Программные средства учебного назначения их дидактические возможности и основные направления внедрения в обучение

1.1.     Программные средства учебного назначения их дидактические возможности и основные направления внедрения в обучение

Внедрение современной компьютерной техники и средств передачи информации в различные сферы человеческой деятельности с целью повышения её эффективности привело к появлению принципиально новых способов осуществления этой деятельности. Эти способы, основанные на широком использовании уникальных возможностей компьютерной техники по обработке, хранению и представлению информации, объединены в понятие новые информационные технологии (НИТ). Широкие перспективы для НИТ открываются в педагогической области. Объективной предпосылкой для этого является информационная сущность процесса обучения, в которой особое место принадлежит информационному обмену различного вида между учителем и учащимися. Использование НИТ в учебно-педагогическом процессе представляет, по мнению специалистов, качественно новый этап в теории и практике педагогики. Стремление прогрессивных педагогов удовлетворить возрастающие потребности общества в образовании путем использования возможностей НИТ вызывает к жизни и новые формы обучения. Одной из таких форм является обучение с использованием программных средств (ПС) обучения.

Рассмотрим основные понятия, которые раскрывают суть и дидактические возможности ПС учебного назначения.

 Программным средством учебного назначения будем называть ПС, в котором отражается некоторая предметная область, в той или иной мере реализуется технология ее изучения, обеспечиваются условия для осуществления различных видов учебной деятельности. Программное средство учебного назначения обычно предназначается для использования в учебно-воспитательном процессе, при подготовке, переподготовке и повышении квалификации кадров сферы образования, в целях развития личности обучаемого, интенсификации процесса обучения.

Использование программного средства учебного назначения ориентировано на:

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

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

·    осуществление деятельности в некоторой предметной среде (в идеале - со встроенными элементами технологии обучения) - предметно-ориентированные ПС.

На основании проведенного анализа применения в обучении большого числа ПС учебного назначения И.В. Роберт (16) делает вывод о том, что ПС учебного назначения используются:

·          как отдельные программы, обеспечивающие часть урока или весь урок, несколько уроков;

·          как пакеты программ, обеспечивающие тему учебного предмета, раздел или курс компьютерной поддержкой,

·          как практикумы, обеспечивающие определенную программу практических занятий учебного курса;

·          как компонент «компьютерного курса».

Особого внимания заслуживают возможности ПС учебного назначения, реализация которых создает предпосылки для небывалой в истории педагогики интенсификации образовательного процесса, а также создания методик, ориентированных на развитие личности обучаемого. Перечислим эти возможности:

·     незамедлительная обратная связь между пользователем и ПС учебного назначения;

·     компьютерная визуализация учебной информации об объектах или закономерностях процессов, явлений, как реально протекающих, так и «виртуальных»;

·     архивное хранение достаточно больших объемов информации с возможностью ее передачи, а также легкого доступа и обращения пользователя к центральному банку данных;

·     автоматизация процессов вычислительной информационно-поисковой деятельности, а также обработки результатов учебного эксперимента с возможностью многократного повторения фрагмента или самого эксперимента;

·     автоматизация процессов информационно-методического обеспечения, организационного управления учебной деятельностью и контроля за результатами усвоения.

Реализация вышеперечисленных возможностей ПС учебного назначения позволяет организовать такие виды деятельности как:

·    регистрация, сбор, накопление, хранение, обработка информации об изучаемых объектах, явлениях, процессах, в том числе реально протекающих, и передача достаточно больших объемов информации, представленной в различных формах;

·    интерактивный диалог - взаимодействие пользователя с программной (программно-аппаратной) системой, характеризующееся в отличие от диалогового, предполагающего обмен текстовыми командами и ответами, реализацией более развитых средств ведения диалога. Например, возможность задавать вопросы в произвольной форме, с использованием «ключевого» слова, в форме с ограниченным набором символов. При этом обеспечивается возможность выбора вариантов содержания учебного материала, режима работы;

·    управление реальными объектами (например, учебными роботами, имитирующими промышленные устройства или механизмы);

·    управление отображением на экране моделей различных объектов, явлений, процессов, в том числе и реально протекающих;

·    автоматизированный контроль (самоконтроль) результатов учебной деятельности, коррекция по результатам контроля, тренировка, тестирование.

Ввиду того, что вышеперечисленные виды деятельности основаны на информационном взаимодействии между обучаемым (обучаемыми), преподавателем и программными средствами учебного назначения и вместе с тем направлены на достижение учебных целей, назовем ее информационно-учебной деятельностью.

