Программно-методическое обеспечение информационно-образовательной среды

Учебно-методический комплекс разработан с учетом требований Федеральной целевой программы «Развитие единой образовательной информационной среды на 2002-2006 гг.», которые включают в себя создание и внедрение в учебный процесс современных электронных учебно-методических комплексов, их интеграцию с традиционными учебными пособиями, по обеспечению базисного учебного плана для профессиональной подготовке специалистов в вузе. Сетевое решение такого комплекса обеспечивает создание единого информационно-образовательного пространства вуза, поддерживающего все уровни управления и организации процесса обучения и контроля знаний. Сетевой учебно-методический комплекс способствует повышению эффективности, качества и доступности образовательных ресурсов для изучения учебных дисциплин, обеспечивающих развитие и широкое использование информационных технологий во всех сферах общественной жизни в системе открытого образования.

В настоящее время понятие «образовательной среды» является одним из центральных в современной педагогике.

Анализ множества определений «информационной образовательной среды» (О.А. Ильченко «Организационно-педагогические условия сетевого обучения», Г.Ю. Беляева «Педагогическая характеристика образовательной среды в различных типах образовательных учреждений») позволяет сделать вывод, что это совокупность (скорее система) различных подсистем, средств обеспечения: информационных, технических и учебно-методических, направленно обеспечивающих учебный процесс а также участников образовательного процесса приемами, средствами и методами решения образовательных задач и способами приобретения навыков при осмыслении учебного материала.

Более строгий анализ показывает, что образовательная среда есть, в широком смысле, подсистема социокультурной среды, совокупность исторически сложившихся фактов, обстоятельств, ситуаций, т.е. целостность специально организованных педагогических условий развития личности. Многие исследователи под образовательной социокультурной средой понимают систему ключевых факторов, определяющих образование и развитие человека: людей, которые влияют на образовательные процессы; общественно -политический строй страны; природную и социокультурную среду (включая культуру педагогической среды); средства массовой информации; случайные события.

Приведем несколько попыток определения понятия «информационно-образовательная среда».

О.А. Ильченко, например, под понятием «информационно-образовательная среда» понимает системно организованную совокупность информационного, технического, учебно-методического обеспечения, неразрывно связанную с человеком как субъектом образовательного процесса.

Интересной нам также представляется точка зрения Е.И. Ракитиной, которая предполагает, что информационная среда является частью информационного пространства, ближайшим внешним, по отношению к индивиду, информационным окружением, совокупностью условий, в которых непосредственно протекает деятельность индивида.

Новым и интересным является определение «информационной среды вуза» (О.И. Соколова). По мнению исследователя, выделившего это понятие, информационная среда вуза - это одна из сторон его деятельности, включающая в себя организационно-методические средства, совокупность технических и программных средств хранения, обработки, передачи информации, обеспечивающую оперативный доступ к информации и осуществляющую образовательные научные коммуникации.

Системный подход в определении этого понятия предлагает А.А. Андреев. Информационно-образовательная среда, по его мнению, - это педагогическая система плюс ее обеспечение, т.е. подсистемы финансово-экономическая, материально-техническая, нормативно-правовая и маркетинговая, менеджмента.

Ж.Н. Зайцева вносит в определение понятия информационной среды антропоморфный, антропный коррелят. Информационная образовательная среда, с точки зрения этого исследователя, - антропософический релевантный информационный антураж, предназначенный для раскрытия творческого потенциала и талантов обучающего и обучающегося. Важным, на наш взгляд, в этом определении является акцентирование когнитивно-формирующих факторов познающей личности.

Информационная образовательная среда открытого образования представляет собой интеграцию информации на традиционных и электронных носителях, компьютерно-телекоммуникационных технологиях взаимодействия, виртуальные библиотеки, распределенные базы данных, учебно-методические комплексы и расширенный аппарат дидактики.

