Тема 8.

Педагогические программные средства в работе учителя

 

 

Содержание

1. Различные подходы к определению педагогических программных средств

2. Классификации педагогических программных средств

3. Электронный учебник как средство обучения

 

 

 

 

1. Различные подходы к определению педагогических программных средств

Средства обучения являются одним из компонентов целостной методической системы обучения, взаимодействуя с целями, формой, содержанием и методами. Но в отличие от остальных элементов, на них ложится обеспечение большинства принципов организации учебно-воспитательного процесса, таких как принцип наглядности, принципы научности, доступности, систематичности, принцип связи с жизнью.

В науке нет единой классификации дидактических средств. Например, в классификации В. Оконя средства расположены по нарастанию возможности заменять действия учителя и автоматизировать действия ученика. В результате выделяются две большие группы: простые средства обучения, к которым относятся простые словесные (учебники и другие тексты) и простые визуальные (реальные предметы, картины, плакаты), и сложные (технические средства обучения, компьютер).

Очевидно, что все средства обучения, так или иначе, взаимодействуют с различными органами чувств человека. В результате ещё в одной классификации по преобладанию того или иного анализатора выделяют визуальные средства обучения, звуковые средства обучения, аудиовизуальные средства обучения, специальные средства обучения, использующиеся для обучения детей с различными типами нарушений и основанные на тактильных, обонятельных и осязательных системах.

Отечественная наука, в отличие от зарубежной, незаслуженно мало места уделяет определению принципов построения педагогических программных средств обучения, используемых как на занятиях по информатике, так и на уроках по другим дисциплинам. На наш взгляд, данные принципы применимы как к созданию неких бумажных плакатов, схем, так и к программированию компьютерных образовательных программ. Это объясняется тем, что визуальная связь с пользователем в обоих случаях одна из главных и основных.

В научной литературе встречается ряд различных понятий, связанных с обозначением программного обеспечения, используемого при обучении.

Для выявления сути данной категории мы предлагаем создать цепочку терминов от более широкого к более узкому, от более объёмного к менее информативному. Таким образом, можно получить следующие понятия и их отношения от общего к частному: «педагогическое программное средство» - «обучающая компьютерная система» - «электронный учебник» - «компьютерная обучающая программа». Подход, который мы положили в основу данных соотношений, не педагогический, а информативный и технический.

Под компьютерной программой в информатике понимается последовательность машинных команд, необходимая для достижения конкретного результата, а согласно ГОСТ 19781-90 – это данные, предназначенные для управления конкретными компонентами системы обработки информации в целях реализации определенного алгоритма. Соответственно компьютерная обучающая программа – это программа, предназначенная для передачи учащемуся некоторых знаний и/или развития навыков (например, существуют программы для обучения счёту для детей, быстрому чтению для взрослых).

Под электронным или компьютерным учебником понимается программа, направленная на обучение определённой дисциплине, предмету, которая разделена на некоторые разделы, «главы». В данном вопросе наше мнение расходится с определением Коджаспировой Г.М., которая даёт необоснованно узкое определение: «электронный учебник – это учебник, внесённый в компьютер, но организованный по принципу гипертекста» (Коджаспирова Г.М., Петров К.В. Технические средства обучения и методика их использования. - М.: Академия, 2001. - C. 238).

По словарю Ожегова, система – это нечто целое, представляющее собой единство закономерно расположенных и находящихся во взаимной связи частей. Таким образом, в обучающую компьютерную систему может входить не только материал по одной дисциплине, она может включать в себя целый блок дисциплин.

Все перечисленные продукты можно назвать педагогическими программными средствами. На наш взгляд, это самое широкое и обобщающее понятие.

Эффективность того или иного педагогического программного средства будет зависеть как от его содержательной части и от условий, в которых происходит показ, так и от учёта при его создании особенностей человеческого восприятия.

Учитель часто сам является создателем средств обучения, в том числе и программных, а при достаточной подготовке в эту деятельность может вовлечь и учащихся. Такую творческую задачу особенно интересно поставить перед учениками на занятиях по информатике. Всё это подводит педагога к необходимости изучения основных принципов человеческого восприятия информации на экране монитора.

 

2. Классификации педагогических программных средств

В настоящее время нет единой классификации педагогических программных средств. Рассмотрим некоторые их них.

Машбиц Е.И. отмечает, что  многие авторы выделяют  пять типов обучающих программ:

а) тренировочные,

б) наставнические,

в) проблемного обучения,

г) имитационные и моделирующие,

д) игровые.

