها فرصت‌هایی برای دانش‌آموزان فراهم می‌کنند که می‌توانند دانشی را که در کلاس درس به دست آورده‌اند، به کار ببندند.
اهداف و مقاصد شبیهسازی
- ایجاد تغییر نگرش
- تغییر بعضی از رفتارهای خاص
- آمادگی فراگیران جهت فراگیری نقش‌های جدید برای آینده
- کمک به فراگير در فهمیدن نقش و وظیفه‌ی خود
- تبديل و تغییر مسائل یا موقعیت‌ها به اجزاء و عناصر قابل اداره يا كنترل
- نمایش نقش‌هایی تأثیرگذار بر فراگیران (نقش‌هایی كه فراگير فرصت مواجه با آن‌ها را پيدا نكرده است)
- افزایش انگیزه و علاقه در فراگیران
- ایجاد فرایندهای تجزیه و تحلیل در فراگیران
- حساس سازی و آگاه‌سازی فراگیران از نقش‌های زندگی سایر افراد .
شبیهسازی در آموزش
این نوع شبیهسازی اغلب در آموزش پرسنل شهری و نظامی استفاده میشود و معمولاً هنگامی كاربرد دارد که استفاده از تجهیزات و امکانات در دنیای واقعی از لحاظ هزینه کمرشکن و یا بسیار خطرناک است تا بتوان به دانش‌آموزان یا کارآموزان اجازه‌ی استفاده از آن‌ها را داد. در چنین موقعیت‌هایی کارآموزان وقت خود را با آموزش دروس مربوط در یک محیط واقعی ایمن می‌گذرانند .
رده بندی شبیه‌سازهای آموزشی : شبیه‌سازهای آموزشی عمدتاً در چند رده قرار می‌گیرند:
شبیهسازی زنده: در این شبیهسازی انسان‌های واقعی از ادوات مصنوعی یا شبیهسازی شده در دنیای واقعی استفاده می‌کنند؛ مانند استفاده از سلاح و مهمات غیرجنگی در مانورهای جنگی.
شبیهسازی مجازی: در این شبیهسازی انسان‌های واقعی از ادوات شبیهسازی شده در دنیایی شبیهسازی شده استفاده می‌کنند. مانند شبیه‌سازهای پرواز در آموزش خلبانان. شبیهسازی مجازی توسعه یافتهترین حوزه شبیهسازی در دوره فعلی است.
شبیهسازی ساختاری یا خلاق: که در آن انسان‌های شبیهسازی شده از ادوات شبیهسازی شده در دنیایی شبیهسازی شده استفاده می‌کنند. نمونه شناخته شده‌این نوع شبیهسازی ” بازی جنگ” یا ” مشق نظامی” است که در آن بازیکنان بدون ورود به عرصه یک جنگ واقعی و در محیط فراهم آمده توسط رایانه‌ها، با به‌کارگیری ارتش‌هایی مرکب از سربازان و ادوات نظامی، تأثیرات استراتژیهای جنگی انتخاب‌شده یا اثرات درگیری نظامی را از ابعاد مختلف مشاهده می‌کنند.
واقعیت شبیهسازی شده: که شاخه‌ای از شبیهسازی کامپیوتری است ناشی از انگاره‌ای مبنی بر شبیهسازی واقعیت تا مرحله‌ای است که امکان تمیز گذاشتن میان آن و واقعیت راستین نباشد. این نوع واقعیت میتواند دربردارنده انسان‌هایی باشد که از قرار گرفتن خود در یک واقعیت مجازی آگاه یا ناآگاه باشند. جدی‌ترین ادعا در این وادی اظهار می‌دارد که ما براستی در چنین واقعیتی زندگی می‌کنیم ولی از آن آگاه نیستیم! این معنا از واژه «واقعیت مجازی» که به لحاظ فناوری در حال حاضر نیز دست‌یافتنی است، متفاوت می‌باشد. واقعیت مجازی به آسانی از واقعیت راستین تمیز داده میشود و کسانی که به این محیط وارد می‌شوند هرگز درباره آنچه که تجربه می‌کنند، دچار شک نمی‌شوند، در حالی که واقعیت شبیهسازی شده از واقعیت اصیل به سختی تمیز داده میشود یا اصولاً تمیز آن غیرممکن خواهد بود.
شبیه‌سازی‌های ایفای نقش: جایی که افراد واقعی یک کار واقعی را بازی می‌کنند.