Образовательная среда (или среда образования) - система влияний и условий формирования личности по задаваемому образцу, а также возможностей для ее развития, содержащихся в социальном и пространственно - предметном окружении. (В.А. Ясвин)

Образовательная среда представляет собой совокупность всех возможностей обучения и развития личности, причем возможностей как позитивных и негативных. (С.Д. Деряба)

По утверждению Е.К. Марченко, информационно-образовательная среда -это системно организованная совокупность образовательных учреждений и органов управления, банков данных, локальных и глобальных информационных сетей, книжных фондов библиотек, система их предметно-тематической, функциональной и территориальной адресации и нормативных документов, а также совокупность средств передачи данных, информационных ресурсов, протоколов взаимодействия, аппаратно-программного и организационно-методического обеспечения, реализующих образовательную деятельность.

По нашему мнению, имеет смысл сформировать типологические признаки понятия «образовательная среда», взяв в качестве основообразующей типологию признаков этого понятия, изложенную в диссертационном исследовании Г.Ю. Беляева. Г.Ю, Беляев выделяет следующие признаки образовательной среды:

образовательная среда любого уровня является сложно-составным объектом системной природы;

целостность образовательной среды является синонимом достижения системного эффекта, под которым понимается реализация комплексной цели обучения и воспитания на уровне непрерывного образования;

образовательная среда существует как определенная социальная общность, развивающая совокупность человеческих отношений в контексте широкой социокультурно-мировоззренческой адаптации человека к миру, и наоборот;

образовательная среда обладает широким спектром модальности, формирующей разнообразие типов локальных сред различных, порой, взаимоисключающих качеств;

в оценочно-целевом планировании образовательные среды дают суммарный воспитательный эффект как положительных, так и негативных характеристик, причем вектор ценностных ориентацией заказывается с целевыми установками общего содержания образовательного процесса;

образовательная среда выступает не только как условие, но и как средство обучения и воспитания;

образовательная среда является процессом диалектического взаимодействия социальных, пространственно-предметных и психолого-дидактических компонент, образующих систему координат ведущих условий, влияний и тенденций педагогических целеполаганий;

образовательная среда образует субстрат индивидуализированной деятельности, переходной от учебной ситуации к жизни.

Таким образом, в общем случае, информационно-образовательная среда -это педагогическая система плюс ее обеспечение, т.е. подсистемы финансово-экономическая, материально-техническая, нормативно-правовая и маркетинговая, менеджмента, т.е. теоретическое ядро всей информационно-образовательной среды составляет педагогическая система.

Рассмотрим программно-методическое обеспечение информационно-образовательной среды.

Информатизация образования как процесс интеллектуализации деятельности обучающего и обучаемого, развивающийся на основе реализации возможностей средств новых информационных технологий, поддерживает интеграционные тенденции процесса познания закономерностей предметных областей и окружающей среды (социальной, экологической, информационной и др.), сочетая их с преимуществами индивидуализации и дифференциации обучения, обеспечивая тем самым синергизм педагогического воздействия.

Из всего многообразия вариантов применения новых информационных технологий на основе современной электронной техники в педагогических целях особо следует выделить разработку и использование программных средств.

Программным средством учебного назначения является такое средство, в котором отражается некоторая предметная область, в той или иной мере реализуется технология его изучения, обеспечиваются условия для осуществления различных видов учебной деятельности.

Использование программного средства учебного назначения ориентировано на:

решение определенной учебной проблемы, требующей ее изучения и (или) разрешения (проблемно-ориентированные программные средства);

осуществление некоторой деятельности с объектной средой, например, с системой подготовки текстов, информационно-поисковой системой, базой данных (объектно-ориентированные программные средства);

осуществление деятельности в некоторой предметной среде, в идеале - со встроенными элементами технологии обучения (предметно-ориентированные программные средства).

С помощью программных средств можно представлять на экране в различной форме учебную информацию; инициировать процессы усвоения знаний, приобретения умений, навыков учебной или практической деятельности; эффективно осуществлять контроль результатов обучения, тренаж, повторение; активизировать познавательную деятельность обучаемых; формировать и развивать определенные виды мышления.