Программы первого типа предназначены преимущественно для закрепления умений и навыков. Предполагается, что теоретический материал уже усвоен. Они широко используются для отработки математических навыков, упражнений по переводу с иностранного языка и т.д. Многие из них составлены в духе бихевиоризма, когда за один из ведущих принципов берётся подкрепление правильного ответа. Компьютер в случайной последовательности генерирует учебные задачи, уровень трудности которых определяется педагогом. Если учащийся дал правильное решение, ему сообщается об этом. Если ответ неправильный, ему либо предъявляется правильный ответ, либо предоставляют возможность запросить помощь.

Программы этого типа реализуют обучение, мало чем отличающееся от программированного обучения с помощью простейших технических средств, т.е. управление учебным процессом осуществляется по ответу (ход решения задачи не анализируется) . Правда, компьютер обладает значительно большими возможностями в предъявлении информации и в типе ответа: многие системы позволяют вводить конструируемые ответы (т. е. вводить слова и даже фразы), правда с некоторыми ограничениями.

Программы второго типа ориентированы преимущественно на усвоение новых понятий, многие из них также работают в режиме, близком к программированному обучению с разветвлённой программой. И хотя в этих программах после предъявления информации обучаемому задаются вопросы, т.е. обучение ведется в форме диалога, однако по большей части ведется так называемый фатический диалог, построенный на основе формального преобразования ответа обучаемого, он создает лишь видимость общения.

Программы третьего типа построены в основном на идеях и принципах когнитивной психологии, в них осуществляется непрямое управление деятельностью учащихся. Это значит, что предъявляются разнообразные задачи и учащиеся побуждаются решать их путем проб и ошибок.

В программах четвертого типа в качестве средства обучения используется моделирование, а в программах пятого типа — игры. Нередко в обучающие программы включаются как те, так и другие средства.

Существуют и другие подходы к классификации обучающих программ. Так, Дж. Скандура (J. M. Scandura, 1983) выделяет три типа обучающих программ: 1) закрепляющие (drill-and-practice), 2) наставнические (tutorial), по усвоению новых знаний, 3) имитационные, с педагогическим моделированием.

Дж. Чемберс и Дж. Шпрехер (J.A. Chambers, J.W. Sprecher, 1983) различают пять типов обучающих программ (они называют их стратегиями обучения): 1) закрепляющие (drill) 2) тестирующие (test), 3) исследовательские, запрашивающие (inquire), 4) с имитационным моделированием (simulation), 5) наставнические по обучению законченному фрагменту учебной программы (tutorial). Эти авторы не выделяют игровых программ в качестве самостоятельных, считая, что игровые компоненты могут присутствовать в любом типе обучающих программ. Они также отмечают, что и выделенные ими программы содержат общие элементы.

Т. О'Ши и его коллеги (Т. O'Shea et al., 1984) предлагают выделять три типа программ. К первому типу авторы относят программы, в которых помимо предъявления учебного материала осуществляется контроль за его усвоением. Программы второго типа позволяют обучаемому самому задавать вопросы, а вопросы, задаваемые компьютером, могут меняться в зависимости от учебных целей. Программы этого типа обеспечивают закрепление учебного материала, а также выдают учащемуся необходимую информацию. К программам третьего типа авторы относят те, в которые входят экспертные системы, в частности программы на моделирование и игровые. В последних экспертную функцию выполняют стратегии игры против обучаемого.

По степени сложности проектирования обучающие программы распределяются этими авторами следующим образом: 1) предъявляющие фрагменты учебного материала, 2) проверяющие, 3) демонстрирующие, 4) игровые, 5) запрашивающие, 6) закрепляющие, 7) моделирующие, 8) запрашиваемые, 9) с проблемно-ориентированным контролем в экспертной системе и 10) с комплексной формой обучения, предполагающие применение различных стратегий и допускающие разнообразные вопросы со стороны обучаемого.

Следует отметить, что в последнее время предпринимаются попытки создать научную основу для классификации обучающих программ. По-видимому, наиболее существенное ограничение представленных попыток связано с тем, что авторы подобных классификаций стремятся найти для них одно основание. Так, Дж. Веллингтон (J. J. Wellington, 1985) за основу классификации обучающих программ взял степень управления обучаемым своими действиями, которую, как полагает автор, можно упорядочить в некотором континууме, крайние точки которого составляют полностью контролируемые извне действия учащегося и его абсолютно самостоятельные действия. Автор выделяет четыре группы программ, различающихся степенью управления действиями учащегося.

