CC BY
118
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В РАЗВИТИИ УМЕНИЙ САМООБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СТУДЕНТОВ
КОРВЯКОВ В.А.
С 1994 года, со времени выхода в свет монографии И.В. Роберт [4], под средствами новых информационных технологий понимаются программно-аппаратные средства и устройства, функционирующие на базе микропроцессорной техники, современных средств и систем телекоммуникаций информационного обмена, аудио-, видеотехники и т.п., обеспечивающие операции по сбору, продуцированию, накоплению, хранению, обработке, передаче информации.
Особый интерес для нашего исследования представляют комплексы программных продуктов, поддерживающих обучение информатике, включающие электронные варианты следующих учебно-методических материалов: компьютерные презентации иллюстрационного характера; электронные словари-
справочники и учебники; лабораторные практикумы с возможностью моделирования реальных процессов; программы-тренажеры; тестовые системы.
Интеллектуальные обучающие системы представляют качественно новую технологию, основу которой составляют следующие особенности: моделирование процесса обучения; использование динамически развивающейся базы знаний интеллектуальных обучающих систем, содержащей, наряду с традиционным представлением информации (аналогично автоматизированным обучающим системам), экспертные знания из предметной и психолого-педагогической областей; автоматический подбор рациональной стратегии обучения для каждого обучаемого; автоматический учет в работе интеллектуальных обучающих систем новой информации, поступающей в базу знаний, т. е. саморегулирование системы [1, С. 119].
В сфере обучения, особенно с появлением операционной системы Windows, открылись новые возможности. Прежде всего - это доступность диалогового общения в так называемых интерактивных программах. Кроме того, стало осуществимым широкое использование графики (рисунков, схем, диаграмм, чертежей, карт, фотографий). Применение графических иллюстраций в учебных компьютерных системах позволяет на новом уровне передавать информацию обучаемому и улучшить ее понимание. Учебные программные продукты, использующие графику, способствуют развитию таких важных качеств, как интуиция, образное мышление.
Современное обучение трудно представить без технологии мультимедиа (от англ. multimedia — многокомпонентная среда), которая позволяет использовать текст, графику, видео и мультипликацию в интерактивном режиме и тем самым расширяет области применения компьютера в учебном процессе.
Виртуальная реальность (от англ. virtual reality — возможная реальность) — это новая технология неконтактного информационного взаимодействия, реализующая с помощью мультимедиа среды иллюзию непосредственного присутствия в реальном времени в стереоскопически представленном «экранном мире». В учебных целях технология виртуальной реальности была впервые применена еще в 60-х годах прошлого столетия, когда с помощью специальных тренажеров пилоты осваивали способы управления самолетом. В настоящее время эта технология применяется также в психологии, индустрии развлечений и др.
Новые возможности информатизации образования открыла в 90-е годы гипертекстовая технология. Гипертекст (от англ. hypertext — сверхтекст), или гипертекстовая система, — это совокупность разнообразной информации, которая может располагаться не только в разных файлах, но и на разных компьютерах. Основная черта гипертекста — это возможность переходов по так называемым гиперссылкам, которые представлены либо в виде специально оформленного текста, либо определенного графического изображения. В этом плане актуальным становится внедрение в учебный процесс гипертекстовых курсов, подготовленных как в рамках традиционной технологии HTML, так и с использованием специальных программных средств, дополняющих возможности стандартного гипертекста.
Технология HTML основана на создании гипертекста с помощью специального языка HTML (от англ. HyperText Markup Language — гипертекстовый язык разметки).
В последние годы были разработаны и получили определенную популярность различные программные комплексы, которые расширяют возможности, предоставляемые технологией HTML, и позволяют привлечь педагогов непосредственно к созданию гипертекстовых учебных средств. Помимо программ из весьма популярного пакета Microsoft Office, с помощью которых легко трансформировать разнообразные документы в гипертекстовые, имеются средства, специально предназначенные для учебных целей. Это система HyperCard, позволяющая создавать учебные приложения с использованием средств мультимедиа и легко сохранить в базе данных карты с разнородной (текстовой, графической, звуковой) информацией. В системе SuperBook реализован набор возможностей для структурирования, просмотра и поиска текста, в которых, в отличие от традиционного поиска по ключу или синониму, делается попытка использовать полную структуру текста. В России система SuperBook (под названием СуперКниг) свободно распространяется для нужд системы образования [1, С.122].
