Будущее электронных обучающих систем Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Будущее электронных обучающих систем

Яриков Вадим Вячеславович (ibadmod@gmail.com)

ГОУВПО «Марийский государственный университет», г. Йошкар-Ола

В статье проанализированы существующие подходы к разработке электронных обучающих систем, достоинства и недостатки использования электронных обучающих систем по сравнению с традиционными учебными пособиями, рассмотрен вопрос контроля знаний в электронных обучающих системах.

The article analyzed the existing approaches to developing e-leaming systems, the advantages and disadvantages of using e-learning systems compared to traditional textbooks, discussed the issue of control knowledge in e-learning systems.

Информатизация - это глобальный процесс, связанный с кардинальными изменениями информационной структуры и характера мирового социального и экономического развития, с переходом к новым видам и объемам информационного обмена, к наукоемкому производству. Общество во все времена выдвигает перед системой образования определенную совокупность требований, в частности в настоящее время -подготовку специалиста к профессиональной деятельности в современной информационной среде.

Компьютер - это универсальное средство обучающей деятельности, он может быть с успехом использован на самых различных занятиях, как по содержанию, так и по организации обучения.

Применение мультимедиа в сфере образования ряда развитых западных стран уже идет достаточно успешно и имеет следующие направления:

• видеоэнциклопедии;

• интерактивные путеводители;

• тренажеры;

• ситуационно-ролевые игры;

• электронные лектории;

• персональные интеллектуальные гиды по различным научным дисциплинам, являющиеся обучающими системами с использованием искусственного интеллекта;

• исследовательское обучение при моделировании изучаемого процесса в аналоговой или абстрактной форме;

• системы самотестирования знаний обучающегося;

• моделирование ситуации до уровня полного погружения - виртуальная реальность (для изучения языка -моделирование деловых переговоров на иностранном языке, моделирование положения на бирже, при изучении экономических вопросов и т. п. ).

Конечно, обучающая программа не может заменить человека-преподавателя, но она может дополнить и усовершенствовать его деятельность, а в некоторых областях, где развиваются самостоятельность, творческое мышление, она играет уникальную роль.

Необходимо заметить, что до сих пор не существует четкого определения обучающей программы или электронного учебника, равно как и нет общепринятого названия для компьютерных обучающих систем. В литературе встречаются самые разнообразные варианты названия и соответствующие им определения.

Т. С. Буторин дает следующее определение: «Электронный учебник представляет собой сложный объект дидактического проектирования с использованием новых информационно-педагогических технологий».

И. А. Калинин определяет электронное средство обучения как программное средство, содержащее некоторый материал по учебной теме или курсу и средства для проверки его усвоения. При этом изначально предполагается, что средство будет использоваться либо как дополнение к существующему учебнику (и проводимому обучению), либо выполнять задачи «репетитора».

H. И. Пак: «Электронный учебник - в большей степени инструмент обучения и познания и его структура и содержание зависят от целей его использования. Он и репетитор, и тренажер, и самоучитель. Особую значимость он приобретает при использовании в нелинейных технологиях и коммуникационных системах».

С. А. Христочевский: «Электронный учебник - программно-методический комплекс, обеспечивающий возможность самостоятельного или при участии преподавателя освоения учебного курса или его большого раздела именно с помощью компьютера».

Электронный учебник обычно содержит три основных компонента:

I. Презентационную (демонстрационную) составляющую, в которой излагается основная информационная (теоритическая и практическая) часть курса.

2. Упражнения, способствующие закреплению полученных знаний.

3. Контрольные упражнения, позволяющие проводить объективную оценку знаний учащихся.

Таким образом, электронное средство обучения можно определить как обучающую программную систему комплексного назначения, которая обеспечивает непрерывность и полноту дидактического цикла процесса обучения, предоставляет теоретический материал, обеспечивает тренировочную учебную деятельность, осуществляет контроль уровня знаний, а также обеспечивает информационно-поисковую деятельность, математическое и имитационное моделирование с компьютерной визуализацией, сервисные услуги при условии интерактивной обратной связи.

В основе электронных учебных пособий часто лежат принципы, которые налагают определенные требования на структуру и методику обучения с использованием этих средств. В таком подходе из поля зрения обучаемого практически полностью выпадает процесс практической работы по решению задач.

Такая ситуация возникла вследствие того, что процесс интенсивного создания электронных учебников начался сравнительно недавно и во многом он протекает стихийно, поэтому в коллектив разработчиков программных продуктов учебного назначения не всегда входят специалисты в области педагогики и психологии.