К первой группе относятся тренировочные (skill-and-drill) и наставнические (tutorial) программы, реализующие прямое управление. Тренировочные программы предназначены для тестирования и закрепления знаний, умений и навыков. Наставнические позволяют обучать знаниям и умениям через фиксацию небольших разделов учебного материала и обеспечение обратной связи на каждом шаге обучения. К этой же группе автор относит такие электронно-технические средства обучения, как видеотерминал с большим экраном для демонстрации изучаемых явлений.

Вторую группу составляют программы с менее жестким управлением со стороны компьютера, когда часть обучающих функций возлагается на учащегося. К таким программам относятся игровые и имитационные.

Третью группу составляют программы, позволяющие использовать компьютер как средство учебной деятельности, т.е. обеспечивающие автоматический поиск информации и включающие системы обработки текста.

Наконец, к четвертому типу относятся программы, обеспечивающие обучение, при котором, говоря словами С. Пейперта, «не компьютер программирует учащегося, а, наоборот, учащийся программирует компьютер». Близкую к указанной классификацию обучающих программ предложила Европейская ассоциация обучения учителей, хотя в основу её положен иной принцип: на одном полюсе в ней помещаются программы для учения, а на другом — обучения. Отметим, что указанные классификации, по сути, мало чем отличаются от классификации, предложенной Лауером, С. Пейпертом и другими, при которой выделяются три основные функции компьютера — педагога, средства (tool) и наставляемого (tutee).

Ни одну из указанных классификаций нельзя считать приемлемой, поскольку отнесённые к одному и тому же типу обучающие программы могут иметь принципиальные различия, а одна и та же обучающая программа может быть отнесена сразу к нескольким типам. Как мы полагаем, научно обоснованная классификация обучающих программ должна быть многоаспектной и многоуровневой и при её разработке необходимо учитывать следующие особенности программ:

1.  Допускают они или нет непосредственное взаимодействие учащегося с компьютером.

2.  Охватываются ими или нет все функции, необходимые для законченного фрагмента обучения. Если не все, то какие именно функции (демонстрация требуемой деятельности, управление решением задач на закрепление усвоенного материала, контроль и т.д.) возлагаются на компьютер.

3.  Какого типа предъявление учебного задания предполагается в них: а) обычное предъявление условий задачи, б) погружение в задание, когда учащийся сразу может видеть результат каждого из своих действий; в) погружение в ситуацию задания — производственную, социальную, историческую.

4.  Допускается в них диалог или нет.

5.  Допускается ли управление со стороны учащегося (может ли учащийся сам сформулировать некоторую задачу и обеспечивает ли компьютер помощь в ее решении)

6.   Учитываются в них или нет индивидуальные особенности, и если да, то обеспечивается ли рефлексивное управление».

Батышев С.Я. исходя из возможностей новых информационных средств обучения описывает классификацию педагогических программных средств:

3. Электронный учебник как средство обучения

Остановимся подробнее на ставшем сегодня очень актуальном и распространённом педагогическом программном средстве -  электронном учебнике. В чём же его отличия от обычного учебника?

Обычно электронный учебник представляет собой комплект обучающих, контролирующих, моделирующих и других программ, размещаемых на магнитных носителях (твердом или гибком дисках), в которых отражено основное научное содержание учебной дисциплины. Электронный учебник часто дополняет обычный, а особенно эффективен в тех случаях, когда он:

v       обеспечивает практически мгновенную обратную связь;

v       помогает быстро найти необходимую информацию;

v       существенно экономит время при многократных обращениях к гипертекстовым объяснениям;

v       наряду с кратким текстом - показывает, рассказывает, моделирует и т.д. (именно здесь проявляются возможности и преимущества мультимедиа-технологий);

v       позволяет быстро, но в темпе наиболее подходящем для конкретного индивидуума, проверить знания по определенному разделу.

К недостаткам электронного учебника можно отнести не совсем хорошую физиологичность дисплея как средства восприятия информации (восприятие с экрана текстовой информации гораздо менее удобно и эффективно, чем чтение книги) и более высокую стоимость по сравнению с книгой.