При разработке и использовании программного средства учебного назначения возникает необходимость в создании учебно-методических и инструктивных материалов, обеспечивающих его применение. Это выражается в формировании, так называемого, программно-методического обеспечения учебно-воспитательного процесса, которое представляет собой комплекс, включающий:

программное средство учебного назначения или пакет программных средств учебного назначения;

инструкцию для пользования программным средством учебного назначения или пакетом программных средств учебного назначения;

методические рекомендации по использованию программного средства учебного назначения или пакета программных средств учебного назначения.

При этом возможна разработка методических рекомендаций отдельно для преподавателя и для обучаемого.

С использованием компьютерных программных средств реализуются такие методические цели, как:

индивидуализация и дифференциация процесса обучения (например, за счет возможности поэтапного продвижения к цели по линиям различной степени сложности);

осуществление контроля с обратной связью, с диагностикой ошибок (констатация причин ошибочных действий обучаемого и демонстрация на экране компьютера соответствующих комментариев) по результатам обучения (учебной деятельности) и оценкой результатов учебной деятельности;

осуществление самоконтроля и самокоррекции;

организация тренировки в процессе усвоения учебного материала и самоподготовки обучающихся;

высвобождение учебного времени за счет выполнения на ЭВМ трудоемких вычислительных работ;

Компьютерная визуализация учебной информации:

изучаемого объекта (наглядное представление на экране ЭВМ объекта, его составных частей или их моделей, при необходимости - в различных ракурсах, в деталях, с возможностью демонстрации внутренних взаимосвязей составных частей);

изучаемого процесса (наглядное представление на экране ЭВМ данного процесса или его модели, в том числе скрытого в реальном мире, при необходимости - в развитии, во временном и пространственном движении представление графической интерпретации исследуемой закономерности изучаемого процесса);

моделирование и имитация изучаемых или исследуемых объектов, процессов, явлений;

проведение лабораторных работ в условиях имитации реальных опытов, эксперимента;

создание и использование информационных баз данных и знаний, необходимых в учебной деятельности, обеспечение доступа к локальным и глобальной сетям;

усиление мотивации обучения (например, за счет использования изобретательских средств программы или игровых ситуаций);

вооружение обучаемого стратегией усвоения учебного материала;

развитие определенного вида мышления (например, наглядно-образного, теоретического);

формирование умения принимать оптимальное решение или вариативные решения в сложной ситуации;

формирование культуры учебной деятельности, информационной культуры обучаемого и обучающего (например, за счет использования систем подготовки текстов, электронных таблиц, баз данных или интегрированных пользовательских пакетов прикладных программ).

Обобщая сказанное, отметим, что в основном целесообразность применения новых информационных технологий, в частности программных средств, определяется возможностями их использования в качестве средств визуализации учебной информации, формализации знаний о предметном мире, инструменте измерения, отображения предметного мира и воздействия на него.

Рассмотрим типологию программных средств, используемых в учебных целях по методическому назначению.

Методическое назначение каждого типа программных средств отражает методические цели его использования в процессе обучения и те возможности программных средств, реализация которых интенсифицирует учебный процесс, переводит его на более высокий уровень с точки зрения качества.

Целесообразность проведения такой типологии программных средств вызвана рядом обстоятельств, основные из которых связаны с необходимостью:

выбора преподавателем, методистом нужного программного средства из имеющихся;

сравнения программных средств в рамках одного типа для подбора наилучшего;

создания иерархии программных средств по сложности;

ориентировки пользователя во множестве имеющихся программных средств различного методического назначения, к наиболее важным из которых относятся:

обучающие программные средства, методическое назначение которых - сообщение суммы знаний, формирование умений, навыков учебной и (или) практической деятельности, -обеспечение необходимого уровня усвоения, устанавливаемого обратной связью, реализуемой средствами программы;

программные средства (системы)-тренажеры, предназначенные для отработки умений, навыков учебной деятельности, самоподготовки и использующиеся обычно при повторении или закреплении ранее пройденного материала;

контролирующие программные средства - программы, предназначенные для контроля (самоконтроля) уровня усвоения учебного материала;