شبیه‌سازی‌های پزشکی: شبیه‌سازی‌های پزشکی برای آموزش روش‌های درمانی و تشخیص و همچنین اصول پزشکی و تصمیمگیری به پرسنل بهداشتی به کار می رود. امروزه شبیه‌سازی‌هاي رایانه‌ای و نيز آدمک‌های هوشمند براي آشنايي با مهارتهاي باليني به طور وسيعي به بازار عرضه میشود و كمك زيادي به توسعه آموزش پزشكي کرده‌اند و شبيهسازها از ابزارهاي آموزشي هستند كه هم در علوم پايه و هم علوم باليني پزشكي قابل استفاده هستند در آموزش درس آناتومي به جاي استفاده از جسد واقعي انسان با استفاده از اطلاعات وارد شده به رايانه همه اعضاي بدن شبیهسازی ميگردد. اين روش همچنين در كارديولوژي نيز براي آموزش دانشجويان پزشكي به كار مي رود. نتايج آموزش جراحي لاپاراسكوپي به كمك شبیهسازی نيز در برخي از دانشگاه‌ها گزارش شده است.
شبیه‌سازی‌های پرواز: این شبیه‌سازی‌ها بیشتر در آموزش خلبانی و پرواز که به دلیل هزینه و خطر زیاد شخص نمی‌تواند در محیط واقعی انجام دهد استفاده میشود. به عنوان مثال این شبیه‌سازی‌ها اغلب برای آموزش خلبانان استفاده می‌شوند تا هواپیما را در موقعیت‌های بسیار خطرناک مثل زمین نشستن بدون داشتن موتور یا نقص کامل الکتریکی یا هیدرولیکی هدایت کنند، پیشرفتهترین شبیه‌سازها دارای سیستم بصری با کیفیت بالا و سیستم حرکت هیدرولیک هستند. کار شبیه‌ساز به طور معمول نسبت به هواپیمای واقعی ارزان تر است.
بازی‌های شبیهسازی: بسیاری از بازی‌های ویدئویی شبیه‌ساز هستند. این بازی‌ها جنبه‌های گوناگون واقعی را شبیهسازی می‌کنند.
شبیهسازی مهندسی: شبیهسازی یک مشخصه‌ی مهم در سیستمهای مهندسی است. در شبیهسازی مهندسی برای به دست آوردن بینش نسبت به عمل این سیستمها استفاده میشود. به عنوان مثال در مهندسی برق از خطوط تأخیری استفاده میشود تا تأخیر تشدید شده و شیفت فاز ناشی از خط در انتقال واقعی را شبیهسازی کند.
شبیهسازی کامپیوتری: شبیهسازی رایانه، جزء مفیدی برای بسیاری از سیستمهای طبیعی در فیزیک، شیمی و زیست‌شناسی و نیز برای سیستمهای انسانی در اقتصاد و علوم اجتماعی (جامعه‌شناسی کامپیوتری) و یک نمونه‌ی خوب از سودمندی استفاده از شبیهسازی را می‌توان در حیطهی شبیه- سازی ترافیک شبکه جستجو کرد. امروزه نام انواع مختلفي از شبیه‌سازی‌ها به گوش می‌رسد که به همه‌ی آن‌ها عنوان “محیط‌های ساختگی یا محیط‌های صناعی” اطلاق میشود. تا تعریف شبیهسازی عملاً به تمام دستاوردهای حاصل از رایانه تعمیم داده شود .
شبیهسازی در علم رایانه: در برنامه‌نویسی کامپیوتری، یک شبیه‌ساز اغلب برای اجرای برنامه‌ای مورد استفاده قرار میگیرد که انجام آن برای رایانه با دشواری همراه است برای مثال، شبیه‌سازها معمولاً برای رفع عیب یک ریز برنامه استفاده می‌شوند. از آن جایی که کار کامپیوتر شبیهسازی شده است، تمام اطلاعات در مورد کار رایانه مستقیماً در دسترس برنامه دهنده است و سرعت و اجرای شبیهسازی را می‌توان تغییر داد.
شبیهسازی در تعلیم و تربیت: شبیه‌سازی‌ها در تعلیم و تربیت گاهی مثل شبیه‌سازی‌های آموزشی هستند. به طور کلی این شبیه‌سازی‌ها روی وظائف خاص و ویژه متمرکز می‌شوند .
مراحل شبیه سازی
اصولاً پروژههای مبتنی بر شبیهسازی زمانی آغاز میشود که در سیستم، مسئله‌ای به وجود آید. در این زمان، برای شبیهسازی مدل مناسب، باید گامهای زیر را طی کرد.