Средства создания электронных учебников можно разделить на группы, например, используя комплексный критерий, включающий такие показатели, как назначение и выполняемые функции, требования к техническому обеспечению, особенности применения. В соответствии с указанным критерием возможна следующая классификация.

l       Традиционные алгоритмические языки. Характерные черты электронных учебников, созданных средствами прямого программирования - это разнообразие стилей реализации (цветовая палитра, интерфейс, структура, способ подачи материала); сложность модификации и сопровождения; большие затраты времени и трудоемкость; отсутствие аппаратных ограничений.

l       Инструментальные средства общего назначения (Адонис, АосМикро, Сценарий, ТесСис, Интегратор). Подобные электронные учебники создаются пользователями не являющимися квалифицированными программистами. Электронные учебники характеризуются небольшой трудоёмкостью, невысокими требованиями к компьютерам и программному обеспечению, но им характерен далеко не дружественный интерфейс; меньшие, по сравнению с мультимедиа и гипермедиа системами, возможности; отсутствие возможности создания программ дистанционного обучения.

l       Средства мультимедиа. Мультимедиа означает объединение нескольких способов подачи информации - текст, неподвижные изображения (рисунки и фотографии), движущиеся изображения (мультипликация и видео) и звук (цифровой и MIDI) - в интерактивный продукт. Характерным отличием мультимедиа продуктов от других видов информационных ресурсов является заметно больший информационный объём, высокая наглядность и занимательность материала.

l       Гипертекстовые и гипермедиа средства (HTML, DHTML, PHP и др.). Гипертекст – это способ нелинейной подачи текстового материала, при котором в тексте имеются каким-либо образом выделенные области, имеющие привязку к определенным текстовым фрагментам. Таким образом, пользователь не просто листает по порядку страницы текста, он может отклониться от линейного описания по какой-либо ссылке, т.е. сам управляет процессом выдачи информации. В гипермедиа системе в качестве фрагментов могут использоваться изображения, а информация может содержать текст, графику, видеофрагменты, звук. Просматриваются эти документы в специальных программах – броузерах, а создаются в специальных редакторах, позволяющих делать гиперссылки. Использование гипертекстовой технологии очень эффективно, так как она удовлетворяет таким предъявляемым к учебникам требованиям, как структурированность, удобство в обращении. При необходимости такой учебник можно разместить на любом сервере и его можно легко корректировать. Г.М. Коджаспирова, как мы уже упоминали определила термин электронный учебник очень узко, как раз основывая его именно на гипертексте.

По нашему мнению, один из оптимальных путей эффективного использования компьютера в обучении состоит в разработке целостных компьютерных или электронных учебников. Под компьютерным учебником мы будем понимать единый комплекс компьютерных программ, содержащий сведения по учебному предмету в объёме, достаточном для подготовки студента по всему учебному курсу, и методические указания, определяющие последовательность обучения.

Изучая зарубежный опыт, можно выделить следующий важный аспект: преподаватель может выступать, не только как традиционно принято, в роли распространителя информации, а в роли консультанта, советчика, иногда даже коллеги обучаемого. Это дает некоторые положительные моменты: студенты активно участвуют в процессе обучения, приучаются мыслить самостоятельно, выдвигать свои точки зрения, моделировать реальные ситуации.

Исходя из собственного опыта создания электронного учебника и его использования в учебном процессе при очной форме обучения, мы считаем, что он должен быть построен, исходя из принципа программированного обучения, т.е. регулировать познавательную деятельность студентов, создавать необходимые и достаточные предпосылки для подготовки обучающихся по всему учебному курсу согласно целям обучения. Таким образом, электронный учебник должен содержать не только фактический материал по учебному предмету, но и методические указания, регулирующие познавательную деятельность студентов и действия преподавателя. В случае если обучающийся будет чётко и добросовестно следовать этим указаниям компьютерного учебника, ему должно быть гарантировано получение необходимых знаний. Педагогическое программное средство должно предоставлять студенту оптимальное сочетание различных способов работы над курсом, состоящее в чередовании изучения теории, разбора примеров и формирования мотивов дальнейшей познавательной деятельности.

Электронный учебник должен определять содержание и последовательность обучения, координировать действия участников учебного процесса, служить основой самообразования. Его использование открывает новые возможности в организации учебного процесса, а также развитии творческих способностей обучающихся. Преимущества компьютерного учебника заключаются и в индивидуализации обучения за счёт отбора каждым обучаемым желательного учебного материала и изменения последовательности изучения с учётом своих индивидуальных возможностей, а также возможности самоконтроля.

Анализируя зарубежный и отечественный опыт, можно утверждать, что проектирование интерактивного электронного учебника целесообразно осуществлять на междисциплинарной мультимедийной модульной основе, включая в него задания репродуктивного и творческого характера.