 Учитывая вышеизложенное, выделим педагогические цели использования ПС учебного назначения:

1. Развитие личности обучаемого, подготовка индивида к комфортной жизни в условиях информационного общества:

·          развитие мышления, (например, наглядно-действенного, наглядно-образного, интуитивного, творческого, теоретического видов мышления);

·          эстетическое воспитание (например, за счет использования возможностей компьютерной графики, технологии Мультимедиа);

·          развитие коммуникативных способностей;

·          формирование умений принимать оптимальное решение или предлагать варианты решения в сложной ситуации (например, за счет использования компьютерных игр, ориентированных на оптимизацию деятельности по принятию решения);

·          развитие умений осуществлять экспериментально-исследовательскую деятельность (например, за счет реализации возможностей компьютерного моделирования или использования оборудования, сопрягаемого с ЭВМ);

·          формирование информационной культуры, умений осуществлять обработку информации (например, за счет использования интегрированных пользовательских пакетов, различных графических и музыкальных редакторов).

Реализация социального заказа, обусловленного информатизацией современного общества:

·       подготовка специалистов в области информатики и вычислительной техники;

·       подготовка пользователя средствами новых информационных технологий.

·       интенсификация всех уровней учебно-воспитательного процесса;

·       повышение эффективности и качества процесса обучения за счет реализации возможностей ПС учебного назначения;

·       обеспечение побудительных мотивов (стимулов), обусловливающих активизацию познавательной деятельности (например, за счет компьютерной визуализации учебной информации, вкрапления игровых ситуаций, возможности управления, выбора режима учебной деятельности);

·       углубление межпредметных связей за счет использования современных средств обработки информации, в том числе и аудиовизуальной, при решении задач различных предметных областей.

Сформулированные выше педагогические цели определяют основные направления внедрения ПС учебного назначения в обучение. Перечислим их.

1.         Использование ПС в качестве средства обучения, совершенствующего процесс преподавания, повышающего его эффективность и качество. При этом обеспечивается:

·     реализация возможностей программно-методического обеспечения современных ПЭВМ и др. в целях сообщения знаний, моделирования учебных ситуаций, осуществления тренировки, контроля за результатами обучения;

·     использование объектно-ориентированных программных средств или систем (например, системы подготовки текстов, электронных таблиц, баз данных) в целях формирования культуры учебной деятельности;

·     реализация возможностей систем искусственного интеллекта в процессе применения обучающих интеллектуальных систем.

2. Использование ПС учебного назначения в качестве инструмента познания окружающей действительности и самопознания.

3. Использование ПС учебного назначения в качестве средства развития личности обучаемого.

4. Использование ПС учебного назначения в качестве объекта изучения (например, в рамках освоения курса гимнастики).

5. Использование ПС учебного назначения в качестве средства информационно-методического обеспечения и управления учебно-воспитательным процессом, учебными заведениями, системой учебных заведений.

6. Использование ПС учебного назначения в качестве средства коммуникаций (например, на базе асинхронной телекоммуникационной связи) в целях распространения передовых педагогических технологий.

7. Использование ПС учебного назначения в качестве средства автоматизации процессов контроля, коррекции результатов учебной деятельности, компьютерного педагогического тестирования и психодиагностики.

8. Использование ПС учебного назначения в качестве средства автоматизации процессов обработки результатов эксперимента (лабораторного, демонстрационного) а управления учебным оборудованием.

9. Использование ПС в качестве средства организации интеллектуального досуга, развивающих игр.

Обобщая вышеизложенное, отметим, что в основном целесообразность применения ПС учебного назначения, определяется их использованием в качестве средства визуализации учебной информации, средства формализации знаний о предметном мире, инструмента измерения, отображения и воздействия на предметный мир.

1.2.Технология компьютерного обучения

 

Технология компьютерного обучения рассматривается как обучение с учетом конечных результатов деятельности студентов, причем ему придается характер устойчивого, целенаправленного и эффективного процесса познания [1].

Использование компьютерных технологий (КТ) в обучении - разновидность процесса управления познавательной деятельностью.

При разработке теории управления познавательной деятельностью с помощью КП нельзя становиться на упрощенную точку зрения, полагая, что техническое средство само управляет сложными психологическими процессами, один из которых - обучение человека. КП - только средство и посредник между преподавателем и студентом, а управление познавательной деятельностью происходит только в пределах модели, избранной преподавателем на этапах становления учебного курса и проведения занятий.

Выбор преподавателем характера управляющих воздействий зависит как от целей обучения, так и от имеющихся ограничений. Необходимо рационально распределить средства между различными видами процесса обучения и на этой основе обеспечить оптимальное поведение студентов в "пространстве знаний", несмотря на их возможные негативные реакции.