تدوین مسئله؛ برای یافتن جواب مسئله باید فهمید که اصل آن چیست؟ بنابراین اولین قدم در آزمایش شبیهسازی، همانند هر آزمایش دیگری، تعیین هدف آزمایش است، چون این هدف است که نحوه آزمایش، جزئیات لازم و نتایج نهایی را تعیین میکند.
تعریف سیستم؛ در این مرحله میبایست تعیین کرد که از چه روشها و تکنیکهایی می‌توان برای بررسی و مطالعه سیستم استفاده كرد. تعریف سیستم در حقیقت، تعیین اجزای سیستم، عناصر و عوامل داخلی و خارجی محیط سیستم و پارامترها و متغیرهای سیستم را شامل میشود. پس از آن، روابط و قوانین حاکم میان ویژگی‌های سیستم و متغیرهای آن مشخص و یا فرموله شده، سپس چگونگی رفتار سیستم مورد بررسی قرار گرفته و جزئیات حاصل از تغییر متغیرها در سیستم معلوم میشود.
پاسخ به یک سؤال؛ پاسخ به این سؤال كه آیا در تمامی تصمیمگیریها می‌توان از مدل شبیهسازی استفاده كرد؟ اگر شرایط واقعی چندان پیچیده نباشد و بتوان با استفاده از روش‌های تجزیه و تحلیل به حل مسئله پرداخت، طبیعتاً نیازی به استفاده از مدل شبیهسازی نیست. ولی اگر با توجه به شرایط پیچیده و ریسك بالا، فقط از شبیهسازی می‌توان استفاده کرد، پس کاربرد روش شبیهسازی الزامی است.
تدوین مدل؛ هنر مدل‌سازی عبارت است از توانایی تحلیل مسئله، چکیده سازی خصایص آن، انتخاب مفروضات و سپس تکمیل و توسعه مدل تا زمانی که تقریب مفیدی از واقعیت به دست آید. هرچه مدل کامل‌تر باشد، وضعیت پیچیده را روشن‌تر منعکس میکند.
تدارک دادهها؛ هر مطالعهای، مستلزم جمعآوری دادهها است. در یک مدل شبیهسازی، دادههای ورودی، باید با اطلاعات مربوط به اجزای سیستم و ارتباط میان آن‌ها رابطه نزدیک داشته باشد. در این زمان تحلیلگر باید تصمیم بگیرد چه دادههایی مورد نیازند و چگونه باید این اطلاعات را جمعآوری كرد.
برگرداندن مدل؛ گام ششم با بر گرداندن مدل برداشته میشود. در این مرحله باید مدلی که از سیستم تهیه شده را برای کامپیوتر توصیف کنیم. مدلهای شبیهسازی، از لحاظ منطقی بسیار پیچیده بوده و دارای فعل و انفعالات متقابل بسیاری در بین عناصر سیستم هستند.
تعیین اعتبار مدل؛ این مرحله، مهمترین و مشکلترین مرحله از مراحل شبیهسازی است. تعیین اعتبار، یعنی آنکه آیا مدل ساخته‌شده رفتار سیستم واقعی را به درستی شبیهسازی و توصیف میكند؟ بنابراین آنچه كه اهمیت دارد قابل اعتماد بودن مدل است نه حقیقت ساختار آن.
برنامهریزی استراتژیکی و تاکتیکی؛ برنامه استراتژیک یعنی طرح آزمایشی که اطلاعات مطلوب از آن حاصل میشود و برنامهریزی تاکتیکی یعنی تعیین این موضوع که هر یک از آزمونهای مشخص شده در طرح آزمایش، چگونه صورت میگیرد.
آزمایش و تفسیر؛ در این مرحله، اشتباهات و نواقص برنامهریزی آشکار میشود و مراحل اجراشده مورد بازبینی قرار میگیرد.
پیادهسازی و مستندسازی؛ موفقیت یک پروژه شبیهسازی را تنها می‌توان زمانی محقق دانست که مدل پذیرفته‌شده، تفهیم شود و مورد استفاده قرار گیرد. مستندسازی دقیق و کامل از چگونگی ایجاد، توسعه و نحوه عمل مدل، میتواند عمر مفید و شانس پیادهسازی موفق آن را افزایش دهد .