Использование межпредметных вопросов, междисциплинарных знаний развивает у будущих специалистов установку на соотнесение и последующий синтез разноплановой и разноуровневой информации. Межпредметный материал электронного учебного курса способствует более полному выявлению научных закономерностей, проблематизации и конкретизации, генерализации научных знаний; позволяет описать возникающие тенденции, объяснить сущность различных явлений; помогает осуществлению студентами анализа, синтеза и оценки. Инструментальные средства мультимедиа и гипертекста позволяют сделать материал из различных областей знаний более целостньм, наглядным и привлекательным.

Творческие задания, включенные в содержание электронного учебника, ориентированы на выражение собственной позиции студента, его отношения к проблемным вопросам; они способствуют возрастанию интереса к учению, стимулируют развитие логического мышления, развивают способность сравнивать, сопоставлять, анализировать, синтезировать, обобщать полученные знания, делать выводы. Творческое задание может быть выполнено не только в виде текстового файла, но и в виде рисунка, видеофрагмента, с использованием звука, музыки.

Использование модулей способствует созданию наиболее благоприятных условий развития личности путём обеспечения гибкости содержания обучения, приспособления к индивидуальным потребностям личности и уровню её базовой подготовки посредством организации учебно-познавательной деятельности по индивидуальной учебной программе.

Одним из важнейших принципов модульного обучения является принцип реализации обратной связи. Управление учебным процессом осуществляется путём создания системы контроля и самоконтроля усвоения учебного материала модуля. Долгое время в отечественной системе образования контроль знаний, как правило, проводилось в устной форме. На современном этапе применяются различные методы тестирования.

Модули, снабженные системой самоконтроля и самоорганизации, позволяют информационно-контролирующие функции преподавателя перевести в собственно координационные функции обучающегося. Это способствует реализации педагогического общения в условиях модульного обучения осуществляться по схеме субъект-субъектного; равнопартнерского образовательного сотрудничества преподавателя и студентов.

Система контроля включает промежуточный контроль, благодаря чему создается возможность своевременной диагностики результатов усвоения, поскольку порция учебной информации является ограниченной. В этом случае пробелы в знаниях и умениях проявляются сразу же и ликвидировать их не так уж сложно, как это происходит в традиционном обучении, когда обратная связь осуществляется только на завершающем этапе.

Модульное структурирование учебного материала курса позволяет студенту выстраивать индивидуальную траекторию обучения: модули могут изучаться выборочно или в произвольной последовательности.

При проектировании и конструировании электронного курса нужно стремиться не к простому переносу текстовой информации на экран компьютера, а к созданию новых форм представления информации с ориентацией на возрастные особенности обучающихся. Красочная визуализация модулей учебного курса способствует лучшему восприятию и запоминанию учебного материала, повышает мотивацию обучения. Рисунок является важной формой представления знаний. Удачно подобранная визуальная информация может заключать в себе связи между изучаемыми понятиями, точнее и ярче передавая, таким образом, смысл понятий или явлений. Визуализация материала электронного курса призвана реализовать один из основных принципов дидактики – принцип наглядности, а через него увеличить понимание и усвоение учебного материала.

Если электронный учебник снабжается гиперссылками, то это обеспечивает быстрый и удобный доступ к справочной информации. Благодаря возможностям гипертекста, процедура чтения значительно облегчается по сравнению с традиционными печатными изданиями и становится более эффективной. Современные средства просмотра гипертекстовых документов позволяют существенно повысить степень учёта эргономических требований к учебным материалам: обучаемый сам может выбирать размер и тип шрифта при работе с электронными текстами, изменять цвета, выбирать удобное для него оформление.

В настоящее время к электронным учебникам предъявляются следующие требования:

1. Информация по выбранному курсу должна быть хорошо структурирована и представлять собою законченные фрагменты курса с ограниченным числом новых понятий.

2. Каждый фрагмент, наряду с текстом, должен представлять информацию в аудио- или видео форме.

3. Текстовая информация может дублировать некоторую часть живых лекций.

4. На иллюстрациях, представляющих сложные модели или устройства, должна быть мгновенная подсказка, появляющаяся или исчезающая синхронно с движением курсора по отдельным элементам иллюстрации (карты, плана, схемы).

5. Текстовая часть должна сопровождаться многочисленными перекрестными ссылками, позволяющими сократить время поиска необходимой информации, а также мощным поисковым центром. Перспективным элементом может быть подключение специализированного толкового словаря по данной предметной области.

6. Видеоинформация или анимации должны сопровождать разделы, которые трудно понять в обычном изложении.

Электронный учебник может использоваться в двух возможных вариантах: через глобальную компьютерную сеть Internet при дистанционном обучении или в процессе аудиторного обучения.