информационно-справочные программные средства информационно-поисковые программные системы, предоставляющие возможность выбора и вывода необходимой пользователю информации, методическое назначение которых - формирование умений и навыков по поиску и систематизации информации;

имитационные программные средства - системы, представляющие определенный аспект реальности для изучения его основных структурных или функциональных характеристик с помощью некоторого ограниченного числа параметров;

моделирующие программные средства произвольной композиции, представляющие в распоряжение обучаемого основные элементы и типы функций для моделирования определенной реальности. Они предназначены для создания моделей объектов, явлений, процессов или ситуаций (как реальных, так и виртуальных) с целью их изучения, исследования. Виртуальная реальность - это новая технология неконтактного информационного взаимодействия, реализующая с помощью комплексных мультимедиа-операционных сред иллюзию непосредственного вхождения и присутствия в реальном времени в стереоскопически представленном «экранном мире»;

демонстрационные программные средства, обеспечивающие наглядное представление учебного материала, визуализацию изучаемых явлений, процессов и взаимосвязей между объектами;

учебно-игровые программные средства, предназначенные для «проигрывания» учебных ситуаций (например, с целью формирования умений принимать оптимальное решение или вырабатывать оптимальную стратегию действия);

досуговые программные средства, используемые для организации деятельности обучаемых во внеаудиторной работе, имеющие целью развитие внимания, реакции, памяти и т.д.

Основные проблемы в области содержания образования связаны с быстрым ростом объема преподаваемого материала и его постоянным обновлением. Резко обострилась проблема обеспечения учебного процесса учебными и методическими пособиями. Доминирующими вопросами современной проблемы разработки содержания являются подготовка образовательных текстов и развитие образовательной среды. Именно эти две проблемы являются определяющими на современном этапе развития образования. Одна из них - это организация и структурирование учебной информации, заданий, упражнений и т.п., что составляет основу содержания образования. Поскольку элементы содержания образования, во-первых, очень разнородны по характеру и, во-вторых, имеют сложные взаимосвязи и взаимоотношения, т.к. усложняется задача их организации в единый учебный процесс.

На современном уровне эта задача решается на основе новых информационных технологий. Современные технологии обработки информации, в частности информационные гипертехнологии, обеспечивают организацию и структурирование информации с помощью установления гиперсвязей.

Гипертекст позволяет устанавливать ассоциативные связи (гиперсвязи) между отдельными терминами, фрагментами, статьями в текстовых массивах, благодаря чему текст оказывается организованным не только от начала к концу, но и по тематическим линиям, по индексам, библиографическим указателям и другим показателям в соответствии с установленной структурой связи.

Гипермедиа технологии, т.е. такие, которые развиты на основе гипертекста, но обеспечивают работу и с нетекстовой информацией, позволяют организовать и структурировать учебный материал и в виде изображения, звука, речи, видеозаписи.

Набор обычных учебников, методических пособий, сборников упражнений и т.п. активно вытесняется современной информационной системой. Организация структурирования учебного материала в этой системе может осуществляться с помощью средств гипертехнологий. Эти средства позволяют представить учебный материал в виде иерархической сети элементов.

Электронные книги, энциклопедии разрабатываются на основе гипер и мультимедиа технологий и обучение с их помощью базируется, главным образом, на методе информационного ресурса. Однако с педагогической точки зрения важно, чтобы электронные книги включали задачи и вопросы, которые позволили бы читателю проверить степень, полноту понимание сути дела. То есть важным является сочетание метода информационного ресурса с методами компьютерных текстов, обеспечивающих обратную коммуникативную связь.

В гиперсистемах разработаны средства для установления эксплицитных, включенных, явных связей между иерархически организованными фрагментами. При этом не является необходимым разъяснение того, почему авторы учебного материала решили предусмотреть явную связь между его определенными элементами. Существенным является то, что данная связь может осуществляться в учебном курсе.

