CC BY
50
УДК 371.8
Г. В. Лаврентьев
Условия и предпосылки возникновения электронных учебно-методических комплексов
В настоящее время внедрение компьютерной техники в учебный процесс, организуемым на базе различных технологий обучения, идет очень активно практически во всех развитык странах. Это Еызвано, во-первых, тем, что обучение без применения информационных технологий не прогрессивно, во-вторых, резко возрос объем информации, необходимый обучаемому, и традиционные способы, средства и методики преподавания уже не отвечают требования времени. От современного вузовского преподавателя математики требуется и математическое (отбор содержания обучения) , и педагогическое мышление, связанное с проектированием способов развертышания этого содержания в разных формах деятельности. Спроектированная модель обучения одновременно должна выполнять ряд функций: репрезентативную, эвристическую (стимулирующую познавательную активность студентов), диагностическую (позволяющую оценить сформированность усвоенных операций).
Всем этим требованиям отвечает электронный учебно-методический комплекс, разработанный по дисциплине «Уравнения математической физики» и реализованный при обучении студентов математического факультета.
Первые опыты по применению компьютеров в образовании относятся к началу 60-х гг. Появились первые программные обучающие средства в виде автоматизированных учебных курсов, затем автоматизированных обучающих систем (АОС), реализующих парадигму программированного обучения. Динамика развития программного обеспечения, появление персональных компьютеров (ПК) третьего поколения, развитие телекоммуникационных технологий активно инициируют процессы внедрения и использования новых информационных технологий (НИТ) в образовании. Все это вместе взятое привело к появлению мультимедийных автоматизированных обучающих систем (МАОС).
Главной отличительной особенностью технологий обучения, основанных на использовании НИТ, от традиционных является применение компьютера в качестве нового и динамично развивающегося средства обучения, использование которого кардинально меняет систему форм и методов преподавания.
Назовем компьютерной обучающей программой (КОП) компьютерную программу многократного применения, специально разработанную или адаптированную для реализации педагогической функции учения или обучения при взаимодействии с обучаемым. Программы этого типа четко ориентированы на компьютерную поддержку процесса получения информации и формирования знаний в какой-либо области, закрепления навыжов и умений, контроля или тестирования знаний.
В соответствии с двумя основными видами познавательной деятельности (учение или обучение) обучающие средства подразделяют на два класса
- учебные среды и обучающие программы [ 1 ] .
Глобальная педагогическая цель учебных сред
- развитие творческих способностей обучаемого путем создания благоприятной среды, исследуя которую обучаемый приобретает нужные знания, а практическая задача - тренинг в решении задач определенного класса.
Обучающая программа должна обеспечить реализацию следующих педагогических целей: демонстрацию учебного материала; тренинг в определенной области; тестирование и диагностику в целях контроля за ходом процесса обучения; собственно обучение.
Четко очерченной границы, с точки зрения выполняемых методических функций, между учебными средами и обучающими программами нет. Единственное различие между обучающими средствами этих классов - отсутствие контроля фискального типа в учебных средах и наличие его в обучающих программах. Думается, что в перспективе данная возможность будет присутствовать и в тех, и в других.
Современные КОП реализуют следующие стили обучения или их комбинации: объяснительное обучение; собеседование преподавателя и ученика; консультативное обучение; согласованная деятельность.
Объяснительное обучение. Ученику предлагаются многочисленные примеры решения задачи и объясняются значения каждого элемента знаний в процессе получения конечного результата. Процесс обучения представляется как процесс последовательной активизации знаний.
Собеседование преподавателя и ученика.
В процессе собеседования позиции преподавателя и ученика являются активными. Преподаватель старается выявить пробелы в знаниях ученика, а последний пытается углубить свои знания через диалог с преподавателем. Хотя программная реализация собеседования очень сложна, но оно позволяет избежать механического обучения и довольно точно оценить уровень подготовки обучаемого.
