Программированное обучение возникло в начале 50-х годов XX в., когда американский психолог Б. Скиннер предложил повысить эффективность управления усвоением материала, построив его как последовательную программу подачи порций информации и их контроля. Впоследствии Н. Краудер разработал разветвленные программы, которые в зависимости от результатов контроля предлагали ученику различный материал для самостоятельной работы. Под программированным обучением понимается управляемое усвоение программированного учебного материала с помощью обучающего устройства (в нашем случае ЭВМ). Программированный учебный материал представляет собой серию сравнительно небольших порций учебной информации, подаваемых в определенной логической последовательности.
Принципы программированного обучения (по В.Я. Беспалько) следующие:
Первым принципом программированного обучения является определенная иерархия управляющих устройств. Термин «иерархия» означает ступенчатую соподчиненность частей в каком-то целостном организме (или системе) при относительной самостоятельности этих частей. В этой иерархии выступает в первую очередь педагог, управляющий системой в наиболее ответственных ситуациях: создание предварительной общей ориентировки в предмете, отношение к нему, индивидуальная помощь и коррекция в сложных нестандартных ситуациях обучения.
Что такое компьютерная программа
Второй принцип — принцип обратной связи вытекает из кибернетической теории построения преобразований информации (управляющих систем) и требует цикличной организации системы управления учебным процессом по каждой операции учебной деятельности. При этом имеется в виду не только передача информации о необходимом образе действия от управляющего объекта к управляемому (прямая связь), но и передача информации о со стоянии управляемого объекта управляющему (обратная связь). Обратная связь необходима не только педагогу, но и учащемуся; одному — для внимания учебного материала, другому — для коррекции. При внутренней обратной связи учащиеся сами анализируют итоги своей учебной работы, а при внешней это делают педагоги или управляющие устройства.
Третий принцип программированного обучения состоит в пошаговой учебной процедуре — это технологический прием, означающий, что учебный материал в программе состоит из отдельных, самостоятельных, но взаимосвязанных, оптимальных по величине порций информации и учебных заданий.
Совокупность информации для прямой и обратной связи и правил выполнения познавательных действий образует шаг обучающей программы. В состав шага включаются три взаимосвязанных звена: информация, операция с обратной связью и контроль. Последовательность шаговых учебных процедур образует обучающую программу — основу технологии программированного обучения.
Четвертый принцип программированного обучения исходит из того, что работа учащихся по программе является строго индивидуальной, возникает естественное требование вести направленный информационный процесс и предоставлять каждому учащемуся возможность продвигаться в учении со скоростью, которая для его познавательных сил наиболее благоприятна, а в соответствии с этим возможность приспосабливать и подачу управляющей информации. Следование принципу индивидуального темпа и управления в обучении создает для успешного изучения материала всеми учащимися, хотя и за разное время.
Для начинающих. Без этого сложно освоить компьютер
Пятый принцип требует использования специальных технических средств для подачи программированных учебных материалов при изучении ряда дисциплин, связанных с развитием определенных черт личности и качеств учащихся, например, хорошей реакции, ориентировки. Эти средства можно назвать обучающими, так как ими моделируется с любой полнотой деятельность педагога в процессе обучения. Методы компьютерного обучения.
Линейные программы представляют собой последовательно сменяющиеся небольшие блоки учебной информации с контрольным заданием. Обучающийся должен дать правильный ответ, иногда просто
Обучающийся должен дать правильный ответ, иногда просто выбрать его из нескольких возможных. В случае правильного ответа он получает новую учебную информацию, а если ответ неправильный, то предлагается вновь изучить первоначальную информацию.
Разветвленная программа отличается от линейной тем, что обучаемому, в случае неправильного ответа, может предоставляться дополнительная учебная информация, которая позволит ему выполнить контрольное задание, дать правильный ответ и получить новую порцию учебной информации.
Адаптивная программа подбирает или предоставляет обучаемому возможность самому выбирать уровень сложности нового учебного материала, изменять его по мере усвоения, обращаться к электронным справочникам, словарям, пособиям и т.д. Адаптивность в темпе учебной работы и оптимальность обучения достигаются только путем использования специальных технических средств, в частности, компьютера, работающих по программе поиска оптимального режима обучения и автоматически поддерживающих найденные условия.
В частично адаптивной программе осуществляется разветвление (дается другой вариант) на основе одного (последнего) ответа ученика. В полностью адаптивной программе диагностика знаний учащегося представляет многошаговый процесс, на каждом шаге которого учитываются результаты предыдущих.
Комбинированная программа включает в себя фрагменты линейного, разветвленного, адаптивного программирования.
Алгоритм. Пошаговые программы породили алгоритмизацию обучения — составление учебных алгоритмов. Алгоритм в дидактике — это предписание, определяющее последовательность умственных и/или практических операций по решению задач определенного класса. Алгоритм является как самостоятельным средством обучения, так и частью обучающей программы.
Как разновидность идей программирования в обучении возникает блочное и модульное обучение.
