Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Дидактические основы компьютерных технологий 15
1.1. Основные компоненты компьютерных технологий обучения 15
1.2. Возможности Интернета в обучении 28
1.3. Компьютерные системы, используемые в обучении 37
Выводы к главе 1 49
ГЛАВА 2. Компьютерные обучающие системы в педагогическом процессе 51
2.1. Организация диалогового взаимодействия в системе "человек - компьютер" 51
2.2. Требования к разработке КОС 58
2.3. Особенности некоторых типов КОС 68
2.4. Способы реализации КОС 81
Выводы к главе 2 88
ГЛАВА 3. Содержание, методика, результаты опытно- экспериментального исследования 91
3.1. Предмет, задачи, этапы опытно-экспериментальной работы 91
3.2. Содержание и методика опытно-экспериментального обучения и исследования 93
3.3. Анализ результатов применения компьютерных технологий в процессе обучения 118
3.4. Рекомендации по использованию компьютерных технологий в обучении 125
Выводы к главе 3 136
Заключение 138
Литература 146
Приложения 161
- Основные компоненты компьютерных технологий обучения
- Возможности Интернета в обучении
- Организация диалогового взаимодействия в системе "человек - компьютер"
- Требования к разработке КОС
Введение к работе
Актуальность исследования. Компьютерные технологии проникают во все сферы человеческой деятельности: в науку, производство, образование, быт - и можно говорить о наступлении новой, компьютерной эры. "В настоящее время владение навыками работы с ЭВМ рассматривается как вторая грамота" [130 стр. 34-38]. Но компьютеризация образования - это не только обеспечение компьютерной грамотности или изучение одного-двух языков программирования и основ информатики. Это, в первую очередь, средство для увеличения производительности труда преподавателей и учащихся, способ повышения эффективности и интенсификации обучения и самообучения. Таким образом, компьютерные технологии можно трактовать в узком и широком смысле слова. Первое означает применение компьютера как средства обучения, второе - многоцелевое использование компьютера в учебном процессе.
Целью их применения является усиление интеллектуальных возможностей человека в новом информационном обществе, к которому идет цивилизация, а также интенсификация и повышение качества обучения на всех ступенях системы образования.
Но многие как отечественные, так и зарубежные специалисты отмечают, что внедрение компьютеров, как и других ТСО, шло эмпирическим путем, без должного использования достижений современной теории обучения [130 стр. 34-38] и применение компьютеров в обучении не дает того эффекта, который следовало бы ожидать. Причину этого они видят в недостаточной разработке теоретических основ компьютеризации обучения.
Основным способом концентрированной передачи информации от преподавателя обучаемым является лекция. Средства наглядной демонстрации позволяют улучшить восприятие нового материала, включить в процесс запоминания не только слуховые, но и зрительные центры.
Одним из преимуществ компьютерной демонстрации является то, что натурный эксперимент, как правило, дорог и его не всегда реально можно осуществить. На экране дисплея процесс можно воспроизвести многократно, остановить в любом месте, продемонстрировать в обратном направлении, любая его фаза доступна для подробного комментирования [129 стр. 90].
Как показывает педагогическая практика, любое новшество в процессе обучения студентов приводит к существенным изменениям в планировании и организации учебного процесса. Нужен не отдельный метод или средство обучения, а целостная технология - совокупность методов, средств и форм организации обучения, обеспечивающих достижение поставленных дидактических целей. Поэтому для осуществления поставленных дидактических целей необходима целостная педагогическая технология, т.е. комплекс форм, методов и средств организации процесса обучения.
Решать необходимо как технические, так и психолого-педагогические задачи компьютерного обучения. Можно выделить три группы таких проблем: теоретико-методологические проблемы; проблемы, связанные с разработкой технологии обучения; проблемы, связанные с проектированием обучающих программ. (Е.И. Машбиц). Решение их в отношении общепредметных и специализированных дисциплин позволит готовить специалистов на качественно новом уровне.
«На первое место должна быть поставлена проблема программного обеспечения, так как без программы они (компьютеры) не могут выполнить никаких обучающих функций» [131 стр. 43].
В то же время отсутствие научно обоснованного и методически грамотного программного обеспечения для ЭВМ приводит к тому, что компьютеры применяются в учебно-воспитательном процессе не по назначению, а служат для игр, используются как дорогая пишущая машинка или вообще не используются и морально стареют. Такое отношение к ЭВМ приводит к нерациональному использованию вложенных материальных средств и полному отсутствию их отдачи в виде повышения качества обучения. Надо отметить, что в процессе овладения системой знаний и умений такой компонент как "компьютер — это не просто прибавка к существующей системе обучения и его роль не сводится к замене трехкомпонентной системы обучения «учитель — учебник - ученик» четырехкомпонентной" [107], то есть системой «учитель - учебник — компьютер — ученик».
Таким образом, существует противоречие между необходимостью применения преимуществ компьютерных технологий в подготовке грамотных специалистов и отсутствием педагогически и методически обоснованного программного обеспечения, методик использования ЭВМ в учебном процессе.