Компьютерные технологии как технические средства обучения развиваются в рамках существующего учебного процесса, поэтому должны в большей или меньшей степени быть совместимыми с этим процессом с точки зрения управляющих воздействий, но в то же время создаваемые или созданные КТ могут активно влиять на изменения не только методики преподавания, но и целиком на всю технологию учебного процесса [1].

Реализация новых видов управляющих воздействий в условиях применения КТ в значительной степени упрощается благодаря индивидуализации обучения и возможностям быстрого контроля знаний, как нового материала, так и любого пройденного.

В условиях существующей организации учебного процесса, принятой за основу для его последовательного совершенствования и повышения качества подготовки специалистов, нужно выделить критерии необходимости, возможности и целесообразности использования КТ.

Необходимость в КТ возникает в том случае, когда используемые методы, способы, приемы не обеспечивают достижения поставленной педагогической цели за минимально возможное время.

Возможность применения КТ появляется в том случае, когда выполняемые преподавателем и студентом задачи могут быть в достаточной степени формализованы и адекватно воспроизведены с помощью технических средств при условии выполнения требований по качеству достигаемого результата.

Целесообразность компьютеризации определяется мерой достижения педагогической, методической и экономической эффективности по сравнению с традиционными формами учебной работы [2, 3, 4].

Принципиальное отличие КТ от любой другой системы обучения состоит в том, что необходима безусловная и достаточная активность управляемого субъекта. Студент, получая информацию из обучающей программы, вводит новую информацию в виде ответов, вопросов и просьб о помощи.

Управление обучением включает в себя два взаимосвязанных процесса: организацию деятельности студента и контроль за этой деятельностью. Эти процессы непрерывно взаимодействуют: результат контроля влияет на содержание управляющих воздействий, т.е. на дальнейшую организацию деятельности. В свою очередь, организация определенной деятельности требует и определенной формы контроля, и конкретного способа регистрации этой деятельности. Возможны сочетания этих процессов и переходы от одного к другому. Такой или подобный подход рекомендуется при создании программ не только для высшей, но и для средней школы [5, 6].

1.3.Классификация компьютерных программ и их характеристика

Компьютерные программы (КП) можно классифицировать по содержательной направленности, особенностям использования, способу представления материала (рис.1).

В основу классификации КП по направленности положено основное предназначение данной КП, содержащееся в самом названии: обучающие - для обучения; контролирующие - для контроля; информационные - для получения информации. Такое деление, конечно, грубое и неабсолютное, так как практически каждая обучающая программа является и контролирующей и в какой-то мере информационной. Аналогичные примеры можно привести и по другим программам, хотя имеются программы, работающие как бы автономно - только по одному типу. Для упорядочения КП предлагаем относить их к тому или иному типу по главной задаче, решаемой данной программой.

Рис. 1. Классификация компьютерных программ

Обучающие КП подразделяются на электронные учебники и электронные учебные пособия. КП включают в себя, как правило, различные типы иллюстративного представления материала: статического типа, плоскостной мультипликации и в виде компьютерной видео мультипликации, или комплексное - мультимедиа (различные сочетания аудио-, видео-, мультипликации и др.).

Контролирующие КП условно можно разделить на три направления:

- управленческие;

- контроль знаний;

- контроль состояния отдельных систем организма.

Информационные КП могут быть как встроенными в обучающие или контролирующие программы, так и автономными. Информационные компьютерные программы можно подразделить следующим образом:

- справочно-библиографические;

- энциклопедические;

- узкотематические и др.

По способу доступа программы бывают открытыми или закрытыми. Для владельцев, точнее разработчиков, этих программ они, как правило, открытые, а для пользователей могут быть и открытыми, и закрытыми.

Большинство КП, разработанных для образовательного процесса, могут использоваться и в учебном, и во внеучебном процессе, хотя бывают и исключения[1].

Компьютерная программа "Атлет"

КП "Атлет" – является обучающей и разработана по принципу сетевого представления материала (система гипертекста).

Программа "Атлет" не имеет модели данных, которая бы служила каркасом для хранения информации, т.е. отсутствует жесткий алгоритм прокручивания текста. Студент или преподаватель, работая с этой программой, устанавливает те связи, ту последовательность, которую считает необходимой, что позволяет максимально использовать индивидуальный подход в обучении. Программа разработана по 4 уровням, что облегчает ориентацию при работе с нею, но в то же время позволяет обучаемому выбрать желаемый лично для него уровень получения знаний.

Программа "Атлет" включает как плоскостную мультипликацию (рис. 2), так и экраны с роликами видео мультипликации.

