Научная статья на тему 'Дидактические принципы создания средств электронного обучения и вопросы их реализации'

Дидактические принципы создания средств электронного обучения и вопросы их реализации Текст научной статьи по специальности «Автоматизация и автоматизированные системы в образовании»

CC BY
383
78
Поделиться
Ключевые слова
ЭЛЕКТРОННОЕ ОБУЧЕНИЕ / ДИДАКТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ / ОБЩАЯ ДИДАКТИКА / ПРЕДМЕТНАЯ ДИДАКТИКА / БИХЕВИОРИЗМ / КОНСТРУКТИВИЗМ / МЕДИАДИДАКТИКА

Аннотация научной статьи по народному образованию и педагогике, автор научной работы — Якушева Н. М.

Работа посвящена вопросам создания дидактических принципов, которыми должен руководствоваться разработчик средств электронного обучения, и вопросам их реализации. Акцент делается на принципах создания дидактического комплекса учебной платформы для конкретной или родственных дисциплин. Рассмотрение проводится с учетом моделей общей дидактики, предметной дидактики, бихевиористского и конструктивистского подходов. The article is devoted to the basic didactic principles by which the developer of means of E-Learning should be guided. The emphasis is put on the principles of creation of a didactic complex, i.e. an educational platform for a concrete discipline or a set of related disciplines. Principles of the general didactics, subject didactics, behaviouristic and constructivist approaches are considered.

Текст научной работы на тему «Дидактические принципы создания средств электронного обучения и вопросы их реализации»

Н.М. Якушева

Дидактические принципы

создания средств электронного обучения

и вопросы их реализации

Работа посвящена вопросам создания дидактических принципов, которыми должен руководствоваться разработчик средств электронного обучения, и вопросам их реализации. Акцент делается на принципах создания дидактического комплекса - учебной платформы для конкретной или родственных дисциплин. Рассмотрение проводится с учетом моделей общей дидактики, предметной дидактики, бихевиористского и конструктивистского подходов.

Ключевые слова: электронное обучение, дидактические модели, общая дидактика, предметная дидактика, бихевиоризм, конструктивизм, медиадидактика.

Е-Leaming - это преподавание и изучение чего-либо с использованием различных электронных медиа. Преподаватель формирует сценарий, содержимое которого представляет собой материалы, определяющие цель обучения, все составляющие обучения вплоть до средств контроля обучения. Используются не только online-, но и offline-средства', на первом месте стоит не техника, а дидактика, проводится интеграция возможностей медиа и дидактических концепций. Е-Learning не должно заменять традиционное обучение; формы классического обучения рационально объединять с методами и инструментарием E-Learning.

Изучение - сложный процесс, при этом используются разные теоретические подходы. В настоящее время распространен конструктивизм. Перенесенный на процесс изучения, он означает активный процесс конструирования знаний; знания не «транспортируются»: имеет место

Педагогика высшей школы

результат субъективного когнитивного и социального процесса конструирования знаний. «Человек - конструктор действительности», - утверждают конструктивисты. Последовательно протекают процессы конструирования знаний, реконструкции знаний с учетом культурного контекста и деконструкции знаний с учетом взаимодействия с обучаемыми, преподавателями и т.д.

На основании дидактических моделей, относящихся к характеристикам содержания, методов и цели обучения, составляются учебные планы и программы. Необходимо учитывать единство составляющих системы обучения; необходимо принимать во внимание составляющие Instructional Design, например: дидактический анализ, включающий рассмотрение вопросов цели обучения, учет предварительных знаний обучаемого, наличие учебного материала; подход к обучению; разработку лекционного материала и материала для практических работ; проведение занятий; вопросы оценки знаний. Необходимо учитывать связь теорий, моделей и концепций в дидактике.

При разработке средств электронного обучения (СЭО) не средства компьютерного / Web -обучения должны определять процесс изучения, а соответствующие программы должны поддерживать процесс изучения, следовать ему (интеллектуальные СЭО).

При разработке дидактических принципов создания СЭО следует рассматривать всевозможные акценты дидактики при учете разных моделей дидактики: общая дидактика, конструктивистская дидактика, подход, основанный на «передаче знаний», предметная дидактика, затем следует формулировать максимально-представимые принципы. На этой основе можно создать иерархию принципов [2].

Существенным вопросом при разработке дидактического комплекса на основе СЭО является выбор типа учебной платформы. При этом могут использоваться порталы учебных заведений; разрозненные блоки; при разработке же собственных сайтов СЭО удобным является использование программ, стартующих с сайта, реализации фрагментов управления знаниями с сайта, эффективна реализация методов E-Learning. В целом речь идет о дидактической задаче управления проведением обучения, эффективности создании содержания обучения.