При компьютерном обучении появляется возможность существенно увеличить количество и виды заданий, которые можно решать во время практических и лабораторных занятий, обеспечить групповое взаимодействие между обучающимися и преподавателем, в том числе находящихся на достаточно удаленном расстоянии друг от друга. И во время таких занятий преподаватель должен хорошо ориентироваться, определять затруднения студентов и оказывать им необходимую помощь. Поэтому для увеличения эффективности обучения, снижения психологической и эмоциональной нагрузки преподавателя, поддержания высокой активности обучаемых и увеличения учебной мотивации, необходимо при разработке обучающих программ создавать развитую контекстно-зависимую систему помощи, учитывающую по возможности различные, в том числе и нестандартные ситуации, в которых может оказаться обучающийся.
Одним из важных факторов при разработке программ является интерфейс с пользователем (дизайн, эргономичность, диалоговые сообщения и др.). Современные компьютерные средства позволяют использовать не только отображение текста, но и обладают возможностью показывать графические объекты, высококачественные фотографии, позволяют использо вать анимацию, звук и видео. Кроме того, при проведении занятий без применения компьютерных технологий преподаватель ограничен каким-либо стандартным набором плакатов или схем, а создание своего красочного плаката достаточно трудоемкое дело. При этом широкими возможностями обладают ступенчатые иллюстрации, которые усваиваются учащимися лучше, чем демонстрация целостного изображения объекта [18 стр. 71]. Таким образом, целесообразнее создавать уже не один, а серию плакатов. Используя же современные графические, анимационные программы, средства презентаций, аппаратуру для ввода фотографий в компьютер (сканер, цифровой фотоаппарат), можно в десятки раз ускорить процесс создания серий плакатов.
В свете такой постановки вопроса сформулирована проблема нашего исследования: применение компьютерных технологий как средства интенсификации процесса обучения. Решение этой проблемы составляет основное направление нашего исследования.
Целью исследования является выявление, теоретическое обоснование и опытно-экспериментальная проверка дидактических условий и возможностей применения компьютерных технологий в процессе предъявления обучающимся информации и формирования у них элементов опыта учебно-познавательной деятельности.
Объектом исследования является компьютеризация обучения на основе внедрения компьютерных технологий в учебный процесс в образовательных учреждениях.
Предмет исследования.
Дидактические условия применения компьютерных технологий в обучении как средства активизации и интенсификации учебно-познавательной деятельности обучающихся.
Гипотеза исследования:
Применение компьютерных технологий в процессе обучения будет эффективным, если:
1. в соответствии с изменяющимися возможностями компьютерной техники будет осуществляться отбор, структурирование и дозирование учебного материала, предъявляемого на лекционных и других формах теоретических занятий;
2. компьютеризованные аудиторные занятия способствуют у обучающихся повышению познавательного интереса, формированию элементов опыта учебно-познавательной деятельности - сбора, хранения, систематизации и обработки информации с использованием современных технологий;
3. осуществляется оптимальная организация и планирование объемов учебной нагрузки в соответствии с различными способностями обучающихся;
4. будут разработаны соответствующие применению компьютерных технологий обучения формы аудиторной и самостоятельной работы обучающихся по овладению компьютерной техникой с применением компьютерных средств.
Исходя из цели, определяются следующие задачи исследования:
1. выявить дидактические возможности компьютерных технологий в процессе предъявления информации и условия формирования элементов опыта учебно-познавательной деятельности у обучающихся при их применении;
2. определить дидактические условия применения компьютерных обучающих программ для интенсификации процесса обучения с учетом направленности изучения общепредметных и специализированных дисциплин в системе образования;
3. разработать технологию применения компьютерных средств на различных формах организации обучения;
4. провести опытно-экспериментальную апробацию разработанной автором технологии использования программного обеспечения для ЭВМ на учебных занятиях.
Для реализации поставленных целей и задач исследования был использован комплекс теоретических и эмпирических методов: теоретический анализ педагогической, психологической, методической и специализированной (предметной) литературы по исследуемой проблеме; педагогическое наблюдение; опытно-педагогическая работа; обобщение педагогического опыта; опрос студентов и преподавателей; наблюдение; беседа; тестирование; анкетирование; использование электронных лекториев в учебном процессе.
Теоретико-методологической базой исследования явились фундаментальные работы ведущих ученых по дидактике (СИ. Архангельский, Ю.К. Бабанский, В.П. Беспалько, П.И. Пидкасистый, Н.Ф. Талызина и др.); теоретические разработки в области компьютеризации образования (А.А. Андреев, Б.С. Гершунский, В.В. Гузеев, А.П. Ершов, Е.И. Машбиц, В.М. Монахов, С. Пайперт и др.), литература по системе программированного обучения (В.П. Беспалько, Н.Ф. Талызина и др.); исследования преимуществ компьютерных технологий в интенсификации и активизации обучения (М.М. Буняев, Я.А. Ваграменко, Г.А. Козлова, И.И. Мархель, М.В. Меламуд, Ю.О. Овакимян, М.Ф. Поснова, А.Я. Савельев и др.).
