Принципы и методы компьютерного обучения
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.
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.
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:
- информационный блок;
- 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.
Модульное обучение (как развитие блочного) - такая организация процесса учения, при которой учащийся работает с учебной программой, составленной из модулей. Технология модульного обучения является одним из направлений индивидуализированного обучения, позволяющим осуществлять самообучение, регулировать не только темп работы, но и содержание учебного материала. Сам модуль может представлять содержание курса в трех уровнях: полном, сокращенном и углубленном.
Для организации учебного курса из информационного пространства должна быть выделена система знаний, т.е. определены основные элементы, структура связей между ними и цель. После этого курс может быть разбит на модули. Теория и практика модульного обучения изложена в работе Бондар В. Модульное обучение - процесс усвоения знаний в условиях полного дидактического цикла, который включает цель и задание, мотивацию на качественное усвоение, содержание (обучающий модуль), методы и формы прямой, опосредованной и самостоятельной учебно-познавательной деятельности, коррекцию, самооценку и оценку результатов усвоения знаний, умений и навыков, которые входят в его структуру. В таких условиях хорошее усвоение одного модуля становится условием хорошего освоения следующего, что в итоге обеспечивает формированию целостной системы знаний.
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);
Модуль учебной дисциплины - это информационный узел, который в свою очередь является единицей, унифицирующей подход к структурированию целого на части. Он имеет сложную структуру: сюда входит цель его целостного освоения, задания для овладения каждым элементом, смысловое содержание и результаты.
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.
АВТОР: Грицык В.А.