Автоматизированная обучающая система, построенная на основе гипертекстовой технологии, может обеспечить лучшую обучаемость не только благодаря наглядности представляемой информации. Использование динамического, т. е. изменяющегося, гипертекста позволяет провести диагностику обучаемого, а затем автоматически выбрать один из возможных уровней изучения одной и той же темы. Гипертекстовые обучающие системы представляют информацию так, что и сам обучаемый, следуя графическим или
текстовым ссылкам, может использовать различные схемы работы с материалом. Все это создает условия для реализации в таких курсах дифференцированного подхода к обучению.
Распространение гипертекстовой технологии в определенной мере послужило своеобразным толчком к созданию и широкому тиражированию на компакт-дисках разнообразных электронных изданий: учебников, справочников, словарей, энциклопедий (школьная серия «1С: Репетитор», энциклопедические и учебные издания фирмы «Кирилл и Мефодий» и др.).
Использование в электронных изданиях различных информационных технологий (интеллектуальных обучающих систем, мультимедиа, гипертекст) дает весомые дидактические преимущества электронной книге по сравнению с традиционной: в технологии мультимедиа создается обучающая среда с ярким и наглядным представлением информации, что особенно привлекательно для школьников; осуществляется интеграция значительных объемов информации на едином носителе; гипертекстовая технология благодаря применению гиперссылок упрощает навигацию и предоставляет возможность выбора индивидуальной схемы изучения материала; технология интеллектуальных обучающих систем на основе моделирования процесса обучения позволяет дополнить учебник тестами, отслеживать и направлять траекторию изучения материала, осуществляя, таким образом, обратную связь [1, С.122].
Новый импульс информатизации образования дает развитие информационных телекоммуникационных сетей. Глобальная сеть Internet обеспечивает доступ к гигантским объемам информации, хранящимся в различных уголках нашей планеты. К числу базовых обычно относят следующие технологии Internet: WWW (от англ. World Wide Web — Всемирная Паутина) — технология работы в сети с гипертекстами; FTP (от англ. File Transfer Protocol — протокол передачи файлов) — технология передачи по сети файлов произвольного формата; IRC (от англ. Internet Relay Chat — поочередный разговор в сети) — технология ведения переговоров в реальном масштабе времени и прямого диалога; E-mail, электронная почта — целая серия услуг: 1) отправка и прием электронных писем; 2) информационное обслуживание по пересылке абонентам сети обзоров, сводок и иных справочных материалов; телеконференции — технология получения и отсылки материалов дискуссий.
Специфика технологий Internet заключается в том, что они предоставляют громадные возможности выбора источников информации: базовая информация на серверах сети; оперативная информация, пересылаемая по электронной почте; разнообразные базы данных ведущих библиотек, научных и учебных центров, музеев; информация о гибких дисках, компакт-дисках, видео- и аудиокассетах, книгах и журналах, распространяемых через Internet-магазины.
Средства телекоммуникации, включающие электронную почту, глобальную, региональные и локальные сети связи и обмена данными, могут предоставить в целях обучения широчайшие возможности: оперативную передачу на разные расстояния информации любого объема и вида; интерактивность и оперативную обратную связь; доступ к различным источникам информации; организацию совместных телекоммуникационных проектов; запрос информации по любому интересующему вопросу через систему электронных конференций [1, С.123].
В последние годы в разных странах обратили внимание на возможности использования компьютерных телекоммуникационных технологий для организации обучения. Компьютерные телекоммуникации обеспечивают эффективную обратную связь, которая предусматривает как организацию учебного материала, так и общение (через электронную почту, телеконференцию) с преподавателем, ведущим определенный курс. Такое обучение на расстоянии получило название дистанционного обучения (от англ. distance education — обучение на расстоянии).
Таким образом, компьютерные технологии - и, прежде всего, Интернет - не просто еще одно техническое средство обучения, а качественно новая технология обучения. Компьютерные технологии являются средством, позволяющим существенно расширить творческий потенциал, повысить производительность в самом широком смысле слова и при этом выйти за рамки традиционной модели изучения учебной дисциплины. Приобретается умение учиться самому. Происходит осмысление знаний в новом ракурсе, появляется новое видение известных фактов и явлений.
Так, для того чтобы найти необходимый материал в Интернет, необходимо осмыслить понятия и определить предметную область, без чего невозможно грамотно составить запрос на поиск информации. Вырабатываются «экстрафункциональные» качества: автономность в принятии решений, аналитичность мышления, способность к нововведениям, к сотрудничеству, способность передавать другим приобретенные знания, мобильность и др.