Блочное обучение осуществляется на основе гибкой программы, обеспечивающей ученикам возможность выполнять разнообразные интеллектуальные операций и использовать приобретаемые знания при решении учебных задач. Выделяются следующие последовательные блоки такой обучающей программы, предусматривающие гарантированное усвоение определенного темой материала:
— тестово-информационный (проверка усвоенного);
— коррекционно-информационный (в случае неверного ответа — дополни тельное обучение);
— проблемный блок: решение задач па основе полученных знаний;
— блок проверки и коррекции.
Изучение следующей темы повторяет вышеприведенную последовательность.
Вторым условием реализации модульного принципа организации содержания учебной дисциплины -является возможность выделить генеральные сквозные мировоззренческие идеи курса, на раскрытие и освоение которых направлен каждый модуль. Кроме этого, не обойтись без выделения некоторого количества научных категорий, смысл которых осваивается в структуре каждого модуля. Очень важный момент здесь — оптимизация понятийного аппарата учебной темы.
При структурировании содержания учебной дисциплины на учебные модули необходимо учитывать, что каждая часть — будущий модуль — состоит из связанных между собой в некотором отношении теоретических эмпирических и практических компонент содержаний, совокупность которых выполняет самостоятельную функцию; модуль учебной дисциплины имеет сложную композицию, построенную по принципам теории систем: морфологичности (компоненты и элементы находятся в некоторой взаимосвязи, что дает основание считать модуль подсистемой учебной дисциплины), функциональности (модуль, взаимодействуя с другими, имеет свое назначение), генетичности (имеет свою историю становления, развития и перспективу модернизации);
Цель любой системы знаний — умение решать задачи из определенного круга задач, включающего не только процедурные задачи, но и творческие, проблемные и поисковые задачи. Наиболее существенным проявлением образованности субъекта является умение решать типовые задачи. Поэтому в модуле должны быть предусмотрены примеры решений типовых задач и типовые решения для получения умений и навыков. Каждое целевое умение должно быть обеспечено инструкциями по реализации этого умения. Обычно, учебный модуль как автономная часть учебного материала, состоит из следующих компонент:
— точно сформулированная учебная цель (целевая программа);
— банк информации: собственно учебный материал в виде обучающих программ;
— методическое руководство по достижению целей;
— практические занятия по формированию необходимых умений;
— контрольная работа, которая строго соответствует целям, поставленным в данном модуле.
Общая система знаний и качеств личности представляется как иерархия модулей. Система контроля и оценки учебных достижений — рейтинговая; накопление рейтинга происходит в процессе текущего, промежуточного и заключительного контроля.
Одно из слагаемых дидактической системы модульного обучения является концепция сжатия учебной информации, которая опирается на ведущие теоретические положения специальной отрасли информационной технологии — инженерии знаний, направленной на исследование проблем приобретения, представления и практического использования знаний. В эпоху информационной насыщенности проблемы компоновки знания и мобильного его использования приобретают колоссальную значимость.
П.М. Эрдниев не без основания утверждает, что «целеустремленное использование принципа укрупнения приносит 20% чистой экономии учебного времени против общепринятых норм». Следует учитывать и тот факт, что при сжатии программного материала прочность усвоения достигается при подаче учебной информации одновременно на четырех кодах: рисуночном, числовом, символическом и словесном. Это положение является принципиальным при дидактическом конструировании технологии модульного обучения.
Объединение идеи модулей с технологией проблемного обучения дает гибкую технологию проблемно-модульного обучения (М.А. Чошанов).
Активные методы обучения. В настоящее время широкое распространение получили активные методы обучения. Применение этих методов требует тщательной подготовки как со стороны обучающего, так и со стороны обучаемых. Особое внимание среди личностных качеств обучаемого мы придаем такому свойству личности как познавательная самостоятельность. Его следует рассматривать как необходимое качество, «которое проявляется в стремлении и умении своими силами овладеть основами и способами деятельности и применять их в учебной, последовательной и практической деятельности с целью подготовки к деятельности профессиональной».
В категории «познавательная самостоятельность» различают две стороны — мотивационную и процессуальную. Первая обусловливает потребность в познании, стремлении познавать. Вторая сторона является технологической, т.е. обеспечивает овладение средствами и способами познания, умениями познавать в процессе целенаправленного поиска.
Обе стороны важны для активного сотрудничества преподавателя и студентов. В самом термине «активные методы» уже заложена необходимость наличия активности. Активность в обучении можно определить как «волевое действие, деятельное состояние, характеризующее усиленную познавательную деятельность личности».
Абсолютно справедливой представляется точка зрения современной дидактики относительно позиции обучаемого «как активного и в возрастающей степени творческого участника обучения». Именно такая позиция требуется и для активных методов обучения. Следует отметить, что в психолого-педагогической литературе встречаются термины «познавательная активность», «интеллектуальная активность» и др.
Творческая направленность представляет собой синтез особенностей личности и ее познавательных возможностей, мотивационных и познавательных характеристик, адекватной единицей, отражающей процесс взаимодействия этих характеристик, считается интеллектуальная активность. Бесспорно, что на современном этапе перестройки высшей и средней школы следует исходить из того, что «творчество — это не какая-то отдельная сторона педагогического труда, а наиболее существенная и необходимая ее характеристика». Представляется, что творческая направленность является важным компонентом активных форм и методов обучения.