Исследование проводилось в три этапа. Базой исследования стали кафедры "Экономика и организация производства" и "Информационные системы" Муромского института Владимирского государственного университета (МИ ВлГУ), образовательный центр "Скрин" (ОЦ "Скрин" г. Москва), учебный центр "Гераклит" (УЦ "Гераклит" г. Москва), средняя школа №1 г. Мурома. Опытно-экспериментальной работой было охвачено 734 человека.
На первом этапе (1994-1996 гг.) был проведен теоретический анализ проблемы, обзор литературных источников, разработка стратегии опытно-экспериментального исследования, постановка цели и задач исследования.
На втором этапе (1997-2000 гг.) разработаны и опубликованы теоретические положения применения компьютерных технологий в процессе обучения, выполнена опытная апробация электронных лекториев.
На третьем этапе (2001-2002 гг.) осуществлена опытно-экспериментальная работа, разработан и внедрен ряд электронных лекториев. Создан и размещен во Всемирной паутине веб-сайт (www.256.ru), содержащий дидактические и методические разработки.
Научная новизна исследования:
выявлены дидактические возможности использования компьютерных технологий в процессе обучения (активизация учебного процесса; повышение познавательного интереса; обобщение и систематизация знаний);
определены необходимые условия применения компьютерных технологий в обучении (готовность преподавателя к использованию ЭВМ в учебном процессе; разработка педагогического программного обеспечения для ЭВМ; структуризация и тщательный отбор информационного учебного материала; разработка и опытно-экспериментальная проверка методики применения компьютерных программ в процессе обучения);
апробированы условия применения компьютерных технологий для интенсификации процесса обучения во время лекционных и других теоретических занятий с учетом профессиональной направленности изучения дисциплин, с целью сокращения затрачиваемого времени на обучение и углубление полученных знаний:
-ф- дифференциация теоретического материала в зависимости от системы обучения, углубленности изучения курса, уровня подготовки учащихся;
-ф- новые формы применения компьютерных технологий на практических и лабораторных занятиях;
-ф- учет различного контингента обучающихся;
введена новая форма организации обучения "электронный лекторий", которая используется с применением компьютерных обучающих систем при чтении лекций, объяснении теоретического материала, разбора преподавателем практических задач;
определены восемь условий возможности и целесообразности компьютеризованной формы проведения теоретических, практических, лабораторных и других занятий;
выявлено шесть условий разработки и модернизации средства обучения "электронный лекторий";
определено семь условий, определяющих увеличение уровня восприятия информации при использовании новой формы организации обучения "электронный лекторий".
Теоретическая значимость исследования: обобщены и дополнены классификации программных средств, используемых в обучении; разработана классификация аппаратного обеспечения компьютерных технологий, используемых в процессе обучения.
Практическая значимость исследования: разработаны и опытным путем апробированы электронные лектории, используемые при изучении общепредметных, гуманитарных и технических дисциплин в средней и высшей школе и послевузовском образовании;
разработаны методики применения компьютерных технологий в образовательном процессе на лекциях, на уроках объяснения нового материала и при объяснении теоретического материала на практических занятиях;
разработаны научно обоснованные и проверенные в опытно-экспериментальном исследовании рекомендации по эффективному применению компьютерных технологий в процессе обучения; результаты исследования могут быть использованы на лекционных, лабораторных, практических и других формах занятий в системе сред него, высшего и дополнительного образования. Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечены реализацией комплексной методики исследования, адекватной цели и задачам, логике исследования, сравнительным анализом данных, полученных при помощи различных методов.
Материалы и результаты диссертации апробированы:
в научных сообщениях на заседаниях кафедр "Экономика и организация производства", "Информационные системы" МИ ВлГУ;
на заседаниях научно-методических семинаров для учителей школы №1 г. Мурома, для учителей информатики школ города Мурома, директоров школ Владимирской области, на I Всероссийской научно-технической конференции "Компьютерные технологии в науке, проектировании и производстве" (Нижний Новгород), научной конференции "Учебно-воспитательный процесс в школе и вузе" (г. Москва);
опубликованы статьи в журналах: "Педагогика", "Высшее образование в России", "Информатика и образование", "Образование", "Информационные технологии", "Компьютеры в учебном процессе", "Компьютерная хроника";
депонированы в НИИВО;
размещены на веб-сайте http://www.256.ru.
На защиту выносятся следующие положения:
1. дидактические возможности применения компьютерных технологий в процессе формирования у обучающихся опыта учебно-познавательной деятельности, которые заключаются в активизации учебного процесса, повышении познавательного интереса, обобщении и систематизации знаний;
2. ряд условий применения компьютерных технологий в учебном процессе, которые возникают для интенсификации процесса обучения во время лекционных и других теоретических занятий (возможность и целесообразность применения электронных лекториев, разработка и
модернизация электронных лекториев, факторы, от которых зависит уровень восприятия);
3. целесообразность применения электронных лекториев по курсам "Современный Интернет", "Начальный курс Adobe Photoshop", "Информатика. Программирование в Turbo Pascal", "Базовый курс изучения компьютера", "История. Общественные отношения на Руси в X - XII вв.", "История земли Муромской. Муромское зодчество в XVI - XVII веках", "Алгебра. Определение тригонометрических функций" и др.;
4. методические рекомендации по применению компьютерных технологий в процессе проведения лекций и объяснения теоретического материала на практических занятиях.
