Візуальні методи навчання основ мікроелектроніки і архітектури комп’ютера: використання віртуального середовища Proteus

Abstract

У статті проаналізовано доцільність використання візуальних методів навчання під час вивчення основ мікроелектроніки майбутніми фахівцями у галузі інформаційних технологій. Обґрунтовано теоретичні засади застосування візуалізації у ІТ-освіті, зокрема у викладанні курсу «Архітектура комп’ютера», що передбачає глибоке розуміння принципів побудови цифрових схем, логічних операцій, функціонування арифметико-логічного пристрою та принципів обробки двійкової інформації. Показано, що візуальні методи (симуляції, цифрові схеми, діаграми, концепт-карти, графічні інтерфейси) є ефективним засобом подолання абстрактності змісту та підвищення когнітивної доступності навчального матеріалу. У фокусі дослідження – використання віртуального середовища Proteus як інструменту реалізації візуальних методів. Розглянуто моделі логічних суматорів (модуло-2, напівсуматор, повний суматор, багатороз- рядний суматор) та арифметико-логічного пристрою, що симулюються у Proteus із застосуванням цифрових індикаторів та генераторів патернів. Представлено результати педагогічного експерименту, який засвідчив зростання рівня засвоєння матеріалу, зацікавленості та готовності студентів до самостійного цифрового моделювання. Визначено, що візуалізація сприяє формуванню вмінь аналізувати цифрові процеси, будувати логічні структури, здійснювати відлагодження схем у динамічному середовищі. Запропоновано подальші напрямки дослідження, пов’язані з поєднанням візуальних методів із доповненою та віртуальною реальністюму вивченні комп’ютерної інженерії.