С творческой направленностью тесно связана профессиональная устремленность, которая заключается в постоянной ориентации на профессиональные интересы, потребности, в установке на практическое применение всего изучаемого, всей полученной информации. Профессиональная устремленность обучения обязательно включает «умственное владение знаниями», причем применять эти знания студент должен не раздельно, а в единстве и взаимосвязи друг с другом. Профессиональную устремленность можно считать таким качеством личности, которое необходимо для познавательной деятельности, так как учет будущей или настоящей специальности является сильным стимулом мотивационной активности. Таким образом, профессиональную устремленность можно рассматривать как важное качество личности специалиста.
Все вышесказанное позволяет сделать вывод, что для равноправного общения, которого требуют активные методы обучения, нужны познавательная самостоятельность, интеллектуальная активность, творческая направленность и профессиональная устремленность. Этот список далеко не исчерпывает все свойства, необходимые субъекту обучения, однако являются основными, базовыми. Это значит, что их наличие их у обучаемых будет способствовать более эффективному использованию активных методов обучения.
Новые информационные технологии широко используют активные методы обучения, метод проектов, обучение в сотрудничестве (креативные курсы, метод проектов, обучение в сотрудничестве).
Креативное обучение. Креативное обучение базируется на следующих принципах.
Основой обучения креативного типа является предполагаемый образовательный продукт, который будет создан обучаемым.
Принцип соответствия внешнего образовательного продукта студента его внутренним потребностям (непрерывная диагностика личного образовательного приращения).
Принцип индивидуальной образовательной траектории студента в образовательном пространстве.
Принцип интерактивности занятий, осуществляемых при помощи телекоммуникаций.
Принцип открытой коммуникации по отношению к создаваемой студентом образовательной продукции.
Принцип соответствия образовательных процедур коммуникационным формам и технологиям.
Метод проектов. По определению проект — это совокупность определенных действий, документов, предварительных текстов, замысел для создания реального объекта, предмета, создания разного рода теоретического продукта. Это всегда творческая деятельность.
В основе метода проектов лежит развитие познавательных, творческих навыков учащихся, умений самостоятельно конструировать свои знания, умений ориентироваться в информационном пространстве, развитие критического мышления. Основные требования к использованию метода проектов:
— наличие значимой в исследовательском, творческом плане проблемы/задачи, требующей интегрированного знания, исследовательского поиска для ее решения;
— практическая, теоретическая, познавательная значимость предполагаемых результатов;
— самостоятельная (индивидуальная, парная, групповая) деятельность учащихся;
— определение конечных целей совместных индивидуальных проектов;
— определение базовых знаний из различных областей, необходимых для работы над проектом;
— структурирование содержательной части проекта (с указанием поэтапных результатов);
— использование исследовательских методов:
а) определение проблемы, вытекающих из нее задач исследования;
б) выдвижение гипотезы их решения, обсуждение методов исследования;
в) оформление конечных результатов;
г) анализ полученных данных;
д) подведение итогов, корректировка, выводы.
Более удачным нам представляется термин «интеллектуальная активность», под которой понимают целостное свойство личности отражающее взаимодействие интеллектуальных и личностных секторов в их неразрывном единстве. Интеллектуальную активность студентов вуза мы будем считать вторым важным личностным качеством для активного обучения. Л.Г. Богоявленской определены три уровня интеллектуальной активности, которые условно обозначены как репродуктивный, эвристический и креативный.
На репродуктивном уровне выполнение задания идет в рамках указанного или первоначально найденного способа, безынициативно принимается то, что задано извне. Эвристический уровень характеризует инициативность обучаемых, выражаемую в стремлении находить самостоятельно новые способы действия. Креативный уровень интеллектуальной активности является высшим и отличается от других предыдущих тем, что при выполнении деятельности происходит самостоятельное становление новой проблемы, отличной от той, над которой начиналась работа. Такое определение внутренней структуры интеллектуальной активности и ее качественной специфики может быть использовано в методических целях при активных методах обучения.
Познавательная самостоятельность и интеллектуальная активность являются важными для будущего специалиста качествами личности. Формирование этих качеств как реализация одного из принципов дидактики высшей школы предусматривает также и развитие в ходе учебного процесса творческой самостоятельности студентов. Это качество рождается в процессе обучения, активного поиска и проявляется в самостоятельном анализировании добытых фактов. Таким образом, активные методы и формы обучения способствуют развитию в деятельности личности творческой направленности.
Метод информационного ресурса. Данный метод базируется на основе информационных ресурсов. В этом методе организация познавательной деятельности студентов происходит при сборе, поиске, систематизации и хранении больших объемов информации, сосредоточенной во всевозможных базах данных и базах знаний. Метод является следствием использования новых образовательных технологий высшего профессионального образования, предполагающих не только поиск нужной информации, но и ее анализ и установление гиперсвязей по тематическим линиям, а также использование коммуникационных технологий для передачи, обработки различных видов компьютерных данных. Метод информационного ресурса требует от преподавателя создания высокой степени мотивации у обучающихся, а от студентов жесткой самоорганизации и творческого подхода для достижения поставленных задач.