موارد استفاده از شبیهسازی
شبیه سازی زمانی استفاده میشود که به علت پیچیدگی سیستم مورد نظر، از روش‌های تحلیلی غیرعملی است. از این رو روش‌های مطالعه سیستم از طریق شبیهسازی مطرح میشود. غالباً پیچیدگی موجود در سیستمهای واقعی به صورت اشکال زیر نمود پیدا میكند:
- حالت عدم اطمینان در سیستم؛ شبیهسازی، مکانیزمی منصف و سودمند را برای غلبه بر عدم اطمینان فراهم میآورد؛ بدون آنکه محدودیتی برای سیستم ایجاد كند.
- رفتار پویا؛ رفتار سیستم در طول زمان ثابت نیست و متغیرهای اصلی موجود، همانند بهرهوری نیز در طول زمان متغیرند. برای تشخیص علّت تغییرات و کنترل آن، بایستی از مدل پویا و متناسب با تغییرات، استفاده شود.
- مکانیزم‌های بازخورد؛ رفتارهای انجام‌شده و تصمیمات اتخاذشده در یک مرحله از یک فرآیند، قسمتهای دیگر فرآیند را به طور مستقیم یا غیرمستقیم تحت تأثیر قرار میدهد و شناسایی این اثرات و علل آن، بسیار ضروری است .
کاربرد شبیهسازی در علوم مختلف
برخلاف بسیاری از علوم فنی که می‌توانند بر حسب رشته‌ای که منشأ آن‌ها است، رِنج بندی شوند (مانند فیزیک و شیمی)، شبیهسازی در تمام رشته‌ها قابل استفاده است. انگیزه اصلی شبیهسازی ریشه در برنامه‌های فضایی دارد، به عنوان مثال رابرت شانون در کتاب خود (علم و هنر شبیهسازی سیستمها) از کتاب‌هایی که در رابطه با کاربرد شبیهسازی در موارد زیر نوشته شده‌اند نام می‌برد. این موارد عبارتند از بازرگانی، اقتصاد، بازاریابی، تعلیم و تربیت، سیاست، علوم اجتماعی، علوم رفتاری، روابط بین‌الملل، ترابری، نیروی انسانی، اجرای قوانین، مطالعات شهری و سیستمهای جهانی. بعلاوه تعداد بی‌شمار مقالات فنی، گزارش‌ها و رساله‌های دوره دکترا و کارشناسی ارشد، تقریباً در همه زمینه‌های اجتماعی، اقتصادی، فنی و انسانی، گواه بر تأثیر و رشد گسترده استفاده از شبیهسازی در تمام جنبه‌های زندگی دارد. با توجه به هزینه‌های هنگفت و مخاطرات استفاده از تجهیزات واقعی در آموزش افراد و سازمان‌ها، امروزه شبیه‌سازها جای خود را در آموزش فنون مختلف بازکردهاند. یک شبیه‌ساز با ایجاد یک محیط مجازی برای فرد تحت آموزش، شرایط شبه واقعی را بازسازی میکند. هرچه شبیه‌ساز در انتقال حس واقعی به فرد آموزش گیرنده موفق باشد، آموزش از کیفیت بیشتری برخوردار است. در حال حاضر شبیه‌سازها در گستره وسیعی از صنایع نظامی و غیرنظامی استفاده میشود. نمونههایی از کاربردهای غیرنظامی، در صنایع نفت و گاز، نیروگاهها و صنایع سنگین برای آموزش و کنترل فرآیندها یا آموزش رانندگی با انواع خودروهای سنگین و سبک، لوکوموتیورانی و کشتیرانی به چشم میخورد. در امور نظامی نیز شبیه‌سازها به طور گستردهای در آموزش تجهیزات و تاکتیک‌های نظامی به کار گرفته می‌شوند. همچنین چون آموزش از طریق تجربه کردن موثرترین راه یادگیری است، قابلیت‌های خاص لوح‌های فشرده امکان ارائه شبیه‌سازی‌های با کیفیت بسیار بالا را فراهم می‌سازد. بعنوان مثال، یک برنامه آموزش فروش میتواند موقعیت‌های غامص را برای فراگیرنده شبیهسازی کند و یا در یک برنامه آموزش پزشکی، یا استفاده از تکنیک‌های شبیهسازی، دانشجو با یک بیمار مجازی روبرو میشود و باید ضمن تشخیص بیماری وی بتواند بهترین راه درمان را انتخاب کند. مثال دیگر در آموزش نظامیان است که آن‌ها با مشاهده خود در یک میدان جنگی شبیهسازی شده باید بتوانند تاکتیک‌های مناسب در مواجهه با دشمن را انتخاب کنند .بسته به نوع و کاربرد شبیه‌ساز، سعی بر این است که مورد شبیهسازی شده، تا جای ممکن به شرایط واقعی نزدیک باشد در این راستا در بسیاری از شبیه‌سازها لازم میشود که صدا، تصویر، حرکت و کلاً شرایط محیطی مطابق واقعیت ایجاد گردند. به عنوان مثال اگر بخواهیم پدیده آذرخش در درس فیزیک را به روش شبیهسازی آموزش دهیم لازم است صدا و تصویر رعد و برق واقعی را اجرا کرده و تخلیه بار الکتریکی بین ابرهای ناهمنام را شبیهسازی کرد .
