1.3. Программные средства обучения, требования к ним,
виды программ учебного назначения
Главное, что делает возможным компьютерное обучение – это наличие специального программного обеспечения обучения.
Компьютеры в образовании ориентированы на различные цели использования, следовательно, и различные типы программ должны быть подготовлены к участию в учебном процессе.
В широком смысле понятие “программное обеспечение” включает программы, позволяющие компьютеризировать организацию учебного процесса или используемые для подготовки учебных материалов, например, инструментальные программы. Инструментальная программа – это программа, предназначенная для разработки преподавателями собственных, авторских курсов. Они позволяют преподавателю создавать компьютерные дидактические материалы или вносить необходимые изменения в используемые материалы самостоятельно, не прибегая к помощи специалиста-программиста. Такие программы используются как для поддержки различных видов работ, так и в качестве самостоятельных средств обучения. Однако, учителей-предметников интересуют, главным образом, комплексы программ, обеспечивающие изучение того или иного предмета (“educational software, educational course”) или программы узконаправленные, предназначенные для изучения отдельных тем, явлений, обучения отдельным навыкам и т. д. Существует огромное разнообразие программ и их классификаций. Лаутербах и К. Фрей используют в качестве оснований для классификации следующие критерии:
- цели обучения;
- возможность интеграции программы в учебный процесс;
- степень самостоятельности(активности) ученика.
В соответствии с этими критериями все обучающие программы подразделяются на четыре основных типа:
1. тренировочно-закрепительные программы для обучения отдельным навыкам; такие программы легче всего интегрируются в учебный процесс;
2. “тьюторские” программы, включающие материал и виды заданий, которые служат как прекрасное дополнение к аудиторному обучению, позволяют индивидуализировать обучение, экономить время на работу в классе, вынося блок тренировки на самостоятельную работу;
3. моделирующие программы дают возможность моделировать различные процессы, стимулируют мыслительную деятельность, способствуют развитию логического мышления;
4. учебные игры.
Нередко указанные типы программ, по мнению , реализуются в органическом единстве. С точки зрения соотношения содержания программ с существующими учебными курсами, программы могут быть:
- автономными – независимыми от учебного курса;
- локальными – связанными с конкретным учебником или учебным пособием и являющимися дополнением к нему.
Когда мы говорим об обучающих или учебных программах, то имеем в виду программные продукты, специально разработанные для использования в целях обучения независимо от учебного предмета, объёма изучаемого материала, структуры и других показателей как технического, так и методического планов, - и создающих систему учебных компьютерных заданий. К таким программам относятся различные виды компьютерных дидактических материалов: электронные учебники, автоматизированные учебные курсы, тренировочные, контролирующие программы, автоматизированные обучающие системы [18]. Именно наличие системы заданий отличает компьютерные учебные пособия и обучающие программы от разнообразных прикладных программ, использующихся в обучении (например, редакторы текстов, электронные таблицы и т. д.). Обучающие программы и компьютерные учебные пособия занимают центральное место в программном обеспечении той или иной дисциплины.
Как мы уже отмечали, компьютер создавался не как специфически педагогическое средство, однако очевидно то, что его уже начали достаточно активно использовать при изучении различных дисциплин. Обычно это означает работу с программами-тренажёрами и контролирующими программами по различным дисциплинам. В основном это занятия по отработке обучаемыми тех или иных навыков и контролю знаний с помощью персонального компьютера (ПК). Обратная связь в таких программах может быть представлена:
а) только оценкой правильности /неправильности ответа в контролирующе-тренировочных программах (“drill and practice”);
в) разветвлённой системой помощи и включением серии дополнительных корректировочных упражнений и разнообразных тестов в тренировочно-контролирующих программах (“tutor”).