Структура диссертации:
Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложений.
По теме диссертации опубликовано 7 статей научно-теоретического плана, 5 тезисов докладов на научных конференциях, 4 статьи практического характера, одна методическая разработка.
Основные компоненты компьютерных технологий обучения
Широкое внедрение компьютерных технологий во все сферы человеческой деятельности - в науку, производство, образование, искусство, быт - означает наступление новой, компьютерной эры. В результате информационного "взрыва" человеческий мозг уже не в состоянии справиться со стремительно возрастающими потоками информации. И тут очень важную роль призваны сыграть компьютеры; именно на них могут быть переложены некоторые функции человеческого мозга по хранению и обработке значительной части информации [87]. Обилие информационных потоков, особенно при плюрализме образовательных идей, технологий, также настоятельно вызывает потребность в использовании возможностей современной вычислительной техники [32].
Анализ результатов отечественных и зарубежных исследований показывает, что компьютер активно воздействует на творческие возможности человека, развивает интеллектуальные способности, создает условия для полной реализации возможностей каждого студента. Опыт показывает, что обучение возможно лишь при использовании полного педагогического потенциала компьютерной техники, позволяющей мотивировать познавательную деятельность обучаемого, вовлекать его в активный мыслительный процесс и реализовывать познавательные способности, снимать проблему сложных вычислений и др. [63].
Согласимся с мнением, что применение компьютерных технологий целесообразно только в случаях повышения эффективности учебного процесса хотя бы по какому-либо критерию: повышению качества обучения, меньшению затрат времени и сил преподавателей и учащихся, снижению финансовых расходов [130]. С другой стороны необходимо оценивать не только количественные и экономические параметры, но и социально-образовательные [95 стр. 27-36] и другие аспекты [40 стр. 60-61; 96 стр. 36-40; 108 стр. 63-64] компьютеризации образовательного процесса.
Отметим, что не утихают споры о роли и функциях компьютеров, используемых в целостной системе обучения. Приведем полярные мнения. Одни авторы утверждают, что "отличительная черта компьютерного обучения - ориентация на новый, более высокий уровень восприятия и репродуцирования профессионального знания: если традиционные формы обучения дают, как правило, возможность получения и механического его отображения, то компьютерное обучение позволяет овладеть механизмами и законами использования знания, т.е. овладеть навыками и умениями, на что, по сути, и ориентирована средняя специальная и высшая школа" [57]. Или, что "компьютеризация воздействует на развитие не только познавательной, но и мотивационной, эмоциональной сферы личности, ее самосознания. Может ли компьютер способствовать развитию творческого мышления? Безусловно, да" [134]. Положительные дидактические возможности ТСО1 также отмечает СИ. Архангельский [8].
Другие доказывают, что "практика использования ТСО2 не привела к серьезному повышению эффективности учебного процесса ни по одному из показателей, в том числе и по качеству усвоения" [131].
С нашей точки зрения, компьютер должен освобождать преподавателя от рутины и однообразия, а компьютерные технологии должны, в первую очередь, способствовать творческим начинаниям учащихся, стать ступенью для повышения эффективности учебного процесса. Более того, "вопрос об эффективном использовании компьютеров в обучении правомерно ставить только в контексте проектирования новой технологии бучения, базирующейся на современных достижениях психолого-педагогической науки" [111 стр. 82].
Правильность данной позиции подтверждает тот факт, что апробированы два направления информатизации образовательного процесса: овладение всеми способами применения компьютера в качестве средства учебной и самостоятельной деятельности; использование компьютера как объекта изучения.
Первое направление зародилось в рамках программированного обучения. В начале компьютер рассматривался как более совершенное, по сравнению с другими устройствами, техническое средство реализации обучающих программ, построенных в соответствии с принципами программированного обучения. По мере совершенствования технических характеристик самого компьютера и его программного обеспечения, расширения его дидактических возможностей утвердилась идея о принципиально новых свойствах компьютера как средства обучения.
Компьютер позволяет строить обучение в диалоговом режиме, реа-лизовывать индивидуальное общение с обучаемым, опирающееся на его способности к восприятию информации и базовые знания.
С изменением оценки роли и места компьютера в образовательном процессе, компьютер принято рассматривать в контексте новых информационных технологий обучения, которые включают технологии, значительно отличающиеся друг от друга, прежде всего заложенными в них теоретическими принципами, обучающими функциями и способами их реализации. Ряд исследователей [2, 4, 31, 72, 77, 122, 127] занимались изучением различных вопросов, касающихся современного состояния информационных технологий и способов их применения в системе обучения.