Использование информационных технологий в определенной мере облегчает и работу преподавателя. Преимуществами новых технологий являются удобство и наглядность изложения материала, легкость его перемещения, обновления, возможность быстро найти нужную информацию, а также возможность показать социально-экономические процессы в динамике [2].
Однако, несмотря на преимущества информационных технологий, они еще не стали привычным средством обучения наравне с доской и мелом. Результаты вышеприведенного социологического исследования продемонстрировали разрыв между культурой преподавателей, ориентированных на традиционные носители информации, и культурой студентов. Во многом это связано с психологическими барьерами при использовании компьютерных технологий преподавателем. Это так называемая компьютерная тревожность, страх, боязнь проявить некомпетентность, ощущение дефицита времени и т.п. Опыт показывает, что чем ближе новые технологии к уже используемым в учебном процессе, тем легче они «приживаются», поскольку не требуется перестройки сознания преподавателя.
При использовании компьютерных технологий возникает и проблема коммуникационной компетентности, появляется реальная опасность переноса технического обращения с компьютером на отношения с людьми. Только при общении в группе на семинаре вырабатывается не просто умение говорить, а вести диалог, не просто спорить, а объяснить и доказать, убедить и/или переубедить, грамотно сформулировать вопрос и также корректно, в случае необходимости, ответ [2].
Заметим, что при электронном представлении лекционного материала пропадают чисто эмоциональные моменты воздействия: мимика, жесты, интонация. Поэтому невозможно исключить преподавателя из учебного процесса. Требуется гибкое сочетание традиционных форм обучения с новейшими информационными технологиями.
По сравнению с лекцией или семинаром информационные технологии более демократичны. Они позволяют охватить большее количество студентов. Преподаватели знают, что часто на лекциях студенты отвлекаются, не все успевают записать. Многие плохо воспринимают на слух. Часто студент боится признаться, что не понял или не знает какого-то материала. Информационные технологии позволяют индивидуализировать обучение и управлять процессом усвоения знаний. Можно подобрать индивидуальный темп с учетом подготовки, специфики восприятия, потребностей каждого студента. Студент имеет возможность вернуться к любому месту текста, проиграть заново ситуацию, просмотреть результаты тестов и проанализировать их. К тому же по воспроизводимым эффектам компьютерные технологии сравнимы с радио и телевидением.
Конкретные программные и технические средства, относящиеся к перечисленным выше информационным технологиям, активно разрабатываются (зачастую параллельно) и используются в различных учебных заведениях.
Фактором, определяющим успешное применение современных информационных технологий, является работа самого педагога над научно-методическим обеспечением использования. Это требует решения вполне конкретных вопросов: отбор содержания обучения в соответствии с дидактическими свойствами и возможностями средств информационных технологий обучения; прогноз возможного воздействия средств информационных технологий обучения на характер; мышления и поведение участников образовательного процесса; выбор способов сочетания и интеграции средств информационных технологий обучения с традиционными средствами обучения; создание соответствующих дидактических условий обучения - формирование учебных групп, организация индивидуальных занятий и самостоятельной работы [1, С.124].
Но при этом не следует преувеличивать возможности компьютеров. Нельзя забывать о том, что передача информации сама по себе еще не обеспечивает передачи знаний, культуры, и поэтому информационные технологии предоставляют педагогам очень эффективные вспомогательные средства.
Итак, сформулируем педагогические цели использования информационных технологий обучения.
Развитие личности обучаемого, подготовка к самостоятельной продуктивной деятельности в условиях информационного общества, включающая (помимо передачи информации и заложенных в ней знаний): развитие конструктивного, алгоритмического мышления благодаря особенностям общения с компьютером; развитие творческого мышления за счет уменьшения доли репродуктивной деятельности; формирование умений принятия оптимальных решений в сложной ситуации (в ходе компьютерных деловых игр и работы с программами-тренажерами); развитие навыков исследовательской деятельности (при работе с моделирующими программами и интеллектуальными обучающими системами); формирование информационной культуры, умений осуществлять обработку информации (при использовании текстовых, графических и табличных редакторов, локальных и сетевых баз данных) [1, С. 124].
Реализация социального заказа, обусловленного информатизацией современного общества: подготовка специалистов в области информационных технологий; подготовка обучаемых средствами педагогических и информационных технологий к самостоятельной познавательной деятельности.