Постепенное решение проблемы автоматического создания связей позволяет разрабатывать большие гипермедиа системы, что чрезвычайно актуально для развития содержания образования в форме современных информационных систем.

Технологии гипермедиа позволяют организовать, структурировать и связать между собой различные элементы содержания образования, которые могут быть представлены не только в форме текста, но и в форме неподвижных и движущихся изображений, с использованием речи, звука, видеороликов и т.д. Это предоставляет разработчикам содержания образования колоссальные возможности организации педагогического процесса на качественно новом уровне.

Изучая какой-то материал и желая работать с определенным его фрагментом, пользователи не должны следовать длинными маршрутами через весь материал, чтобы добраться до определенной его части. Современные средства доступа позволяют быстро обратиться непосредственно к интересующему элементу содержания информационной системы.

Содержание образования можно рассматривать как совокупность курсов, а курс - как систему занятий, тем. Создание высококачественных уроков с использованием новых технологических возможностей - это современная задача развития содержания образования.

Сейчас развитие инструментальных средств образования на основе новых информационных технологий порой значительно опережает их использование в преподавании конкретных дисциплин. Это связано с трудностями разработки содержательной части курсов, проблемами наполнения программных оболочек конкретным учебным материалом.

Современные информационные технологии предоставляют богатый набор средств для разработки образовательных действий, а именно, представление информации в различной форме с разными графическими, звуковыми и видео- эффектами, возможности моделирования, манипулирования обучающим пространством, обучающего диалога с компьютером, деловых игр и т.п. Важно использовать эти средства при разработке содержания конкретных уроков, тем в соответствии с образовательными целями, которые стоят перед автором обучающего материала.

Каждое образовательное действие можно рассматривать как набор простых действий. Простое действие заключаться в том, чтобы прочитать какой-то фрагмент текста, что-то прослушать или посмотреть на экране компьютера или видео, включиться в какую-то компьютерную игру или выполнить определенное задание вдали от компьютера. Разработка системы таких простых действий с использованием всех богатых возможностей, предоставляемых современными технологиями работы с информацией - это и есть основа деятельности по развитию содержания образования на современном уровне.

Организация учебного материала должна быть дополнена знаниями о том, как использовать этот хорошо структурированный материал для достижения образовательных целей.

Один из путей разработки последовательности изучения материала в курсе - это конструирование предопределенных туров, которыми пользователи смогут следовать в случае, если у них нет достаточной уверенности в себе для того, чтобы изучать материал самостоятельно выбранным путем.

Те пользователи, которые чувствуют себя в изучаемой предметной области достаточно уверенно, могут осуществлять направляемое изучение материала. Средства для такого способа освоения содержания образования также развиваются в области компьютерных технологий обучения.

То, что пользователь самостоятельно может выбрать режим изучения материала, - туры или направляемое изучение - является важной характеристикой учебного процесса.

Диагностика состояния обучаемого и адаптация содержания учебного материала к особенностям его конкретного освоения в том или ином учебном процессе - это задачи, которые решаются разработчиками современных компьютерных обучающих систем.

Эта задача может решаться, например, с помощью различения статических и динамических этапов: статические этапы обращают пользователя к новому образовательному действию безотносительно к его индивидуальным характеристикам, а динамические этапы зависят от того, как обучаемый ответил на предлагаемые в процессе освоения учебного материала контрольные вопросы.

Электронные книги с целью адаптации содержания учебного материала к специфическим характеристикам индивидуальных пользователей снабжаются механизмами создания профилей, параметров пользователей. В таком профиле накапливается информация об исходных знаниях пользователя в изучаемой предметной области, его опыте, предпочтениях, творческих возможностях и т.п. В зависимости от вида такой характеристики пользователя выбирается определенный стиль, стратегия и тактика освоения учебного материала, формируется конкретное содержание процесса обучения.

Если в традиционных системах компьютерного обучения среда автора-разработчика и среда обучения отделены друг от друга, то в гиперсистемах этого нет. Эти системы имеют существенно более простую структуру, которая делает легко осуществимыми редактирование и внесение дополнительного материала (как связей, так и узлов) в существующую гипермедиа базу данных. Таким образом, внесение различных изменений и дополнений в учебный материал, которое иногда называется «перекраиванием» информационной системы, оказывается возможным на всех уровнях ее разработки и использования.