Анализируя применение компьютерных технологий, "одними из первоочередных задач следует отнести определение целей, места и границ ЭВМ в учебном процессе" [123 стр. 70]. Возникает закономерный вопрос:
"Чем и в каких случаях компьютер лучше преподавателя и лучше книг?" или, другими словами, возможно ли создание новых представлений информации не свойственных, например, книгам. Кроме того, может ли компьютер помочь человеческому мышлению в процессе обучения, при этом речь идет не о разумных и мыслящих машинах и не о том, что компьютер будет мыслить вместо человека.
Существуют ли представления, которые удобнее создавать, используя компьютер, и, в более широком плане, можно ли при помощи компьютера, получить представления, которые в противном случае были бы недостижимы, т.е. необходимо определить, в чем же граница возможностей компьютера, когда речь идет о создании новых представлений? Заметим, что только компьютер позволяет создать произвольные меняющиеся изображения с приемлемыми затратами времени и сил. Остается установить, какой выигрыш дает мышление, оперирующее динамическими, а не статическими представлениями.
Прежде чем решать, что дает динамическая схематизация, необходимо определиться с возможностями статической схематизации. В самом деле, так ли важна схематизация вообще? При этом в данном контексте под схематизацией мы будем понимать не упрощение, а графическое представление информации.
Возможности Интернета в обучении
Одним из новых направлений в различных сферах обучения является применение Интернета. И если споры по поводу применения компьютерных технологий в обучении затрагивали вопросы как непосредственно технологии компьютеризованного обучения, так и вообще самого принципа целесообразности использования компьютеров в учебном процессе, то в отношении средств Интернета принципиальных возражений нет. Однако остаются, и, самое главное, появляются новые аспекты, связанные с применением и распространением Интернет-технологий в обучении.
История развития образования тесно связана с историей человеческого общества и с достижениями в различных отраслях науки и техники. Началом отсчета можно считать становление речи и использование в обучении не только принципа "делай как я", но и "слова". Появление письменности стало первым поворотным пунктом и позволило более точно сохранять и воспроизводить накопленные поколениями знания. Открытие книгопечатания стало новой вехой в сохранении, приумножении и, самое главное, в распространении знаний. В XX веке бурное развитие теоретической и прикладной науки, совершенствование технологий и производства ознаменовали еще один этап в сохранении, тиражировании и использовании (в том числе и в обучении) больших объемов информации в электронном виде (магнитные, оптические и другие носители информации). Развитие средств телекоммуникации и связи, дальнейшее совершенствование и удешевление электронно-вычислительной техники привело к широкомасштабному развитию локальных и региональных вычислительных компьютерных сетей, объединенных в настоящее время в глобальную мировую сеть - Интернет, развитие которой продолжается.
Таким образом, последние 5-10 лет3 можно считать началом нового этапа в истории человечества в накоплении, обработке и передаче последующим поколениям огромных объемов информации.
Современные информационные технологии позволяют упростить поиск и подготовку к воспроизведению преподавателем в процессе обучения актуальной информации, упростить разработку и тиражирование электронных учебных средств, выполнять поиск обучающимися дополнительной информации, осуществлять независимо от расстояния интерактивное диалоговое и многостороннее взаимодействие между преподавателем и обучающимися, дает экономию времени и финансов.
Рассмотрим более подробно предоставляемые информационными технологиями возможности и предъявляемые для их использования требования. Как известно, основным источником информации были, а во многих случаях и в настоящее время остаются библиотеки. Это связано с большим объемом накопленных знаний, причем представленных именно в печатном виде. Однако в этом случае при поиске информации существуют две проблемы. Во-первых, значительные затраты времени на поиск, выборку и обработку необходимой информации. А во-вторых, часто принципиально нельзя найти требуемую информацию, что связано с отсутствием крупных, а тем более специализированных библиотек во многих городах и селах России, а также их неукомплектованностью литературой. Например, согласно исследованию, проводимому лабораторией научно-информационного обеспечения НИИВО - "по мнению участников анкетирования, в вузовских библиотеках не хватает или вообще нет по преподаваемым ими дисциплинам следующих видов изданий: учебников - 44%, учебных пособий - 31%, хрестоматий - 51%, практикумов - 37%, словарей-тезаурусов - 37%" [55 стр. 109].
Применение Интернет-технологий поднимает на новый качественный уровень возможности поиска требуемой информации, когда человек независимо от своего географического положения может искать и использовать накопленные человечеством знания, размещенные в электронных библиотеках и других ресурсах. Однако следует заметить, что существуют и некоторые ограничения (проблемы).
Во-первых, как уже отмечалось, базовая подготовка как обучаемых, так и преподавателей должна включать компьютерную грамотность, в т.ч. умение работать с различными ресурсами Интернета. Отметим, что в связи с относительной молодостью применения Интернета в учебном процессе преподаватели не только старшего, но и среднего поколения, причем, как "гуманитарии", так и "технари", не обладают соответствующими навыками, а часто и желанием использовать компьютерные технологии и, в частности, возможности Интернета в учебном процессе. Нередка ситуация, когда студенты оказываются более подготовленными, чем преподаватели.