Интенсификация всех уровней учебно-воспитательного процесса: повышение эффективности и качества процесса обучения за счет реализации возможностей информационных технологий обучения; выявление и использование стимулов активизации познавательной деятельности (возможно использование большинства вышеперечисленных технологий — в зависимости от типа личности обучаемого); углубление межпредметных связей за счет использования современных средств обработки информации при решении задач различных предметных областей (компьютерное моделирование, локальные и сетевые базы данных).
Сформулированные педагогические цели позволяют определить основные направления внедрения информационных технологий обучения: технология, совершенствующая процесс обучения, повышающая его эффективность и качество благодаря дополнительным возможностям познания окружающей действительности и самопознания, развития личности обучаемого; технология управления учебновоспитательным процессом, учебными заведениями, системой учебных заведений; технология управляемого мониторинга (контроля, коррекции результатов учебной деятельности, компьютерного педагогического тестирования и психодиагностики); коммуникационная технология, обеспечивающая распространение научно-методического опыта; технология организации интеллектуального досуга, развивающих игр.
Выделим возможности средств информационных технологий.
Интеллектуальные обучающие системы отличаются такими особенностями, как адаптация к знаниям и особенностям учащегося, гибкость процесса обучения, выбор оптимального учебного воздействия, определение причин ошибок учащегося. Структура интеллектуальных обучающих систем содержит общие и специальные знания трех классов: о предметной области; о стратегии обучения; об учащемся (модель
обучающегося) (3, С. 197). При этом в модели обучающегося выделяются: а) база знаний обучающегося; б) диагностика его знаний и выполняемых заданий; в) алгоритм формирования новых заданий. Модель обучающегося постоянно обновляется в ходе обучения в соответствии с изменениями отражаемых ею характеристик обучаемого.
Для реализации интеллектуальных обучающих систем используются следующие средства: экспертные системы; гипертекстовые системы; системы мультимедиа; программы деловых игр; мультфильмы [3, С. 198].
Так, например, гипертексты и мультисреды позволяют преподавателю: идентифицировать проблему обучения (фрагмент предмета, курса) или ограничить область информационных потребностей обучающегося; отобрать из гипертекста подмножество конкретных узлов, содержание которых соответствует информационным потребностям обучающегося либо является полезным при поиске решения какой-либо задачи; во множестве узлов выделить основные и вспомогательные, детализирующие несколько уровней, и решать проблему их оформления; снабдить отобранные узлы необходимыми связями, отсекая ненужные в данном контексте.
Инструментальные авторские системы (ИАС) в зависимости от наличия в них тех или иных функциональных возможностей разделяются на универсальные и специализированные. Универсальные ИАС обеспечивают следующие функциональные возможности: ввод и анализ ответов; формирование логической структуры компьютерных учебных программ; поддержку и формирование текстового и графического материала; обеспечение динамики изображений; математическое моделирование с визуализацией результатов; организацию гипертекстовых структур; сбор и обработку статистической информации; формирование рейтинговой оценки уровня знаний; возможность работы в локальной вычислительной сети; функционирование компьютерных учебных программ в автономном режиме [3, С. 199].
В последние годы в связи с развитием технических возможностей для создания программноаппаратных комплексов на основе технологий мультимедиа к функциональным возможностям универсальных ИАС добавились еще две: звуковое сопровождение и поддержка видеоизображения.
Специализированные ИАС компьютерных учебных программ в зависимости от их целевого назначения разделяются на следующие типы: 1) гипертекстовое и гипермедиа ИАС; 2) моделирующие ИАС; 3) ИАС для контроля знаний и педагогического тестирования; 4) ИАС для организации лекционного сопровождения.
1) Гипертекстовые и гипермедиа ИАС характеризуются следующими возможностями: работа с такими фрагментами, как текст, графика, звук и видео; наличие различных способов поиска информации (по ключевым словам и "горячим точкам" экрана, по функциональным кнопкам, по темам в многооконном режиме, по графическим картам узлов и связей); многооконный режим работы; различные способы навигации (наличие стандартных маршрутов и возможность фильтрации материала); наличие механизма "закладок"; внесение и сохранение комментариев; построение новых гипертекстовых структур с множественной интерпретацией материала (сбор и сохранение рефератов и конспектов); организация взаимодействия с внешней средой (подключение моделирующих программ и т.д.).