Консультативное обучение. Подход предполагает более активную деятельность обучаемого в учебной среде, в которой ему предлагаются задачи, раскрывающие изучаемую предметную область, и представляется возможность для их исследования. В этом режиме пользователь играет активную роль, а система - пассивную. В этом случае система превращается в некоторое подобие «электронной энциклопедии» с обеспечением доступа в режиме справочника. Аналогичная консультационная учебная помощь становится необходимой компонентой учебных сред и должна содержать как концептуальные, так и операционные знания, а также средства, необходимые для представления учебных материалов, организации режимов изучения (объяснение, закрепление, диагностика, повторение, исследование) и задания модели студента, учитывающей предысторию и параметры его обучения.
Согласованная деятельность. Ставится сложная (общая) задача, решение которой реализуется групповым методом в виде деловой игры или проектного обучения. При этом без согласованных действий обучаемых в процессе решения задачи оптимальное достижение цели невозмож-ш.
На современном этапе развития НИТ, программно-аппаратных средств, опыта использования ПК в учебном процессе целесообразно принять следующую классификацию КОП по функциональным признакам:
электронные учебники - ЭУ; лабораторные практикумы - ЛП; тренажеры - ТР; контролирующие программы - КП; справочники, базы данных учебного назначения - УБД; предметно-ориентированные среды (учебные и специализированные пакеты, моделирующие программы) - ПОС.
Электронный учебник. Электронным учебник - это программно-методический комплекс, обеспечивающий возможность самостоятельно освоить учебный курс или какую-либо его часть. ЭУ соединяет в себе свойства обычного учебника, справочника, задачника и лабораторного практикума.
Лабораторный практикум. Программы этого типа служат для проведения наблюдений над объек-
тами, их взаимосвязями или некоторыми их свойствами!, для обработки результатов наблюдений, их численного и графического представления, для исследования различных аспектов использования этих объектов на практике.
Тренажер. Тренажеры служат для отработки и закрепления технических навыков решения задач. Они должны обеспечивать получение информации по теории и приемам решения задач, тренировку на различных уровнях самостоятельности, контроль и самоконтроль.
Контролирующие программы. Контролирующие программы - это программные средства, предназначенные для проверки (оценки) качества знанийі.
Справочники, базы данных учебного назначения. Программы этого типа предназначены для хранения и предъявления ученику разнообразной учебной информации учебного характера. Для этих материалов характерны иерархическая организация и быстрый поиск информации по различным признакам или контексту.
Предметно-ориентированная среда - это учебный пакет программ, позволяющий оперировать с объектами определенного класса. Ученик оперирует объектами среда, руководствуясь методическими указаниями, в целях достижения поставленной дидактической задачи либо производит исследование, цели и задачи которого поставлены им самостоятельно.
Положительный опыт использования КОП в наибольшей степени накоплен в преподавании математических дисциплин. В математике это базируется на следующих предпосыыл-ках: накоплен огромный опыт в формализации и алгоритмизации методов решения задач, их графической и анимационной интерпретации; применяются апробированные, хорошо реализуемые с помощью компьютера дидактические приемы и методики преподавания; математику преподают наиболее подготовленные в области информационных технологий кадры преподавателей; появляется все более «продвинутое» программное обеспечение, первоначальное освоение которого идет в основном среди математиков.
Однако процесс разработки и дальнейшего использования КОП проходит не совсем гладко. Общим недостатком является то, что при разработке технического задания на КОП акцент делается не на конечную цель - обучение, а на технологию программной реализации. Это происходит чаще всего потому, что использование компьютеров в реальном учебном процессе должно приводить к определению перечня функций, которые будут возложены на компьютер, к пересмотру ме-
тодики преподавания предмета и графика учебного процесса.
Современный ПК выступает здесь не как средство для расширения информационной составляющей традиционной методики преподавания, а как принципиально новое средство обучения, кардинально меняющее технологию обучения. Это замечание относится к компьютеризации процесса обучения вообще, а не только к ее реализации для преподавания математических дисциплин.