Во-вторых, во многих городах, за исключением Москвы, С.Петербурга и некоторых других крупных центров, скорость доступа к Интернету оставляет желать лучшего. Данная проблема усугубляется тем, что выход в Интернет целого класса компьютеров осуществляется по обыкновенным телефонным линиям, через один модем. Наличие одного, а иногда и нескольких параллельных телефонов, устаревшее оборудование на АТС также негативным образом сказываются на качестве и скорости связи. Следовательно, самостоятельная работа нескольких человек существенно замедляется, и, таким образом, преподавателями тратится существенно больше времени на подготовку занятия, а также затрудняется проведение лабораторных работ4.
Третья проблема возникает в связи с тем, что студенты, имеющие выход в Интернет дома или в институте, при подготовке рефератов, курсовых и даже дипломных работ часто не собирают информацию по крупицам, а просто скачивают (копируют) готовые рефераты из Интернета. Подтверждением сказанного служит высокая популярность ресурсов, содержащих рефераты, курсовые работы и т.д. (табл. 2, 3, на стр. 33). Таким образом, проблема списывания и, как результат, падение интереса к учению и снижение качества обучения, еще более усиливаются.
Организация диалогового взаимодействия в системе "человек - компьютер"
Создавая эффективные обучающие системы, необходимо учитывать целый ряд дидактических и психологических принципов взаимодействия компьютерной системы с обучаемым. Обучающее воздействие и управление процессом обучения при традиционных способах обучения осуществляется, в первую очередь, с помощью вербальных средств, при этом одной из форм общения является - диалог. Как отмечает А.Я. Савельев, диалоговое взаимодействие обеспечивает следующие аспекты обучения: "непрерывный контроль деятельности обучаемого; диагностирование; управление системой со стороны обучаемого; самосовершенствование и адаптацию системы в процессе эксплуатации" [114 стр. 6].
Отличительной особенностью компьютерных систем, применяемых в самостоятельном обучении, является отсутствие как непосредственного, так и с помощью каких-либо технических средств, диалогового взаимодействия между обучаемым и обучающим. Поэтому при разработке программ, предназначенных для индивидуального и самостоятельного обучения, необходимо с особой тщательностью разрабатывать как общую структуру диалога, так и особенно формулировки, дополнения и уточнения заданий, вопросов и других элементов диалога. Не только функциональные, но и удобные программы, с интуитивно-понятным интерфейсом "позволяют улучшить диалог обучающей программы с пользователем, расширить сферы применения программы" [10 стр. 15]. Особое значение имеет адекватность реакции компьютера на вопросы обучаемого, а также возможность правильной интерпретации или выдачи соответствующего сообщения на некорректный вопрос обучаемого. Следует, однако, учитывать ограниченность диалогового взаимодействия в системе компьютер-человек, так как невозможно предусмотреть все нюансы реального диалога обучаемого с обучающим, в данном случае с компьютером.
Отметим также, что в отличие от любых других технических средств обучения компьютерные обучающие системы обладают интерактивностью, т.е. способностью немедленно реагировать на вопрос или действие обучаемого, в том числе предъявлять уточняющий вопрос, выдавать сообщение, предоставлять информацию обучаемому.
Построение диалога обучаемого с компьютером должно строиться с учетом основных психологических принципов общения [86 стр. 4; 87 стр. 138], заключающихся в своевременной, достаточной и мотивированной помощи, возможности выхода из диалога в любое время, адекватности оценочных суждений, доброжелательности и т.д. Характеризуя далее различные психолого-педагогические аспекты диалогового взаимодействия между обучаемым и компьютером, можно выделить "общепсихологические принципы построения диалога учащегося с компьютером, организацию процесса общения, содержательную сторону общения, лингвистические аспекты общения, модальность общения" [87 стр. 181-182]. Необходимо, однако, учитывать возникающие ограничения, связанные с невозможностью запрограммировать все богатство русского или какого-либо другого языка. В данном случае необходимо учитывать не только общий словарный запас языка, который требуется ввести в память компьютера, но самое главное невозможность предусмотреть все, особенно нестандартные вопросы, которые может задать обучаемый, а также адекватную реакцию на них со стороны компьютера. Могут возникнуть нарушения, которые проявляются чаще всего в следующем: "избыточная помощь, недостаточная помощь, неадекватность оценочных суждений, ... сбои компьютера, т.е. компьютер может давать ответ не по существу решаемой задачи, либо заданного вопроса, недостаточная мотивированность помощи, чрезмерная категоричность" [87 стр. 138], не позволяя обучаемому решать поставленную задачу. Далее отметим, что избыточный информативный диалог, являющийся другой крайностью, также нецелесообразен в связи с увеличением времени на прочтение и осмысление информации (компьютерное обучение предполагает сокращение времени на обучение). Результатом вышесказанного может быть увеличение времени на обучение, снижение мотивации к учению, ухудшение качества обучения и др.