2) Моделирующие ИАС используются для разработки программ моделирования процессов и объектов различной физической природы, а также создания различных компьютерных тренажеров, в том числе в реальном масштабе времени, и обеспечивают следующие функциональные возможности: моделирование процессов, описанных алгоритмически, а также системами математических уравнений и неравенств; обеспечение различных сценариев моделирования (кроме жестких, т.е. сценариев с возможностью управления действиями учащегося и самой моделью); поддержку интерактивного режима разработки модели с коррекцией действий разработчика; применение различных процедур (рекурсивных, итерационных и т.д.); наличие библиотеки готовых форм индикаторов и датчиков; обеспечение работы в реальном масштабе времени; возможность подключения к реальным аппаратным средствам; наличие достаточного количества переменных и спецфункций [3, С. 200].
3) Контроль заданий и педагогическое тестирование. Поскольку конечной целью контроля и тестирования является определение и научное измерение степени усвоения учебного материала и овладения необходимыми знаниями, умениями и навыками, специализированные АИС поддерживают следующие функциональные возможности: широкий набор способов предъявления заданий (случайный выбор, генерация заданий по шаблонам и т.д.); полный набор способов анализа и ввода ответов; гибкость в способах выставления оценки уровня учебных достижений обучающегося; сбор и обработку индивидуальной и групповой статистической информации о результатах контроля; возможность работы в локальной вычислительной сети с целью автоматического сбора информации о ходе контроля и его результатах со всех компьютеров одновременно. Для создания педагогических тестов, которые представляют собой совокупность взаимосвязанных заданий возрастающей сложности, позволяющих эффективно оценить знания и другие интересующие педагога характеристики личности: возможность составления тестовых заданий всех известных типов (открытых, с выборочным ответом, на установление соответствия, контролируемых, включая и контролируемое конструирование графических изображений); возможность создания адаптационных тестов, в которых выбор следующего задания определяется в зависимости от результата выполнения предыдущего; наличие средств анализа педагогического теста на валидность; наличие в АИС инструкции для преподавателя в виде спецификации теста, включающей в себя общее описание, пример тестового задания, характеристику формы и содержания заданий, характеристику ответов и т.д.; необходимость средств сбора статистики прохождения теста учебными группами для интерпретации, тестовых
баллов с учетом нормативно-ориентированного подхода (сравнение отдельных учебных достижений обучающихся) и критериально-ориентированного (степень овладения студентом необходимым материалом).
4) Сопровождение лекционного материала. АИС, используемые для этих целей, поддерживают следующие функциональные возможности: создание и подключение динамических изображений; создание собственной и подключение качественной статистической графики (считываемой с помощью сканера или созданной в других графических редакторах); оформление текста разнообразными стилями; звуковое сопровождение материала [3, С. 201].
Проведенный анализ позволяет сделать следующие выводы.
Использование автоматизированных обучающих систем на базе ПК открывает широкие возможности для развития принципиально нового вида самостоятельного обучения, которое в этих условиях становится управляемым, контролируемым и адаптированным к индивидуальным особенностям обучаемого.
Средства информационных технологий играют особую роль в развитии умений самообразовательной деятельности студентов, так как позволяют обеспечить оптимальную для каждого студента последовательность, скорость восприятия предлагаемого материала; возможность самостоятельной организации чередования изучения теории, разбора примеров, методов решения типовых задач, отработки навыков решения типовых задач; возможность самоконтроля качества приобретенных знаний и навыков; привить навыки аналитической и исследовательской деятельности; использовать на занятиях удаленные ресурсы, проведение «виртуальных путешествий», интернет-практикумов, экскурсий; дистантно общаться со сверстниками из других городов, участвовать в сетевых проектах и олимпиадах, консультироваться у высококвалифицированных специалистов, находящихся в любой точке мира, иметь доступ к мировым культурным и научным ценностям, сосредоточенным в виртуальных библиотеках и на веб-сайтах.
Список литературы
1. Загвязинский В.И. Теория обучения: современная интерпретация: Учеб. пособие для студ высш. пед учеб. заведений. - М.: изд. Центр «Академия», 2001. - 192с.
2. Пивоварова МА Информационные технологии в учебном процессе: возможности и опасности // Социальногуманитарные знания № 5, 2000. - С.129-140
3. Проблемы информатизации высшей школы. Бюллетень 3-4(13-14) 1998, 322с.
4. Роберт И.В. Новые информационные технологии в обучении: дидактические проблемы, перспективы использования // Информатика и образование. - 1991. - №4. - С.18-25.