В традиционных курсах по различным дисциплинам, основанных главным образом на лекциях и учебниках, появляются лишь вкрапления компьютерного обучения. Применение компьютерных обучающих программ в лекции и на практическом занятии ещё далеко не исследовано, как правило разрабатываются только частные рекомендации по использованию имеющихся программ на конкретных видах деятельности. Нет обучающих программ, полностью ориентированных на поддержку курсов и адаптированных к конкретным учебникам и учебным пособиям и не только служащих компьютерной поддержкой им, но и являющихся их обязательной составной частью. В настоящее время отечественный рынок предлагает большое колличество различных учебных программ, созданных скорее с коммерческой целью, некоторые из них, правда, могут служить дополнительным пособием преподавателю или обучаемым для отработки отдельных умений и навыков, повторения определённых тем, контроля и т. д., однако большинство из предлагаемых программ не отвечает необходимым требованиям, и их использование в учебной практике крайне проблематично. Компьютерная программа учебного назначения – это программное средство, специально разработанное или адаптированное к применению в обучении, с описанной методикой применения, и отвечающее всем требованиям, предъявляемым к программным продуктам данного назначения. В 1991 году Международной организацией по стандартизации (ISO) совместно с международной электротехнической комиссией (IEC) был разработан стандарт основных характеристик программного обеспечения:
1. функциональность (functionality);
2. надёжность (reliability);
3. лёгкость и простота использования (usability);
4. эффективность (efficiency);
5. удобство сопровождения (maintainability);
6. переносимость (portability).
Достоинство компьютерных программ учебного назначения в том, что учебный материал – хорошо иллюстрирован, мобилен, вариативен; программы должны помогать преподавателю контролировать и регулировать индивидуальный процесс усвоения, учитывать различные уровни подготовленности обучающихся, в большей степени концентрировать внимание на изучаемом материале, повышать долю самостоятельной работы, добиваться более сознательного отношения обучаемых к их собственной учебной деятельности. Обучающие программ должны нейтрализовывать главный недостаток традиционного обучения – слабое воздействие результатов текущего усвоения знаний на ход дальнейшего обучения и относительную пассивность обучаемых в условиях объяснительно-иллюстративного метода обучения, когда большой объём знаний даётся преподавателем в готовом виде без должной опоры на самостоятельную работу учеников. Обучающие программы позволяют соединить воедино процессы изучения, закрепления и контроля усвоения учебного материала, которые при традиционном обучении часто разорваны.
Сами по себе программы не должны доминировать в учебном процессе. Важно подчинить эти программы, формы их применения педагогическим целям, особенностям материала и конкретным условиям обучения. Преподавателю в этих условиях отдаётся приоритет в создании творческой познавательной атмосферы в группе, организации всего занятия, оказании необходимой помощи, стимулировании интереса к учёбе и т. д., следует “отдать человеку – человеческое, а машине – машинное” (Н. Винер – основоположник кибернетики).
Исходя из сказанного, можно сформулировать требования, предъявляемые к программному обеспечению, используемому в учебной практике.
Требования к программному обеспечению:
1. Важное место в программе должно быть отведено продуктивным видам деятельности.
2. Задания в программме должны быть направлены не только на запоминание, но и понимание учебного материала.
3. Программа должна учитывать уровень подготовки, возраст и индивидуальные особенности обучаемых, что позволяет избежать перегрузки, переутомления, учесть индивидуальные запросы обучаемых. Такая программа позволит учитывать персонифицированную, а не обобщённую модель “среднего” обучаемого.
4. Программа должна быть адаптирована к индивидуальному стилю деятельности обучаемого, обусловленного его темпераментом, с учётом индивидуального темпа и ритма психических процессов, степени устойчивости чувств и т. д.(см. психологические и эргономические требования)
5. Программа не должна содержать излишних игровых моментов, которые могут снизить значение содержательной части программы.
6. Загрузка программы не должна занимать много времени.
7. Программа должна иметь удобный и понятный интерфейс пользователя.
8. Программа должна обладать эффективностью компьютерной поддержки: экономить время, содержать большее количество упражнений для тренировки, чем традиционное печатное пособие, предоставлять возможности для модернизации содержания учебных курсов, возможность выхода в смежные области знаний и т. д.
9. Программа должна совмещать в себе обучающую, контролирующую и поисковую функции.
10. Программа должна использоваться на аудиторных, внеаудиторных занятиях и при самостоятельной работе, может быть использована для организации обучения как систематического, так и эпизодического.
11. Обучающие программы должны существенно превосходить по объёму содержание традиционных учебников, дабы удовлетворить более широким познавательным потребностям пользователя.
12. Программы должны содержать описание одного и того же учебного материала, либо на нескольких уровнях, либо разными способами (многоуровневое и многокомпонентное знание).
13. Учебные программы должны сопровождаться методической литературой.
14. Программы должны вести учёт работы каждого обучаемого и давать рекомендации по оптимальной организации его работы в той или иной области знаний.