Метод учебного компьютерного моделирования. Этот метод представляет возможность моделирования реальных и учебных объектов и ситуаций.
Основой метода является использование в учебном процессе компьютерной модели изучаемого объекта, или демонстрация с помощью компьютера изучаемого явления, процесса. Эффективность этого метода обеспечивается колоссальными возможностями современных компьютерных технологий. Как известно модель лишь отражает реальный объект с той или иной степенью приближения к оригиналу, поэтому благодаря высокому уровню развития современных компьютерных технологий именно компьютерная модель может максимально приблизить это сходство, естественно, что при оценке результатов компьютерного моделирования необходимо учитывать, что степень соответствия модели реальному объекту во многом зависит от сложности решаемой задачи. Целью этого метода является получение количественных и качественных характеристик рассматриваемой модели, созданной на основе содержательного анализа объекта изучения.
Источник: superinf.ru
Особенности организации компьютерного обучения
Специальные исследования в области применения информационных технологий в образовании ведутся уже более полувека. Отношения типа «человек — машина» в обучении определились в 1954 году с выходом в свет книги Н. Винера «Кибернетика и общество». Первые попытки использования компьютеров в обучении были предприняты в конце 50 — начале 60-х годов ХХ века в США.
В это время большую популярность приобрела теория программированного обучения Б. Скиннера и Н. Краудера, в соответствии с которой на базе ЭВМ первого поколения стали разрабатываться обучающие и контролирующие программы. В настоящее время уже стали классикой исследования А. И. Берга, Б. С. Гершунского, В. Я. Ляудис, Е. И. Машбица, Н. Ф. Талызиной и других российских ученых. Анализ их работ позволил сделать вывод о качественно новых возможностях организации педагогического процесса на основе применения информационных технологий.
Информационные технологии обучения — педагогические технологии, использующие специальные методы, программные и технические средства работы с информацией и предназначенные для создания новых возможностей эффективного достижения дидактических целей (по И. Г. Захаровой).
К информационным технологиям обучения относятся все технологии обучения, использующие специальные технические информационные средства: компьютер, аудио-, кино-, видеотехнику и др. Современный компьютер интегрирует возможности большинства существующих информационных средств, поэтому компьютерные технологии являются наиболее распространенными среди других видов информационных технологий, применяемых в обучении. Поскольку различие между информационными и компьютерными технологиями носит технический характер, в педагогике допустимо употребление этих понятий как синонимов.
Компьютерные технологии обучения — это технологии обучения, в которых главным средством подготовки и передачи информации обучаемому является компьютер (по Г. К. Селевко). Когда речь идет о конкретной компьютерной технологии обучения, обычно уточняется, какие из возможностей компьютера в ней используются.
С позиций информационного подхода любая педагогическая технология может быть названа информационной, так как сущность процесса обучения заключается в передаче и преобразовании информации. Когда ком-
пьютеры стали использоваться в педагогическом процессе, появился термин «новые информационные технологии обучения». В настоящее время характеристика «новые» по отношению к компьютерным технологиям как виду информационных либо не употребляется, либо заменяется характеристикой «современные».
Информационные технологии в педагогическом процессе могут применяться на трех уровнях (Г. К. Селевко). Их характеристика представлена в схеме.
Практика применения компьютерных технологий в педагогическом процессе позволила обнаружить два принципиально различных подхода: один подход связан с изменением организационной формы педагогического процесса (монотехнологии); другой предполагает модификацию структуры учебного занятия при сохранении традиционной формы организации педагогического процесса («проникающие» и «определяющие» технологии).
Включение компьютера в учебное занятие предполагает работу со специальными дидактическими компьютерными средствами, по поводу общего названия которых ученые не пришли к единому мнению. В различных источниках их называют по-разному: компьютерные средства обучения, электронные средства обучения, педагогические программные средства, компьютерные учебные программы, обучающие программы, дидактические компьютерные средства и др. Остановимся на наиболее общем понятии — педагогические программные средства.
2. Формы применения компьютера в педагогическом процессе. Виды педагогически программных средств
Достоинствами компьютера как средства обучения являются высокое быстродействие, алгоритмическая универсальность и наличие памяти, а также возможность управляемости и контролируемости обучения. Его применение позволяет обеспечить объективность, систематичность и оперативность контроля, возможность реализации индивидуализированного контроля при групповых формах обучения. Компьютеризация дает возможность перехода на качественно новый уровень информационного обеспечения учебного процесса. Это обусловлено, в частности, широкими возможностями компьютеров в представлении и обеспечении доступа к информации.
Особое значение имеют мультимедийные возможности компьютера: графика, звук, анимация и другие. Они обеспечивают не просто наглядность и доступность изложения, а полисенсорное восприятие учебного материала. В настоящее время получила распространение когнитивная компьютерная графика, позволяющая визуализировать свойства не только реальных объектов, но даже научных закономерностей, теорий, понятий. Этот аспект
использования компьютеров в учебном процессе особенно способствует повышению интереса к изучаемому материалу, усилению мотивации учения. Кроме того, как отмечено психологами, не каждый ученик склонен обсуждать свои затруднения с учителем — большинство школьников в процессе обучения предпочитают иметь дело с машиной, и лишь будучи уверенными в своих знаниях, — с преподавателем.