При создании СЭО следует рассматривать вопросы трансформации содержания при переходе к E-Learning. В связи с использованием когнитивных технологий возникает вопрос о постановках научных задач для студентов, создания программ на базе современных технологий программирования. Можно привести примеры необходимости рассмотрения вопросов о контроле модификации данных при работе с типами значений

и ссылочными типами. Интерес представляют вопросы, связанные с базами данных: программное создание баз данных; передача фрагментов таблиц баз данных в приложение; модификации баз данных с сайта; работы с наследуемыми интерфейсами, классами, делегатами, пространствами имен. Для постановок научных задач можно использовать особенности Operator-процедуры; работу с MustInherit и NotInheritable классами (например, создать класс «Комплексная плоскость», пространство имен «Математические методы прикладной электродинамики» и т.д.).

При подготовке лабораторных работ следует учитывать необходимость использования нескольких режимов проведения работ.

Часть самостоятельных занятий целесообразно использовать для промежуточного контроля знаний и реализации когнитивных технологий. Исчезает необходимость проведения некоторых видов контроля знаний преподавателем лично; имеются возможности создания эффективных средств контроля знаний.

Отметим несоответствия уровня разработок в рассматриваемой области и потребностей практики. Первая группа противоречий: между необходимостью разработок положений, касающихся создания учебных платформ и недостаточным объемом разработок, учитывающих специфику дисциплин и, в целом, разработок медиа, ориентированных на создание медиадидактики в связи с некоторым отставанием в области информатики; между необходимостью разработок дидактических моделей и сложностью учета зависимости их составляющих от качества средств электронного обучения, инструментария создания учебных платформ; между целесообразностью внедрения самоорганизованного обучения, когнитивных технологий и отсутствием множества решений относительно подхода к их реализации.

Вторая группа противоречий: между необходимостью учитывания при создании содержания обучения требований современности содержания, доступности, приспосабливаемости к индивидуальным возможностям обучаемого, создания эффективной гипертекстовой структуры, реализации самоорганизованного обучения и т.д. и проблемами, связанными с необходимостью постоянной модернизации материала, создания новых разработок из-за интенсивного развития программного продукта, с некоторым отставанием в области информатики и соответствующих теоретических разработок, что затрудняет дидактическую трансформацию содержания обучения в подходящее для E-Learning.

Третья группа противоречий: противоречия между возрастающими требованиями к реализации самоорганизованного обучения / когнитивных технологий и отсутствием множества постановок научных задач

Педагогика и психология

Педагогика высшей школы

и программ для научно-исследовательской работы студента в связи с использованием интенсивно развивающихся современных технологий программирования.

Четвертая группа противоречий: между потребностью расширения спектра методов проведения лабораторных работ при изучении студентом современных технологий программирования и отсутствием соответствующих разработок; между потребностью разработок online-самостоятельных работ учебного и творческого характера и отсутствием отработанного и проверенного практикой набора таких работ.

Пятая группа противоречий: между необходимостью учета специфики дисциплины при создании систем контроля знаний (например, в данном случае, разработок задач по программированию объектов, разработок соответствующих систем ввода ответов студента), реализации и демонстрации объективности оценки знаний и отсутствием в данном случае множества постановок задач и разработок в области их структуризации, разработок в области оценки их сложности.

Перечисленные несоответствия могут определять задачи при создании технологий современного электронного обучения, решаемые с учетом возможности реализации дидактических принципов (формируемых с использованием различных моделей дидактик).

Один из элементов самоорганизованного обучения - модель формирования содержания обучения и работы с ним (в данном случае обучающемуся предоставляется возможность выбора из заданий) - представлен на рисунке 1.

Рис. 1. Выбор из заданий

Рассмотрим следующий элемент самоорганизованного обучения. При создании концептуальной модели (модель работы с учебным материалом) проведен анализ процессов очного и очно-заочного обучения. Содержание обучения представлено в виде множества модулей, состоящих из блоков (блок - это совокупность теоретических блоков и практических работ):

S = { b i . }; i = 1, m; j = 1, nt, где b. . - j-й блок i-го модуля;

t’J

m - число модулей; n - количество блоков в i-м модуле;

Текущий контроль осуществляется каждые три недели на самостоятельных занятиях. Последний модуль - это самостоятельные занятия, результаты которых могут использоваться в дипломной работе, научноисследовательской работе, в практических приложениях разных предметных областей.

После анализа очного и очно-заочного обучения, декомпозиции содержания обучения и анализа составляющих становится очевидным набор СЭО и, таким образом, составляющие сайта СЭО. При соответствующей организации сайта студент сам может управлять процессом изучения: осуществляется реализация принципа управления пользователем процессом изучения (теоретическое обоснование - конструктивизм). Следует обратить внимание на возможность работы с сайтом вне сети.