В настоящее время абсолютное большинство диалоговых программ строятся на основе идей программированного обучения: используется линейный, разветвлённый и комбинированный принципы их составления. Линейный принцип предполагает вначале подачу небольшой порции теоретического материала, затем вопрос, после чего даётся стандартный ответ, с которым обучающийся сравнивает свой. Обучающие программы, имеющие линейно-упорядоченную во времени и пространстве структуру, называются традиционными. Нелинейные или разветвлённые программы – это программы, когда обучаемому предлагается для выбора один из нескольких возможных ответов (метод меню), при этом обучаемый, выбирающий одну из имеющихся альтернатив, отсылается программой в случае неправильного ответа к иному материалу, чем обучающийся, избравший в качестве ответа другую альтернативу. Таким образом, разветвлённые программы, в отличие от линейных, реализуют принцип индивидуализации процесса обучения посредством ветвлений, зависящих от характера ответов на поставленные вопросы.
Стандартная схема построения обучающих программ:
1. Изложение материала. Могут использоваться текст, графические иллюстрации, звук. При объяснении материала может быть предложен набор примеров и заданий.
2. Тренировка. Обучаемому предлагается более или менее широкий набор заданий или вопросов по определённой теме. В зависимости от правильности их выполнения, обучаемый переводится в следующую или предыдущую программную ситуацию. Иногда обучаемому самому предоставляется возможность выбирать круг вопросов для тренировки и обучения.
3. Контроль. Обучаемый получает серию заданий, по результатам выполнения которых ему выставляется оценка.
4. Некоторые программы дополнительно содержат “0” этап, на котором обучаемый подвергается тестированию или диагностике с целью определения уровня его знаний и возможностей, чтобы правильно избрать траекторию прохождения программы.
Программа может и не содержать все перечисленные пункты, а сводиться только к одному из них, тогда она становится узконаправленной: демонстрационной, контролирующей или тренажёром. Так, программы - тренажёры служат для отработки и закрепления технических навыков. Они обеспечивают получение информации по теории, тренировку на различных уровнях самостоятельности, контроль и самоконтроль. Как правило, включают режимы: теория, демонстрация примеров, работа с репетитором, самостоятельная работа, самоконтроль.
Требования к компьютерной программе-тренажёру:
· должны быть чётко определены виды навыков, для освоения которых предназначен тренажёр;
· необходимые теоретические сведения должны быть сформулированы максимально кратко;
· доступ к теоретическим сведениям должен быть обеспечен из любого режима, кроме контрольного;
· должны быть выдержаны стандартные требования к интерфейсу (это всё то, с помощью чего обучаемый общается с программой).
Другой вид компьютерных программ учебного назначения – контролирующие программы, предназначенные для проверки (оценки) качества знаний.
Требования к компьютерным контролирующим программам:
· КП должны предоставлять возможность ввода ответа в форме, максимально приближённой к общепринятой;
· должны обеспечивать адекватный анализ ответа;
· не должны предлагать обучаемому выбрать ответ из списка, содержащего заведомо неверные утверждения;
· должны быть обеспечены фиксация результатов контроля, их сбор, распечатка и анализ.
Узконаправленные обучающие программы должны отвечать не только выше перечисленным требованиям, но и всем общим требованиям, предъявляемым к обучающим программам. Одной из основных составляющих частей обучающей программы является система компьютерных заданий. Какими должны быть задания компьютерной программы? Компьютерная система заданий по какому-либо предмету – это строго подобранная, практически опробованная и построенная в соответствии с содержанием конкретного учебного предмета и методикой преподавания этого предмета база заданий, созданная на компьютере средствами систем управления базами данных. Системы заданий, реализованные средствами вычислительной техники, способствуют созданию дидактических условий, побуждающих обучаемых к активности в познавательной деятельности, так как в соответствии с теорией активного обучения, проявляя активность даже в простейших ситуациях, таких как выбор одной из альтернатив, человек сознательно добивается реализации поставленных им самим целей [31]. Система заданий может содержать множество вариантов заданий различной степени трудности по каждой теме курса, при этом может быть предоставлена обучаемому возможность самостоятельного выбора заданий в соответствии с той степенью трудности, которую он считает для себя доступной, а преподаватель имеет в свою очередь возможность контролировать и корректировать этот выбор (см. классификацию программ по типу заданий).