Широкий спектр возможностей применения компьютера, позволяющий повышать активность деятельности обучаемого, иногда может снижать эффективность обучения, например, если ученику предоставляется чрезмерно большая возможность выбора в организации своего обучения. К другим недостаткам применения компьютера в учебном процессе можно отнести: предпосылки к отчуждению учащихся друг от друга вследствие чрезмерного общения с компьютером; сокращение живого общения с педагогом; недостаточные воспитательные возможности компьютера; отрицательное воспитательное воздействие на обучаемого, например, формирование необоснованной уверенности в неограниченных эвристических возможностях компьютера и соответствующих прагматических настроений, граничащих с отказом от самостоятельных усилий в достижении тех или иных целей, чрезмерное увлечение диалоговым общением с компьютером в процессе видеоигр (за счет других видов деятельности); возможность воспитания «оператора», лишенного самостоятельности, интеллектуальной инициативы; опасность воспитания чрезмерного индивидуализма и т. д. Однако указанные недостатки проявляются лишь при чрезмерном применении компьютера.
Форма применения компьютера на уроке определяется его ролью в процессе усвоения учебного материала (см. схему).
ü Обеспечение полного усвоения определенной темы («определяющая технология»).
ü Среда для изучения объекта, процесса, явления, предметной ситуации («определяющая технология»).
ü Обеспечение прохождения обучаемым или обучаемыми одного из этапов усвоения («проникающая» технология).
ü Поддержка процесса усвоения и связанных с ним видов деятельности учащихся и учителя («проникающая» технология).
Для обеспечения полного усвоения материала темы компьютер моделирует действия учителя, работающего индивидуально с учащимся, при этом компьютер выступает в форме репетитора. В этом случае каждое действие обучаемого находится под контролем компьютерной программы. Создание программ такого уровня сопряжено с определенными трудностями, связанными с диагностикой уровня имеющихся знаний и умений, а также постоянным контролем хода усвоения. В настоящее время на основе искусственного интеллекта создаются принципиально новые интеллектуальные обучающие системы, осуществляющие рефлексивное управление учебной деятельностью.
Если компьютер применяется в форме репетитора для изучения всего предмета, то реализуется монотехнология электронного обучения. Компьютер также может обеспечивать прохождение обучаемыми отдельного этапа урока, осуществляя при этом одну из следующих функций: оценка текущего уровня знаний; преподнесение нового материала; выработка одного или нескольких практических умений; контроль знаний и практических умений и др.
В этом случае он используется в форме квазипреподавателя. Применение компьютера в такой форме на уроке эффективно в том случае, если компьютерная программа реализует функции учителя на данном этапе учебного занятия быстрее или качественнее, чем это мог бы сделать сам преподаватель. В частности, компьютерные программы качественнее «проконтролируют» формирование умений, обеспечат преподнесение нового материала в мультимедийной форме в индивидуальном для каждого обучаемого темпе, объективно и оперативно «оценят» уровень имеющихся знаний и умений. Ход и результативность этапа с применением компьютера в форме квазипреподавателя должны оперативно учитываться учителем при проведении остальных этапов урока.
Исследование различных объектов, процессов, явлений, предметных ситуаций на компьютере связано с работой в специализированных средах. При этом изучение реального объекта с помощью его компьютерной модели становится важнейшим инструментом познания. Дополняя и видоизменяя модель, можно добиться полного описания того или иного явления.
Использование компьютерных моделей обеспечивает наглядность восприятия материала, позволяет преодолеть трудности, обусловленные сложностью объектов изучения. В этом случае компьютер применяется как моделирующая среда. В современных условиях применение компьютера как моделирующей среды приобретает глобальное значение.
Оно связано не только с моделированием процесса, ситуации или явления, но и с созданием виртуальной модели реальности. Виртуальная реальность, как и объективная, дается человеку через его ощущения в его воображении. Однако если объективная реальность отражается человеческим воображением, то виртуальная реальность целиком и полностью есть плод такого воображения. При имеющемся уровне развития информационных технологий актуальным является вопрос о создании единого виртуального учебного пространства.
Применение компьютера для поддержки процесса усвоения и связанных с ним видов деятельности учащихся имеет несколько аспектов. Компьютер в форме сервисного средства является источником предоставления учащимся информации в электронном виде, выступая мультимедийным аналогом традиционных средств обучения. Так, это могут быть презентации, сопровождающие и иллюстрирующие объяснение; справочные системы, содержащие иерархически организованный информационно-справочный материал; учебно-методические материалы в электронном виде, электронные хрестоматии, электронные дидактические комплексы и др.