Для устранения этих недостатков предлагается другой подход к построению электронных учебников, основанный на понимании электронного учебника как открытой информационно-практической обучающей системы (ИОС).

В ИОС должны быть предусмотрены следующие типы модулей учебного материала:

- текстовые (основу в таких модулях составляет текст с гиперссылками на другие модули);

- статические иллюстрации в различных графических форматах;

- видео- и аудиофрагменты;

- программные модули практических упражнений.

Для выполнения задач поиска в системе предусмотрен механизм полнотекстового поиска, что позволяет искать нужный материал по ключевым словам или содержанию.

Традиционные способы обучения, такие как чтение научной литературы, прослушивание лекций, посещение семинаров, просмотр учебных видеофильмов, издавна зарекомендовали себя как эффективные средства получения знаний, на которых выросло не одно поколение школьников и студентов.

Каждый из перечисленных способов имеет ряд недостатков:

- информация представляется, как правило, только в одной форме, а отсюда недостаточная иллюстративность классических учебников или, в случае аудиокассет, необходимость использования дополнительных носителей информации в виде пояснительных брошюр;

- поиск информации в любом из перечисленных видов обучения - длительный и трудоемкий процесс;

- отсутствие эффективных способов проверки знаний обучающегося приводит к тому, что контроль над процессом усвоения материала может осуществляться только преподавателем.

Объединить все лучшее, что существует в традиционных способах обучения и устранить отмеченные недостатки можно используя возможности ИОС.

Проверка практических умений в ИОС обычно связана с проблемой моделирования процесса решения задачи. Следовательно, необходимо создать программную модель процесса реального решения задачи, управлять которой будет обучаемый. При реальном обучении отработка и проверка практических навыков зачастую осуществляется непосредственно преподавателем. В ИОС для проверки практических умений оптимально подходят обучающие тренажеры - это учебно-тренировочные комплексы программ для отработки навыков,

выработки и совершенствования определенных техник решения задач, в которых основной становится не результат решения задачи или выбор правильного ответа (как при тестировании), а процесс решения задачи, приводящий к верному результату. Это особенно важно при подготовке специалистов в области естественных и технических наук.

Одной из основных частей обучающего тренажера является иллюстрирующая программа, которая при посимвольном выводе сгенерированного решения сопровождает каждую группу символов составными комментариями. Подобные иллюстрирующие программы содержат всю теоретическую информацию, необходимую для освоения данной темы, и могут использоваться для самостоятельной работы студентов [1].

Иллюстрирующая программа построена таким образом, что посимвольный вывод всех формул осуществляется нажатием клавиши на клавиатуре или по нажатию управляющих кнопок мышью и сопровождается комментариями. Каждый комментарий соответствует своему фрагменту решения задачи. Если это необходимо, то комментарий может быть составным. Например, при выдаче большой группы символов, связанной с дифференцированием интегрального выражения, основной комментарий дополняется формулами для производной от интеграла.

Для визуализации решения задачи на языке Java в иллюстрирующей программе используют специальную библиотеку Swing, которая отвечает за создание графического интерфейса. Библиотека Swing предоставляет гибкие интерфейсные компоненты, которые служат основой для одинаковой кросс-платформенной работы. Они поддерживают специфические динамически подключаемые виды и поведения, благодаря которым возможна адаптация к графическому интерфейсу операционной системы. Таким образом, иллюстрирующая программа, используя Swing, может одинаково работать в любой операционной системе (Windows, Linux, MacOS) с поддержкой Java и выглядеть как родное приложение для данной операционной системы [2].

Изучив существующие средства обучения, можно сказать, что ИОС значительно превосходят традиционные средства по возможностям поиска, навигации, а также по наглядности, в то время как контроль знаний в них оставляет желать лучшего, представляя обширную область для дальнейших исследований и разработок.

Литература

1. Попов А. А. Тренажер по нахождению первообразной функции для интеграла с дробно-иррациональным выражением // Вестник Марийского государственного университета. - Йошкар-Ола: МарГУ, 2009. - С. 6.

2. Яриков В. В. Иллюстрирующая программа по нахождению первообразной функции для интеграла вида произведения двух непрерывных гладких функций // Образовательные технологии и общество. - Йошкар-Ола. - Т. 14. - № 1. - Январь 2011. - С. 337-346.