С использованием сайта СЭО можно реализовать следующие формы обучения: самоорганизованное, «передача знаний», программируемое (следует использовать собственную компьютерную реализацию). Материал может быть представлен в форме различных сценариев, при этом возможна реализация репродуктивного (связь с рефлексиями) и про-блемно-базирующегося подходов. Можно использовать подготовку с помощью пробных тестов и получения последовательности автооценок, методы E-Learning, управление знаниями (реализован фрагмент), поиск в сети, подключение мультимедийных файлов, словарь терминов (например, по электронному обучению, по информатике); подключение NET-протрамм, в том числе - тестирования, создающих протоколы тестирования (реализация принципа объективности оценки). Несложен вывод вспомогательного пояснительного материала при получении студентом неудовлетворительных оценок (адаптация к возможностям обучаемого). Возможна работа с так называемым личным кабинетом студента, закрытого паролем, с электронными книгами, специальными рабочими

Педагогика и психология

Педагогика высшей школы

материалами. В перспективе возможно: модульное построение содержания (для разных групп обучаемых) со связями; использование интеллектуальных систем электронного обучения (например, программ, ход которых управляется обучаемым); средств электронного обучения - систем искусственного интеллекта (обеспечивающих, например, выбор задач по программированию); использование находящихся в папке сайта отсканированных книг.

При решении задачи дидактической трансформации содержания при переходе к E-Learning нужно учитывать, что изменяются требования к содержанию лекционного материала, он становится более полным, специфически структурированным. Конструктивизм предполагает поддержку самоорганизованного обучения; можно предоставить обучающемуся, например, возможность выполнения научной работы.

Большое внимание разработчик СЭО данного раздела дисциплины «Прикладная информатика» должен уделять работе с информационными моделями. Программы, реализующие разные методы и алгоритмы, разработанные автором и используемые для реализации когнитивных технологий, перечислены ниже.

«Вопрос о контроле модификации данных при работе с типами значений и ссылочными типами». Автором рассматривается особенности работы со ссылочными типами и с типами значений, передача аргументов по значению и по ссылке (ByVal и ByRef), модификация данных; манипуляции закрытыми переменными класса; устранение модификации данных. Разработанный материал может быть использован для анализа возможности появления соответствующих модификаций данных и устранения ошибок.

«Программное создание баз данных». Для программного создания базы данных, содержащей 2 связанные таблицы и запросов к ним, создаются: файл базы данных, структура главной таблицы, первичный ключ, структура второй таблицы, отношение один к многим (внешний ключ), SQL-запрос.

«Передача фрагментов таблиц из приложения Microsoft Office Access в Microsoft Office Excel для последующей математической обработки». Постановка задачи не нова, однако известные средства, используемые в предыдущих версиях языка отсутствуют. При решении задачи в данном случае используется ActiveX Data Objects. Для создания наборов записей при передаче фрагментов таблиц используются соответствующие SQL-запросы. При выборе пользователем требуемых для передачи полей создается массив, размерность которого инициализируется в процессе этого выбора. Для последующей передачи данных в Excel используется

COM - модель многокомпонентных объектов. Введена возможность ограничения количества записей.

«Прикладные программы, демонстрирующие использование наследуемых интерфейсов, наследуемых классов; создание собственных пространств имен». Программы можно использовать в качестве образца при работе с наследуемыми классами, наследуемыми интерфейсами; в этом случае применение в учебном процессе можно рассматривать как реализацию репродуктивного подхода.

«Один из способов связи приложения с источником данных и модификация данных с сайта с последующим сохранением изменений в источнике данных». Разработана последовательность создания приложения, стартующего с сайта, позволяющего модифицировать на сайте данные, находящиеся на другом узле сети; проведенные изменения сохраняются в источнике данных. Это приложение можно рассматривать как фрагмент управления знаниями, а при использовании в учебном процессе для реализации когнитивных технологий как реализацию проблемно-базирую-щегося подхода.

Используемые для закрепления знаний лабораторные работы, создаваемые разработчиком СЭО, должны соответствовать современным требованиям как с позиций содержания, так и с позиций их проведения (автором использовались четыре режима выполнения работ).

В случае E-Learning для оценки знаний может рассматриваться широкий круг средств, начиная от средств контроля работ, выполняемых, например два раза в течение семестра по иностранному языку, включая распространенные простые программы тестирования, предлагающие выбор правильного ответа из списка, и заканчивая программами тестирования, например, по программированию, включающими контроль решения структурированной задачи (для реализации принципа объективности оценки) и нескольких вопросов, охватывающих основные разделы курса. Программа должна создавать при выполнении протокола тестирования (реализация принципа объективности оценки), содержать средства вывода справочного материала при получении студентом неудовлетворительной оценки (адаптация к возможностям обучаемого). Программа должна обеспечивать возможность ввода обучаемым широкого диапазона типов данных для расширения возможностей опроса.