Применение компьютера как инструментального средства предполагает, что на этапах учебной деятельности определенный вид работы либо отдельные действия осуществляются учеником с использованием компьютера. Это связано с созданием и оформлением учащимися собственных образовательных продуктов: ведением конспектов в электронном виде, компьютерным оформлением рефератов и творческих работ, созданием презентаций выступлений и т. д. Компьютер в настоящее время широко используется как средство доступа к ресурсам сети Интернет. Глобальная сеть открывает доступ к разнообразной информации, создавая реальные условия для самообразования, расширения кругозора, удовлетворения познавательного интереса и потребностей в дистанционной коммуникации. Информация в Интернет, имеющая дидактическую ценность, находится на самых различных сайтах, она динамична (обновляется, удаляется, теряет актуальность) и не сосредоточена в определенном месте.
Распределенный информационный образовательный ресурс (РИОР) — совокупность ППС, электронных изданий и другой информации образовательного назначения, представленной в глобальных сетях (Г. К. Селевко).
Если компьютер используется учащимся как средство доступа к РИОР, для поиска различных источников информации в глобальной и локальных сетях, обеспечения телекоммуникационного взаимодействия между удаленными субъектами обучения, то компьютер является в этом случае средством телекоммуникации, или провайдером.
Таким образом, формы применения компьютера на уроке могут быть разнообразными, как специфически педагогическими, связанными с полным или частичным управлением познавательной деятельностью учащегося, так и общего назначения, играющими вспомогательную роль в процессе усвоения (см. схему).
ППС в процессе усвоения могут иметь комплексное или специальное назначение, либо играть вспомогательную (с точки зрения управления познавательной деятельностью обучаемого) роль. Авторская классификация ППС (И. И. Цыркун, В. Н. Пунчик) в зависимости от роли компьютера в процессе усвоения представлена в таблице.
| Роль компьютера в процессе усвоения | Примеры ППС и их назначение | ||
| Виды ППС | Комплексного назначения | обеспечение полного усвоения темы | Электронный учебник — обеспечение интерактивного обучения по полному усвоению обучаемым определенного фрагмента содержания образования. Экспертные обучающие системы — решение конкретных задач с объяснением на основе моделирования деятельности специалистов. Интеллектуальные обучающие системы (адаптивные гипермедиа системы) — обеспечение компьютерной программой учебного диалога с обучаемым на уровне ин- дивидуальной работы учителя с обучаемыми (реализуются на базе идей искусственного интеллекта) |
| Специального назначения | обеспечение прохождения учащимися одного из этапов усвоения | Консультационные — линейное или разветвленное пошаговое преподнесение нового материала в мультимедийной форме. Диагностические — определение состояния или отдельных особенностей обучаемого (группы) и прогнозирование его (ее) дальнейшего развития. Контролирующие — проверка и оценка правильности выполнения задания обучаемым через сравнение с эталонным ответом. Тестовые — определение состояния или отдельных особенностей обучаемого на текущий момент времени на основе выполнения стандартизованных заданий. Тренажеры — отработка умений и навыков в процессе решения задач или выполнения упражнений | |
| Среда для изучения объекта, процесса, явления, предметной ситуации и др. | Игровые — организация обучения через игровой сюжет. Имитационные — представление отдельного объекта или аспекта реальности с помощью ограниченного числа параметров для изучения его основных структурных или функциональных характеристик. Микромиры (предметно-ориентированные среды): обеспечение возможности оперирования моделями-объектами какой-либо среды. Моделирующие — обеспечение «самостоятельного добывания» нового учебного материала обучаемым в результате работы с моделью изучаемого объекта, процесса, явления, предметной ситуации и др. | ||
| Предоставле ние информации в электронном виде | Информационно-поисковые справочные системы (базы данных, базы знаний, электронные словари и справочники и т. д.) — хранение, поиск и предъявление иерархически организованного материала информационно-справочного характера. Презентации — компьютерное сопровождение урока или его этапа. Электронный дидактический комплекс (учебно-методические материалы в электронном виде, электронные хрестоматии, электронные задачники и т. п.) — обеспечение учащихся дидактическими средствами в электронном виде | ||
| Виды ППС | Вспомогательные | Создание и оформление образователь- ных продуктов уча щихся | Прикладные программы общего назначения (текстовые редакторы, графические редакторы, презентационные пакеты, специализированные пакеты, электронные конспекты и т. д.) — хранение и обработка данных, оформление учебных материалов и документации, создание мультимедийного сопровождения и др. |
| Доступ к РиоР | Поисковые системы — возможность поиска различного рода информации по изучаемому вопросу. Сайты, порталы — расширение круга источников и углубления знаний по изучаемому вопросу. Электронные конференции — наблюдение и возможность участия в дискуссии по обсуждаемой проблеме | ||
| обеспечение связи между субъектами обучения | Чаты, Net Meeting и т. д. — обеспечение связи «он-лайн» между субъектами обучения. Е-mail и т. п. — обеспечение асинхронной связи между субъектами обучения |
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник: studopedia.ru
Описание компьютерной обучающей программы
Рассматривается методология разработки компьютерных обучающих систем, основанная на системном подходе к использованию современных методов программной инженерии. Методология сформирована на программно-технологической триаде: процесс разработки, визуальное моделирование, CASE-технологии. На современном этапе развития мирового образовательного пространства компьютерные технологии обучения являются платформой существования и совершенствования парадигмы образования и обеспечивают новые возможности создания перспективных форм обучения.