Используя различные методы обучения, студенты учатся мыслить, анализировать и сопоставлять, самостоятельно находить нередко новые, нетривиальные решения. Найденные решения не всегда оказываются верными, поэтому "при анализе допущенных студентами ошибок преподаватель должен исходить из того непреложного факта, что заблуждение выступает неотъемлемым компонентом всякого (в том числе и научного) познания" [121 стр. 39]. Следовательно, при разработке обучающих систем необходимо учитывать вышеназванный факт, и соответственно признавать право студента делать ошибки. Кроме того, неправильный ход рассуждений и, как следствие, неверный ответ может быть получен в результате непонимания вопроса, например, в случае некорректной его формулировки. Разработчики обучающей программы должны учитывать, что программа не может переформулировать вопрос, как это сделал бы преподаватель. Поэтому, во-первых, необходимо тщательно продумать формулировки всех вопросов, а во-вторых, целесообразно предусмотреть возможность предъявления студенту нескольких, по уровню детализации и информативности, вопросов, т.е. в случае затруднений или неправильного ответа студент может запросить, или компьютер предложит сам развернутую формулировку вопроса. Так же как и преподаватель, обучающая программа может использовать целый ряд наводящих вопросов и подсказок, при этом уже отмечалось, что избыточная помощь, так же вредна, как и недостаточная. Таким образом, в обучающей программе целесообразно предусмотреть возможность как автоматического предъявления помощи и наводящих вопросов, так и отключение такого режима и получение помощи только по запросу обучаемого.
Возможность задавать вопросы обучающей программе, т.е. компьютеру со стороны обучаемого, позволяет последним почувствовать в компьютере собеседника, это снимает порой возникающий страх перед работой (общением) с неодушевленной и сложной техникой.
На стадиях проектирования, разработки и тестирования диалогов, предназначенных для общения компьютера с обучаемым, существует необходимость во всесторонней оценке таких диалогов, которая должна осуществляться по целому ряду параметров - сфере применения, функции, мере адаптации, педагогической направленности, симметричной структуре партнерства, личностной отнесенности преобладающих средств общения (модальности), композиции и др. [87 стр. 102].
Во многом от того, насколько удобен, интуитивно понятен интерфейс (т.е. внешний вид, диалоговое взаимодействие и т.д. между человеком и компьютерной системой) зависит дальнейшее отношение обучаемого к конкретной обучающей программе. Кроме того, негативная реакция к одной программе может быть перенесена в дальнейшем на другие обучающие программы и даже на саму идею применения компьютерных технологий в процессе обучения.
Практически во всех компьютерных программах, не только обучающих, но также и в программах общего или какого-либо специального назначения, применяется такое средство и, соответственно, понятие как "диалоговое окно". Диалоговое окно представляет собой небольшую, прямоугольную, ограниченную рамкой часть компьютерного экрана, имеющее заголовок, в котором указывается вид диалога или суть вопроса. Внутри диалогового окна всегда присутствует информационная часть, представляющая собой вопрос компьютера к человеку, какое-либо пояснение, сообщение об ошибочных действиях или ситуациях и т.д. Пользователь, отвечающий на информационное сообщение, может сделать выбор из предложенного списка ответов, например, отметить флажком (маркером) один или несколько вариантов ответа, написать какую-либо строку текста и т.д. В диалоговом окне всегда есть одна или несколько кнопок, позволяющие человеку сделать окончательный выбор (подтверждение) своего ответа компьютерной программе или отказ от ответа. Таким образом, диалоговое окно компьютерной программы представляет собой минимальный элемент обмена информацией между компьютером и человеком и соответствует (эквивалентен) двум репликам (мыслям, фразам) со стороны каждого участника обыкновенного, т.е. человек-человек, диалога.
В процессе разработки обучающих компьютерных программ могут использоваться два подхода для проектирования и создания диалогового взаимодействия между компьютером и обучаемым. В первом случае используется "жестко" спроектированный диалог, в котором все сообщения, реплики заносятся в программу сразу при ее разработке, и в дальнейшем без помощи программиста - разработчика их уже изменить нельзя. Такой подход немного упрощает разработку программы, при этом программа не обладает гибкостью, ограничена в адаптации, и поэтому данный подход, по нашему мнению, нецелесообразен. Другой подход заключается в проектировании общей структуры диалоговых окон - определение размеров, цвета, расположения реплик обучающей программы, кнопок ответа обучаемого и т.д.