Рис. 2. Экран КП "Атлет", раздел - мышцы

Оценка усвоения теоретического материала позволяет занимающемуся или преподавателю выявить степень усвоения полученных знаний по курсу "Атлетическая подготовка" в процентах (за 100% взято отсутствие ошибок при ответах на контрольные вопросы).

В разделе "Рекомендуемая литература" обучаемый, выбрав интересующее его издание, может прочитать аннотацию и познакомиться с оглавлением выбранной книги [10].

Компьютерная программа "Техника метания гранаты"

КП "Техника метания гранаты" подготовлена для детального изучения особенностей метания гранаты с колена и позволяет с любой скоростью просматривать с трех различных сторон выполнение данного спортивного движения (рис. 3).

Такой тип демонстрации техники движения выгодно отличается от видеосъемки тем, что устранены все второстепенные объекты и при выполнении движения внимание сосредоточено на главных элементах [10,11].

Рис. 3. Экран КП "Техника метания гранаты"

Компьютерная программа "Фитнес"

В настоящее время все более актуальным становится принцип оздоровительной направленности занятий физической культурой. Здоровье человека относится к числу глобальных проблем современности, в которой налицо наибольшее обострение противоречий: издержки цивилизации не могли негативно не отразиться на состоянии здоровья современного человека.

Одно из наиболее перспективных направлений, позволяющих существенно повысить эффективность физкультурно-оздоровительной деятельности, - личная заинтересованность каждого человека в укреплении своего здоровья. И задача специалистов, работающих в области оздоровительной физической культуры, - разбудить заинтересованность в формировании здорового образа жизни. В решении этой задачи большую помощь может оказать и оказывает электронно-вычислительная техника.

Преподаватели, спортивные врачи при оценке физической кондиции студентов сталкиваются с рядом проблем: неоднородностью единиц измерения результатов тестирования, большим разнообразием тестовых программ, низким уровнем мотивации, как у студентов, так и у преподавателей, недостаточной подготовкой преподавателя к проведению тестирования и др.

Актуальным остается вопрос о вооружении врача и педагога инструментами, знаниями, позволяющими использовать средства и методы физической культуры для реабилитации и оздоровления людей различного возраста.

 КП "Фитнес", позволяет на базе знаний специалистов-экспертов получать объективные данные по состоянию здоровья, физическому развитию, подготовленности и функционированию основных систем жизнеобеспечения за короткий промежуток времени с выдачей формализованного заключения и научно обоснованных рекомендаций (рис. 4 и 5). Программой предлагается к выполнению большое количество тестов, но обязательны только ряд показателей физического развития, а в физической и функциональной подготовленности - по одному любому тесту.

Рис. 4. Схема компьютерной программы "Fitness"

Рис. 5. Один из экранов заполнения КП "Fitness"

Разработанная оценочная компьютерная программа предназначена для мужчин и женщин 18 - 45 лет. Цель программы - оценка и моделирование здорового образа жизни.

Компьютерная программа "Фитнес" ("Fitness") состоит из 4 блоков (рис.5).

Компьютерная программа "Грация"

Создатели программы "Грация", выделили, уточнили и сгруппировали проблемы, решение которых более всего интересует девушек при занятиях шейпингом и аэробикой. Предлагаются пути решения каждой из этих проблем. Блок оценки физического состояния и подготовленности позволяет контролировать динамику этих показателей для внесения соответствующих коррективов в учебно-тренировочный процесс.

Программа "Грация" в первую очередь направлена на решение методических задач в соответствии с индивидуальными пожеланиями занимающихся физической культурой и ориентирует студентов на самостоятельные занятия.

Компьютерная программа "Грация - соревнование"

Одно из направлений в привлечении к занятиям аэробикой и шейпингом - организация и проведение небольших, в рамках одного или нескольких вузов, соревнований-конкурсов.

С учетом этого была создана КП, которая позволяет проводить конкурсные соревнования на достаточно высоком уровне.

Программа соревнований включает четыре раздела:

1. Оценка фигуры (оцениваются основные параметры: вес, талия, бедра).

2. Оценка физических показателей (сила, гибкость).

3. Оценка выполнения танцевальной программы.

4. Оценка знаний (вопросы по питанию, тренировкам и режиму дня).

Итоги конкурса подводят суммированием баллов (с учетом полученных экспертным путем весовых коэффициентов) по всем разделам программы. Ранжирование всех участников осуществляют в зависимости от набранных сумм баллов с распечаткой итогового протокола.

КП позволяет быстро и качественно проводить соревнования. Организация и проведение мини-соревнований, безусловно, хороший стимул для регулярного посещения занятий, проведения самостоятельных занятий, оптимизации режима питания, труда и отдыха.