Проиллюстрируем эволюцию КОП как с точки зрения программно-аппаратной реализации, так и со стороны компоненты, характеризующей главное содержание данного вида программного обеспечения - его информационно-методическое наполнение для реализации функции обучения (см. табл. 1) [1]. С приобретением опыта разработки, совершенствованием технологии программирования и, главное, опыта использования КОП в реальном учебном процессе оттачивались методики их применения. В итоге быши выявлены требования к свойствам КОП, их классификации, сферы применения и, в конечном итоге, к пониманию того, что компьютеризация образования ведет к смене технологии обучения.
Таблица 1 Эволюция КОП на фоне развития информационных технологий
В настоящее время происходит трансформация разрозненных программ поддержки частей курса в целостную компьютерную поддержку курса. В ряде случаев разработчики объединяют КОП на основе «навигаторов» по курсу. Современная КОП должна обладать следующими основными свойствами: соответствовать образовательным стандартам; поддерживать компьютеризированную методику обучения; быть реализованной с помощью современных инструментальных средств; иметь документацию для пользователя; в учебном процессе для КОП должны быть определены место и способ применения; КОП должны быть готовыми для
использования в телематических системах (дистанционное образование).
Примером такого решения является создание электронного учебно-методического комплекса (ЭУМК) . В нашей концепции ЭУМК книга остается первым этапом в общении человека с новым знанием. Отсюда МАОС - электронная составляющая комплекса - должна бытть дополнением печатной книги, а не заменой ее, и она не должна вторгаться в общение человека с печатной книгой!.
Все элементы МАОС в общей структуре ЭУМК являются аналогами соответствующих учебно-методических материалов, присутствующих в традиционной системе обучения и образующих основу комплекса в кейсовой технологии, разработанной на основе технологии модульного обучения (см. табл. 2).
Таблица 2
Комплекс учебных материалов, входящих в ЭУМК
"ЇУМК - МКЬ'Э-.НМЛ Лгіі:-ИПШІ£їиІ йЧЛШЕ
Ь'МЬ'ґіМВ 1 в'й+Л ЯА п м ЫАПчГ
У-,,*..* мшыиготны ■>>' - ія-гіЛіх+і^иЕ ',‘^нц
Г ■ ■ М ► И+1 ГГ' «ЯЛ1 УЕД- С■ Р'кЬ'гы ■ ь
Ргіиитнв 1 Г' і ІП пгОл і'ьіГв'г.йа тірвЛь
[и&омлюпде-ЫЬтм .П иЛллі'.рчьг ■гь-.імиї
Кир-гичикк п ^'лї«ііл«пн: ыхпэылы
МАОС нужно рассматривать как обучающую информационную среду, которая является органическим продолжением традиционных методов обучения, построенных на книге, и которая в силу специфических интеллектуальных способностей ПК обеспечивает: быстрым и полный доступ к любой информации в гипертекстовом режиме; организацию изучения предмета на практических занятиях под руководством преподавателя; помощь обучаемым в организации самостоятельной работы; возможность выполнения упражнений и лабораторных работ, которые, в основном, могут быпъ реализованы за счет применения ПК; аудиовизуальные условия (графика, звук) для порождения нового знания через сходство по аналогии!, сводя мотивационную и информационную составляющие поведения из разных полушарий в единую деятельность [2].
При создании МАОС учитывалось, что с позиций когнитивной эргономики словесные текстовые учебные материалы должны быть визуально оформлены. Текст на экране монитора усваивается иначе, чем написанный на бумаге. Текст в электронном учебнике является обучающей средой, готовящей к общению с упражнениями, но, будучи создан в форме гипертекста, одновременно способен дать быстрый доступ к объемам информации, равноценным библиотекам учебников. Притом в оформлении гипертекста доступны все возможно-
і [неп, 1 КПП иіірнші йагаашавпЬ т—*
ІКГЙЧ іи_;,-г.:ііт і IV. НЮЬЯІМН. і и. ужвдь
Ь.'ЧІїІ !Р"!