1. Черткова Е.А. Разработка компьютерных обучающих систем. Монография: – Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2005. – 175 с.
2. Софиев А.Э., Черткова Е.А. Компьютерные обучающие системы. Монография: – М.: Изд. ДеЛи, 2006. – 296 с.
3. Соммервилл И. Инженерия программного обеспечения / Пер. с англ. – М.: Изд. дом «Вильямс», 2002. – 624 с.
4. Черткова Е.А., Карпов В.С. Визуальное моделирование компьютерных обучающих систем // Дистанционное и электронное обучение. – 2010. № 12. С. 56-70.
5. Черткова Е.А. Применение проектных паттернов для разработки компьютерных обучающих систем // Вестник Тамбовского государственного технического университета. – 2007. Т.13. № 1А. – С. 13-19.
На современном этапе развития мирового образовательного пространства компьютерные технологии обучения являются платформой существования и совершенствования парадигмы образования и обеспечивают новые возможности создания перспективных форм обучения. Можно полагать, что по мере развития соответствующих технологий и совершенствования образовательной сферы компьютерные обучающие системы будут составлять ядро учебно-методического обеспечения.
Развитие современных информационных технологий, в том числе сближение вычислительной и коммуникационной техники, обуславливают постоянное возрастание сложности программного обеспечения компьютерных технологий обучения. Создан целый ряд новых технологий, включающих в себя виртуальную реальность и искусственный интеллект, которые в сочетании с универсальной информационной средой – Интернет – предопределили появление и новых видов компьютерных обучающих систем. Инновационный тип развития электронного обучения, ориентированный на максимальное использование достижений научно-технического прогресса, обуславливает актуальность совершенствования методологии разработки компьютерных обучающих систем.
В данной статье рассматриваются некоторые методологические вопросы, связанные с современными методами программной инженерии и инструментарием разработки компьютерных обучающих систем.
Проблемы разработки компьютерных обучающих систем
Компьютерные обучающие системы относятся к классу программных систем, для которых характерны, как правило, сложность описания функций и процессов, а также наличие совокупности взаимодействующих информационных и программных компонентов. Создание таких систем – сложная и трудоемкая работа, требующая применение современных методов и технологий, высокой квалификации всех участников разработки для отражения дидактики не только в учебном материале, но и в моделях и алгоритмах программного обеспечения.
Однако до настоящего времени разработка компьютерных обучающих систем нередко осуществляется на интуитивном уровне неформализованными методами, включающими элементы искусства, практический опыт и отсутствие экспериментальной проверки качества функционирования. Как и 25 лет назад обучающие системы создаются в основном традиционным способом программирования или с использованием инструментальных средств – универсальных и специализированных, ориентированных на создание приложений определенного класса.
Это приводит к возникновению ряда технических и организационных проблем, например, к невозможности адаптации уже существующих электронных средств обучения к новейшим технологиям. Разработки новых проектов в образовательной области зачастую функционально ограничены и не обладают потенциальными возможностями модификации и расширения в соответствии с изменяющимися требованиями к обучающим программам.
Таким образом, одна из важнейших проблем разработки компьютерных обучающих систем – переход на новые современные технологии программной индустрии, которые позволят создавать расширяемые средства электронного обучения, адекватные телекоммуникационной среде.
Вторая крупная проблема в рассматриваемой сфере обусловлена тем, что компьютерные обучающие системы – системы социальные, соответственно успех программного проекта определяется и социальными факторами. Социальный аспект проблемы отразился в существовании до недавнего времени двух полярных мнений по методологии создания компьютерных обучающих систем. Первое из них заключалось в том, что преподаватель, являющийся автором учебных материалов по курсу, может перевести их в компьютерную форму, создав при этом электронный аналог обучающего комплекса. Согласно второму подходу, компьютерную обучающую систему может создать квалифицированный программист, используя при этом учебный материал для традиционной формы обучения.
Результатом являлись электронные обучающие системы, в которых превалировала успешность реализации либо содержательной части, либо программного решения. Приоритетность этих подходов для разработки компьютерных обучающих систем приводит к сдерживанию развития электронного обучения в целом, для которого необходимо создание программной индустрии образовательной отрасли.
В настоящее время пришло осознание того, что для воплощения в компьютерных обучающих системах новых возможностей и преимуществ в дидактическом, функциональном и технологическом отношениях, необходима глубокая компетентность разработчиков (и авторов, и методистов, и программистов) и сотрудничество всех заинтересованных сторон.
Ясно, что авторы при подготовке материалов для компьютерных обучающих систем должны учитывать концептуальные аспекты их планируемой реализации (принципы структуризации информации, схемы пользовательского интерфейса, средства обеспечения интерактивности и т.д.). В то же время, со стороны разработчиков на протяжении всего жизненного цикла создания компьютерных обучающих систем необходимо предоставлять авторам этапные решения в доступной для совместного обсуждения и понимания форме.