Требования к разработке КОС
При разработке компьютерных обучающих систем необходимо учитывать ряд аспектов. Во-первых, "требуется спроектировать процесс обучения и лишь затем осуществлять его машинную реализацию" [69 стр. 55]. 59 Во-вторых, тот факт, отмечаемый рядом авторов, что в настоящее время при использовании компьютерных технологий осуществляется "чисто экстенсивный подход: традиционные учебные курсы просто перекладываются на экран монитора" [20 стр. 17]. В-третьих, "... нет системности в представлениях о специфике психических функций в условиях компьютеризированной деятельности" [94 стр. 3]. И, наконец, существует ряд проблем: "как переработать учебный курс для его компьютеризации, ... какими средствами осуществлять контроль знаний, ..." [34 стр. 32]. Поэтому для построения грамотной, дидактически проработанной КОС решается целый комплекс различных вопросов, включающих учебно-методические, психологические, организационные, технические, экономические и другие вопросы, тесно связанные между собой. Рассмотрим подробнее поставленные группы вопросов в порядке очередности, расставленных приоритетов. Учебно-методические вопросы: 1. Постановка целей, достигаемых в процессе обучения в соответствии с существующими дидактическими принципами. Необходимо учитывать предполагаемый контингент обучаемых, в том числе возраст, уровень подготовленности, однородность учебных групп и т.д., например, в системе дистанционного обучения, в послевузовском и дополнительном образовании. 2. Выбор различных способов управления учебно-познавательной деятельностью. 3. Моделирование учебных ситуаций, возникающих как при традиционном обучении без использования компьютера, так и появляющихся исключительно при компьютеризованном обучении. Дает возможность избежать нестандартных ситуаций, уменьшить количество неадекватных ответов и результатов оценки учащегося со стороны компьютера. 4. Тщательный отбор, структурирование теоретического материала, 60 моделирование процессов и явлений, с учетом возможностей их компьютерного представления, разработка методики компьютеризованного тренинга умений и навыков, формулировка вопросов и тестовых заданий, согласование его с требованиями существующих образовательных стандартов, использование стандартной терминологии и обозначений и других аспектов. Определение необходимого объема теоретического материала, практических и тестовых заданий для базовой и углубленной подготовки, с учетом формы обучения - дневное, вечернее, заочное, дистанционное образование. 5. Учет уровня базовой и специализированной подготовленности, включающий ранее усвоенные знания, умения и навыки, в том числе понимание учащимися междисциплинарных связей. 6. Выбор существующей методики или разработка аппарата оценки уровня обученности. 7. Регулирование темпа обучения, порций предъявляемой теоретической информации как по объему, так и по детализации. Выбор очередности предъявления макро- и микро- блоков теоретического материала, практических и тестовых заданий. Психологические вопросы: 1. Учет возможного негативного отношения к применению компьютерных средств как со стороны обучаемого, так и со стороны преподавателя, возникающего в результате прошлого неудачного опыта применения каких-либо компьютерных обучающих программ и систем или других технических средств обучения. 2. Диагностика индивидуальных особенностей обучаемого. Требуется для обеспечения индивидуализации и повышения качества обучения и связана с различными уровнями как базовой, так и специализированной подготовленности обучающихся (даже в пределах одной учебной группы), различной скоростью усваива- 61 ния и закрепления нового материала, необходимостью (отсутствием) потребности в дополнительной помощи. 3. Разработка основных и вспомогательных диалогов "человек-компьютер", необходимых для осуществления интерактивного взаимодействия обучаемого с КОС, активизации познавательной деятельности обучаемых, обеспечении обратной связи, адекватной помощи в случаях возникновения затруднений и т.д. 4. Обеспечение высокой мотивации к обучению, интереса к познанию. 5. Анализ эстетического восприятия внешнего вида обучающей программы или системы в целом, а также формы представления информации, взаимного расположения текстовых и графических блоков информации, цветового и звукового оформления, "понятности" команд меню и информационных сообщений и др. 6. Целесообразность просмотра обучающимися результатов обучения, достигнутых другими учащимися, в том числе в виде графиков и диаграмм. При этом для сетевых вариантов КОС возможность интерактивного предъявления такой информации. Организационные вопросы: 1. Обеспечение взаимодействия коллектива авторов КОС, в который обязательно должны входить профессиональный дидакт, специалист-предметник, программист, кроме того, желательно наличие психолога, художника-дизайнера, а также других специалистов. Решение данного вопроса позволяет создавать качественную, продуманную в деталях, дидактически проработанную компьютерную обучающую систему. 2. Оценка эффективности использования в процессе обучения как отдельных компонентов (модулей), так и всей обучающей программы или системы в целом. При этом необходимо учитывать особенности применения КОС на лекциях, на практических, ла- 62 бораторных и семинарских занятиях под руководством преподавателя и полностью самостоятельную работу учащихся с данной обучающей системой. 3. Проведение всестороннего тестирования с целью устранения ошибок или улучшения качества разрабатываемой компьютерной обучающей программы или системы, осуществляемого в рамках ограниченного, а затем массового эксперимента. 4. Необходимость взаимодействия авторского коллектива с конечными пользователями как обучающими, так и обучающимися. В настоящее время особую роль играет использование ресурсов Интернета, а именно, электронной почты, телеконференций, поддержки в актуальном состоянии веб-сайта, посвященного разработанной КОС. Наличие обратной связи позволяет совершенствовать обучающую систему и учитывать условия реального ее применения. Технические вопросы: 1. Разработка проекта компьютерной обучающей системы, включающая формулировку технического задания, выбор и обоснование программно-аппаратных средств, используемых для реализации поставленных целей. Также необходимо учитывать вспомогательные программные компоненты, используемые для предъявления информации конечному пользователю (обучаемому) и совместимость этих компонентов как между собой, так и с другими программами, особенно при использовании двух или нескольких обучающих систем одновременно.