■наиОС М5 і:ч"|г; 45 КИ.'ИММ ЛЯ7 шгіт пп. ігкіх.
.'Із^тзни-ил ра і. -■ |> ■ Лхш-эс 1 Ірин--: гфстрші-иіртаїи, 14 . kjlir. 7-0-PI.-HJE І У.
Уралі инаиктм ■ПНИ— ЕДЯ! |-кт.*н хт«*з\ть Чіпачав ГК'ЛИЛ
ВДЭТЫ ЙИ «■ШМНЩ ГП.ІіТЧ имвдч.
к -ипс ► ь гі -_-л ь ► .-.Ґ-МІ-НЬЛ ич Г-ІЗЭС р ІС -л ггґша ■ іш
і рг і Г+ ■- и и поддержки ПІШІ
/•^иіміи НІІІІ. .ІДИ ні ваш к СНІ КЦ: №# ВЦРЦПк І ■РАИЫЛ ■Чз-ши ч - ПІЕ4ГЇ
£рют*н|іи0"
сти, достижимые с помощью почти стандартизованных текстовых структур: рисунки-иллюстрации, математические формулы, различные способы форматированного оформления страниц и шрифтов. Использование элементов мультипликации!, звуковое оформление при создании обучающего текста может придать дополнительную изобразительную ценность обучающей среде и оживить изложение учебного материала.
Без использования ЭУМК трудно достичь целого ряда целей профессионального образования: сформировать профессиональные мотивы (а не только познавательные интересы); выстроить системное представление о профессиональной деятельности математика в его крупных фрагментах; достичь целостной ориентировки в учебном материале (по сути математики) как в определенной сфере жизнедеятельности; научить не столько знанию как конечному продукту, но скорее процедуре усвоения материала в рамках специальной дидактической среды, создающей оптимальную психологическую и социальную ситуацию познания.
Реализация этих принципов в полной объеме позволяет формировать в студенте культуру личностно-творческой (самосозидающей) деятельно-
сти. Мы разрабатывали ЭУМК исходя из синергетического постулата о самоорганизации человеческого сознания. Задача педагога заключается в том, чтобы создать условия для пробуждения этого сознания, указать ориентиры личностного потенциала самоорганизации. ЭУМК выполняет функцию регулятора, побуждающего самостоятельно изучать данную науку, осмысливать собственные переживания и эмоции, строить собственную картину мира. Каждое новое знание (тем более знание о принципиально новом) изменяет представление человека о его месте в мире, оказывает «обратное» влияние на этот мир [3].
Среди законов педагогической синергетики главное место занимает закон развития самоорганизующихся систем (И. Пригожин, Г. Хакен, Е.Н. Князева, С.С. Шевелева и др.) [4] . Задолго до синергетической трактовки феномена самоорганизации мысль об ответственности человека за собственное саморазвитие развивали А. Дистервег, К.Д. Ушинский, П.Ф. Каптерев [5-7]: «Развитие и образование никому не могут бытть даны или сообщены. Всякий, кто желает к ним приобщиться, должен достигнуть этого собственной деятельностью, собственными силами, собственным напряжением» [5].
Литература
1, Кривошеев А.О. Программное обеспечение учебного назначения и компьютерная технология обучения // Математика, компьютер, образование: Труды IV Международной конференции. М., 1997.
2 Симонов П.В. Эмоциональный мозг. Москва; Новосибирск, 1981.
31 Бессонов Б.Н. Гуманизм и технократизм как типы духовной ориентации // Философские науки. 1988. №1.
4 Шевелева С.С. К становлению синергетической
модели образования / / Общественные науки и современность. 1997. №1.
Дистервег А. Избранные педагогические сочинения / Сост. В.А. Ротенберг; Общ. ред. Е.Н. Медынского. М., 1956.
6 Ушинский К.Д. Избранные педагогические произведения. Т. 1. М., 1974.
7. Каптерев П.Ф. История русской педагогики. 2-е изд. Пг., 1915.