Сказанное свидетельствует об острой потребности развития методологии разработки компьютерных обучающих систем, базирующейся на современных методах программной индустрии, и направленной на повышение их качества и эффективности использования в образовательной сфере.
Методы программной инженерии для разработки компьютерных обучающих систем
Предлагаемые решения по программно-технологическому аспекту методологии разработки компьютерных обучающих систем являются результатом научных и практических исследований автора, выполненных в рамках Межвузовской комплексной программы «Наукоемкие технологии образования» в 2000-2005 гг., последующих инструментальных разработок и программных приложений для электронного обучения [1, 2].
Эти решения основываются на методах программной инженерии, поскольку технология разработки программных продуктов, к которым относятся компьютерных обучающих систем, – это по определению одна из областей инженерной науки. В настоящее время программная инженерия представляет собой обширную и хорошо разработанную область компьютерной науки и технологии, включающую в себя многообразные математические, инженерные, экономические и управленческие аспекты.
Учитывая тенденции мировой программной индустрии в переносе основного акцента в разработке систем с программирования на проектирование, особое значение приобретают исследования в области разработки методологии проектирования компьютерных обучающих систем, обеспеченной соответствующей инструментальной поддержкой.
Основополагающими принципами программной инженерии, лежащими в основе современных технологий разработки, являются итеративность процесса разработки, модульная архитектура системы, визуальное моделирование системы и непрерывная качественная оценка продукта в процессе создания [3].
Реализация этих принципов для разработки компьютерных обучающих систем должна осуществляться с использованием современных средств автоматизированной разработки программного обеспечения – CASE-средств (Computer Aided Software Engineering) на основе объектно-ориентированных технологий.
Стержнем технологии создания компьютерных обучающих систем по современным понятиям программной инженерии должен являться процесс разработки, определяющий способы реализации всех его этапов: от формирования видения будущей обучающей системы до передачи заказчикам ее рабочей версии. При выборе процесса разработки компьютерных обучающих систем целесообразно руководствоваться вышеназванными принципами индустрии программных разработок, в соответствии с которыми он должен быть итеративным с пошаговым наращиванием возможностей системы. При таких процессах разработки модели компьютерных обучающих систем уточняются и преобразуются на всех этапах. В результате успешных итераций добавляются новые детали, при необходимости вводятся изменения и усовершенствования. Выпуски программных модулей с наращенными возможностями обеспечивают обратную связь с пользователями, необходимую для продолжения разработки компьютерных обучающих систем.
Методология объектно-ориентированного анализа и проектирования тесно связана с концепцией автоматизированной разработки программного обеспечения. Выбор инструментального средства автоматизированного проектирования компьютерных обучающих систем должен быть продиктован целями, потребностями и ограничениями будущего проекта системы (включая квалификацию специалистов, участвующих в процессе проектирования). Определяющим фактором выбора инструментария являются используемые методы и технологии проектирования.
Для автоматизации разработки компьютерных обучающих систем в рамках процесса Rational Unified Process на основе практических исследований автора предлагается применение объектно-ориентированного CASE-средства IBM Rational Rose. Этот инструментарий в настоящее время является доминирующим на рынке продуктов для объектно-ориентированного анализа, моделирования и проектирования. Следует отметить, что выбор IBM Rational Rose продиктован также соображениями применимости этого инструментария для автоматической генерации программного кода по построенным моделям и осуществления реверсного инжиниринга для повторного использования программных компонентов компьютерных обучающих систем в новых проектах.
Инструментарий IBM Rational Rose основан на унифицированном языке моделирования Unified Modeling Language (UML). Язык моделирования UML, дополненный методологическими основами применения системы обозначений, процедурами для решения вопросов моделирования рассматриваемой предметной области и требований, становится методом анализа и проектирования компьютерных обучающих систем [4].
Целью анализа и проектирования компьютерных обучающих систем является создание устойчивой архитектуры, разработка подробного проекта на основе требований и адаптация проекта к среде реализации. Для наилучшего достижения этой цели в предложенной методологии реализована концепция современной программной инженерии по применению образцов проектирования (паттернов). Выявленные образцы могут прилагаться к существующим элементам проекта, чтобы улучшить прежнее решение архитектуры, или служить основой для создания нового набора элементов на стадии анализа программной системы [5].
Предложенная методология проектирования, основанная на современных концепциях, методах и технологиях программной инженерии, позволяет повысить эффективность процесса создания и качество объектно-ориентированных моделей, что предопределяет совершенствование компьютерных обучающих систем.
Развитие методологии разработки компьютерных обучающих систем, основанной на системном подходе к использованию современных методов программной инженерии, является для образовательной сферы актуальной научной проблемой. Предложенная автором методология основана на программно-технологической триаде: процесс, визуальное моделирование, CASE-технологии. Данная методология является платформой для создания инфраструктуры разработки программного обеспечения электронного обучения. Широкий спектр проведенных научных исследований и успешная практическая реализация предложенной методологии подтверждают целесообразность ее применения для повышения эффективности программных разработок в сфере образования.
Источник: natural-sciences.ru