Ещё одним примером копьютерной программы учебного назначения является компьютерный или компьютеризированный учебник (КУ). Компьютеризированный учебник представляет собой совокупность программно-аппаратных средств и учебно-методических изданий, объединённых общим замыслом и тематикой, имеющей целью интенсифицировать учебный процесс на основе персональных компьютеров в учебных занятиях под руководством преподавателя, а также при самостоятельной работе обучаемых. Единой концепции построения КУ нет (например, Новосибирский технический университет выпустил в 2000г. свою версию построения компьютеризированного учебника). КУ является базовым элементом новой информационно-педагогической технологии. Для повышения эффективности усвоения учебного материала в КУ следует учитывать психологические возможности человека-пользователя по приёму и переработке воспринимаемой информации, в частности, характеристики зрительного анализатора человека. КУ служит решению максимальной активизации познавательной деятельности обучаемых.
Общие характеристики компьютеризированного учебника:
1. Должен быть написан для высокого уровня сложности, ориентированного на сильный контингент обучаемых, но предусматривающий возможность перехода с высокого уровня обучения на более низкий.
2. Должен представлять (что наиболее целесообразно) авторскую инструментальную систему обучения, а не универсальную.
3. Должен содержать текстовую и компьютерную части.
4. Должен использовать максимум наглядности.
5. Должен служить средством реализации игровых форм и методов обучения.
6. Должен являться средством автоматизации и интенсификации педагогического труда при разработке учебных дисциплин, подготовке к занятиям и отборе учебного материала, формирования дидактических материалов (видеограмм, опорных конспектов, различного раздаточного материала и т. д.)
По способу представления материала компьютеризированный учебник отличается от традиционного: в память компьютера может быть заложен как полный текст учебника, так и его опорный конспект. В компьютерную часть учебника должен быть внесён тот материал, который нельзя принципиально показать на доске, на слайдах, на плакатах или это по каким-то причинам затруднительно.
Достоинства компьютеризированного учебника.
· основные принципиальные положения, сформулированные в текстовой части учебника, получают на экране красочное, запоминающееся воплощение и служат для облегчения запоминания этих положений;
· в компьютерной части учебника осуществляется входной контроль обученности ученика, а задания проранжированы в соответствии со степенью их сложности;
· компьютеризированный учебник разрабатывается на основе гибкого алгоритма взаимодействия “преподаватель – учебник “, предполагающего возможность изменения как объёма изучаемого материала, так и последовательности его изучения;
· за счёт наличия анимационных иллюстраций создаётся иллюзия присутствия “живого” педагога, возникает момент соучастия в процессе обучения, что также облегчает усвоение материала;
· разнообразие заданий позволяет индивидуализировать процесс обучения;
Компьютеризированный учебник позволяет достичь максимальной индивидуализации обучения за счёт:
- отбора каждым обучаемым индивидуального объёма материала из общего объёма КУ;
- возможности неоднократного возврата к вопросу, который показался ему трудным;
- индивидуализации затрат времени на каждый отдельный вопрос;
- осуществления индивидуального контроля уровня обученности для каждого обучаемого;
- возможности оказать “помощь” обучаемому, что создаёт благоприятный психологический настрой у обучаемых (знают, что машина поможет каждому и сделает это оперативно),появляется возможность организации обратной связи, что позволяет совершенствовать материал КУ.
Таким образом КУ является незаменимым учебником для студентов-заочников, для пропустивших занятия по разным причинам, а также в системе ДО; КУ является прекрасным средством обучения на самостоятельных занятиях, “оживляющим” страницы учебника.
Практика применения компьютеризированного учебника пока мала, что не даёт возможности оценить все его достоинства, однако совершенно очевидно то, что создание компьютеризированного учебника является одной из интереснейших и перспективных задач педагогики и с каждым годом у него всё больше и больше сторонников [69].
Хочется сказать ещё об одной возможности, которую предоставляют компьютерные системы: это создание пользователем своих словарей, что позволяет усилить информационное обеспечение системы и повысить её эффективность. Задача обучаемого состоит в том, чтобы “научить” компьютер переводить более грамотно всю фразу, правда, необходимым условием выполнения этой работы является знание пользователем всех слов текста. Даже если пользователь не знаком со значением отдельных слов, он может попытаться сделать правильный перевод, если воспользуется системой машинного перевода. Работа со словарём и перевод не только позволяют задействовать практически все виды памяти и благодаря этому существенно снизить затраты времени на освоение иностранного языка, но и способствуют повышению грамотности и мастерства в управлении компьютером [58].