استفاده از شبیه‌سازی‌ها در آموزش
شبیه‌سازی‌ها یکی از انواع روش‌های آموزشی می‌باشند، که از اوایل سال‌های 1900 میلادی به عنوان روشی برای آموزش و کارآموزی مورد استفاده قرار گرفته‌اند. شبیه‌سازی‌ها، بدین منظور استفاده می‌شوند که برای یادگیرنده امکان دسترسی به تجارب یادگیری بدون خطر، بدون هزینه یا پیچیدگی زندگی واقعی را فراهم می‌آورند. شبیهسازی آموزشی شامل عناصر آموزشی است که به یادگیرنده برای کشف، هدایت یا کسب اطلاعات بیشتر درباره آن سیستم یا محیط کمک میکند؛ آن اطلاعاتی که به طور کلی نمی‌تواند از طریق تجارب دیگر کسب شود. شبیهسازی فعالیتی است که وجوه اساسی یک موقعیت واقعی را تقلید میکند. از شبیه‌سازی‌ها معمولاً در شرایطی که انجام آموزش‌های واقعی، گران، وقت‌گیر و خطرناک است و یا به هر دلیلی، غیرعملی است استفاده میشود. موقعیت‌های شبیهسازی شده، در زمینه‌های مختلف از فعالیت‌های بشری (برای آموزش‌های انفرادی و گروه کوچک) به کار می روند. شبیهسازی بازنمایی جنبه‌های رفتاری یک سیستم به وسیله رفتار سیستم دیگر است. در شبیهسازی با استفاده از یک شبیه‌ساز یا وسیله‌ی دیگری در یک موقعیت ساختگی می‌توان آثار واقعی بعضی شرایط احتمالی را بازسازی کرد. گردلر شبیه‌سازی‌های آموزشی را این‌گونه تعریف میکند: شبیه‌سازی‌های آموزشی فعالیت‌های تجربی هستند که یادگیرندگان را به دنیای دیگری می‌برند، در شبیه‌سازی‌ها یادگیرندگان باید از دانش، مهارت‌ها و راهبردهای خود در راستای انجام نقش‌هایی که به ایشان واگذار شده است استفاده نمایند .
شبیهسازی آموزشی و تئوری یادگیری
تئوری یادگیری آموزشی با توجه به رویکرد ساخت‌گرایی، بر این اصل استوار است که اطلاعات نمی‌تواند توسط معلم به شاگرد منتقل شود، بلکه باید هر یادگیرنده چندین مرتبه موارد را ارزیابی کند تا حجم مناسبی از اطلاعات در ذهنش فراهم شود. با توجه به تلاش مستمر پیاژه، ویگوستگی، روانشناسان سوئیس و روسیه، ساخت‌گرایی را به فرآیند شناختی تغییر وضعیت دادند. این تئوری به اطلاعاتی استوار بوده که عصاره یادگیری را از تلاش منظم به یادگیری متقارن تغییر وضعیت میدهد. فرآیند شبیهسازی نیز بر اساس اصول ساخت‌گرایی بنا نهاده شده، مشکلات بر اساس بحث و گفتگو بوده و تا اینکه شرکت کننده بتواند با شرکت در این برنامه به مراحل مختلف یادگیری دسترسی پیدا کند. از آنجایی که محیط‌های یادگیری جدید از جمله محیط‌های شبیهسازی شده بر اساس دیدگاه ساختن‌گرایی استوار بوده، لذا شبیهسازی آموزشی را می‌توان از این دیدگاه مورد بررسی و مطالعه قرار داد.
منبع
نظری ، مولامراد(1393) ، شبیه ساز علوم زیستی و نقش آن بر پیشرفت درسی دانش‌آموزان ، پایان‌نامه کارشناسی ارشد ، تکنولوژی آموزشی، دانشگاه آزاد اسلامی
از فروشگاه بوبوک دیدن نمایید
دیدگاهی بنویسید