В качестве примера можно продемонстрировать программу экзаменационного тестирования по объектно-ориентированному программированию, стартующая с сайта и создающая при выполнении протокол тестирования.

Программа реализует опрос правильности решения задачи и семи вопросов по темам курса (вместо традиционных двух); последнее связано

Педагогика и психология

Педагогика высшей школы

с тем, что обучаемый в некоторых случаях делает выбор из готовых решений. По прошествии 40 минут кнопки с нумерацией вопросов закрываются полем с надписью «Время истекло, сделайте щелчок по кнопке “Вывод количества баллов”».

Следует проводить структуризацию задач для возможности проверки промежуточных (не зависящих друг от друга) результатов решения.

Здесь реализуется разнообразие способов вводов результатов решений / выборов (или вводов) ответов, связанное с возможной необходимостью модификации программы в случае использования ее преподавателями разных дисциплин; при наличии множества таких возможностей расширяется круг решаемых задач.

Важной составляющей программ тестирования является протокол тестирования, исключающий возможность простановки необъективных оценок (определяемых, например, формальным вводом фамилии студента). Студент и преподаватель могут просмотреть протокол после завершения выполнения программы тестирования. Кроме протокола тестирования, не представляет затруднений вывод подсказок студенту при фиксации ошибки в его работе, при этом свойству .Text некоторого .NET-компонента присваивается значение переменной типа String, содержащее текстпояснений / фрагмент электронной книги / фрагмент программы.

Сложным вопросом является анализ задач курса, используемых во время проведения такого рода экзаменов; следует включать задачи, связанные с использованием новых технологий программирования. Особенностью является то, что формирование и вывод первого / текущего промежуточного результата решения задачи реализуется так, что его правильность не влияет на правильность следующих за ним промежуточных или конечного результата.

Разработки в области E-Learning автора относятся к области преподавания программирования. Наряду с использованием E-Learning обычно используется сочетание таких педагогических методов, как обратная связь, метод мозгового штурма, ситуационное обучение, программируемое обучение и т.д. Следует обратить внимание на метод подготовки обучающегося с использованием пробных тестов и получения последовательности автооценок. Например, обучающийся проводит подготовку в области решения задач по программированию: в разделе «Приложение» электронной книги (на сайте СЭО) он выбирает соответствующий раздел; при подготовке он может использовать links на материал электронной книги, где приведены сходные примеры (это является решением педагогической задачи адаптации к особенностям обучающегося). После решения задачи на компьютере (она содержит два фрагмента) обучаемому следует выбрать

на сайте позицию «Программа тестирования» и использовать ее для ввода двух результатов решения. Программа выводит количество баллов, соответствующее решениям. При неверных решениях следует выполнить работу еще раз. Следующий метод электронного обучения - компьютерная реализация программируемого обучения. Содержание лекций делится на блоки, в конце каждого блока имеются вопросы для самопроверки со ссылками на текст, которыми обучаеющийся может пользоваться в случае затруднений. В конце вызывается программа тестирования для констатации результатов изучения нескольких блоков - раздела дисциплины.

Результаты разработок автора (инструментальные средства и наполнение) в структурированном виде представлены на рисунке 2.

Инструментальные средства

Наполнение

Электронная книга по объектно-ориентированному программированию Онлайн- лабора- торные работы Онлайн-работы, относящиеся к категории самостоятельных Программы тестирования, стартующие с Интернет-сайта и создающие протокол тестирования Учебные материалы по объектно-ориентированному программированию

Традиционные разделы курса

Реализация

когнитивных

технологий

Экзаменаци-

онное

тестирование

Пробное

тестирование

Формулировки

задач

Программы

Материал

для

самостоя-

тельных

занятий

Набор задач и вопросов для программ тестирования

Традиционные разделы курса

Управление ходом Базы

выполнения программ данных

Раздел для реализации когнитивных технологий

і

т;

т;

т;

і

Программное Ссылочные Передача Модификация Интерфейсы. Классы

создание типы, типы фрагментов баз данных

баз данных значений таблиц с сайта

\і/

Анализ

задач

Постановки

научных

задач

Рис. 2. Структурное представление разработок

95

Педагогика и психология

Педагогика высшей школы

Библиографический список

1. Якушева Н.М. Введение в программирование на языке Visual Basic.NET: Учеб. пособие. М., 2006.

2. Якушева Н.М. Дидактические принципы создания средств E-Learning // Вестник университета (ГУУ). 2011. № 16. С. 49-55.

3. Kron F. Grundwissen Didaktik. Muenchen - Basel, 2008.