Высказывается мнение, что предоставление обучаемому доступа к возможностям автора разработчика развивает творческие возможности, хотя давать волю начинающему обучаться пользователю оперировать сложной системой, возможно, не будет очень продуктивным занятием; т.е. ограниченные и четко направленные возможности для творчества, вероятно, будут более эффективными для образования. Среди таких возможностей развития содержания образования выделяются самогенерируемые этапы, использование средств аннотации, создание концептуальных карт, «составные картинки знаний», мультимедиа наброски, очерки, составленные на базе множества существующих материалов и другие.

С целью предоставления возможности развивать содержание образования целесообразно наиболее активно использовать аннотации. Они позволяют добавить замечания к любому образовательному действию на различных операционных уровнях (от автора до пользователя), задавать новые личные этапы и отвергать заложенные в уроке этапы, обеспечить связь между различными пользователями обучающего материала и т.п.

Разработчики инструментальных средств компьютерного обучения часто пытаются объединить в одной системе разные средства навигации. Наиболее часто объединяются вместе такие средства ориентации в материале, как содержательная страница, алфавитный индекс тем, ориентация по карте и другие. Каждое из этих средств может быть предпочтительнее при конкретных обстоятельствах процесса обучения в определенном курсе или для некоторого пользователя.

При разработке содержания современного образования важно использовать основанные на компьютерных технологиях методы рефлексии и формализации профессиональных знаний в целях обучения. Такие методы позволяют выявлять, эксплицировать то неформальное знание, которое профессионалы ежедневно используют в своей практике, делать его предметом изучения, и таким образом обеспечивать опережающий характер обучения.

Системы компьютерного обучения определяются как традиционные, когда диалог между обучаемым и системой существенно контролируется системой вопросов-ответов. В этом случае каждая возможная ситуация явным образом предвидится разработчиком системы. Другими словами, процесс обучения в данном случае может быть описан как повторение следующих шагов:

- система выдает обучаемому определенную информацию;

- система требует от обучаемого определенного ввода;

- система читает ввод обучаемого;

- система выбирает следующую порцию информации, которая должна быть представлена обучаемому, используя его ввод и сценарий курса, составленный разработчиком.

Использование методов компьютерных вопросов-ответов предоставляет богатые возможности для развития интерактивности среды обучения. Однако по мере развития информационных технологий стало ясно, что та интерактивность, которая свойственна традиционным компьютерным обучающим системам, не является единственным способом взаимодействия человека и компьютера в процессе обучения. Более того такой диалог ближе к реактивному.

Исследование методов обучения, используемых в реальной педагогической практике, показывает, что преподаватели часто не столько наставляют и контролируют обучаемых, сколько стараются сориентировать их в море информации, помогают им анализировать и синтезировать учебный материал. Для этих аспектов обучения, связанных с представлением, хранением и поиском информации, новые технологии сегодня предоставляют современную основу.

Метод информационного ресурса предполагает сбор, хранение и организацию огромной текстовой, графической, звуковой, видеоинформации. Преподаватели, разработчики обучающих программ на основе этого метода с помощью современных компьютерных технологий устанавливают различные связи между разными фрагментами информации. Разработка этой структуры связей является основой применения метода информационного ресурса на базе современных информационных гипер- и мультимедиа технологий. Чем более разветвленная и богатая структура связей заложена в программу разработчиком-преподавателем, тем больше различных вариантов процесса обучения, выбираемых по своему желанию обучаемым, тем больше интерактивность среды обучения.

Один из важных путей развития интерактивности обучающей среды связан с применением телекоммуникационной сети. Развиваемые в этом направлении инструментальные средства и прикладные программы должны поддерживать интерактивную и групповую работу и дистанционный доступ к обучающим материалам и помощи.

АВТОР: Шаравин В.В.