Возможности использования компьютерных обучающих программ в учебном процессе

  Эффективность  учебно-воспитательного  процесса  зависит   от   множества факторов, одним  из  которых  является  подсказка,  как  способ  активизации мыслительной деятельности учащихся.  Подсказкой называется любая коррекция действий обучаемого, как  на  этапе обучения, так и на этапе проверки полученных знаний.

  Любая  современная  компьютерная  программа  снабжена  системой   помощи, которая дает возможность  работать с ней любому человеку  немного знакомому  с компьютером.  Эта система помощи есть не  что  иное,  как  система  подсказок, направляющих действия пользователя в случае возникновения затруднений.

  В компьютерных обучающих программах  можно выделить два вида контекстно–зависящей  помощи:

1. Техническую  помощь, дающую информацию о правилах  работы с программой и ее  возможностях.

2. Предметную  помощь, несущую информацию по  изучаемой дисциплине.

  Включение  в  компьютерную  обучающую  программу  возможности   подсказки, получение ее при  возникновении у  учащегося   проблем  с  ответом  на  вопрос делает работу с компьютером похожей на  занятие с репетитором.  Вследствие того, что в компьютерные обучающие программы закладывается интеллектуальный потенциал их создателей, работа с ЭВМ в интерактивном режиме  фактически делает доступным общение учащихся с лучшими преподавателями  соответствующих дисциплин.  В результате следует ожидать повышение качества знаний  учащихся по предметам, при изучении  которых  будут  использоваться  такие  обучающие программы.

  В обучающих программах подсказка  может  проявляться  в   форме  текста  на экране  дисплея,  рисунков,  схем,  графиков,   таблиц,   мультипликации   и видеофрагментов.

  Уникальной  возможностью  комбинировать   подсказки  обладают  современные  мультимедийные компьютеры. Она  включает в себя использование  текста, речи  и графики.

  Комбинированная подсказка действует  на несколько сигнальных  систем,  при этом может быть более  эффективной. Следует  учитывать   возможность  быстрого утомления  обучаемого при частом их использовании.

  В обучающей программе широко  применяется так  называемые  ориентированные подсказки, которые сообщают обучаемому  где  можно  взять  недостающую  для решения той или иной задачи информацию.. Она  напоминает  о  необходимости  использовать различного рода справочники, таблицы и в какой-то  мере  учит,  вырабатывает привычку пользоваться ими при необходимости.

 

2.2. Виды обучающих  компьютерных программ

 

 

В настоящее  время нет единой классификации  обучающих программ, хотя многие авторы выделяют среди них следующие  пять типов: тренировочные, наставнические, проблемного обучения, имитационные и моделирующие, игровые. Рассмотрим их:

1. Программы тренировочного типа предназначены преимущественно для закрепления умений и навыков. Предполагается, что теоретический материал уже усвоен. Они широко используются для обработки математических навыков, упражнений по переводу с иностранного языка и т. д. Многие из них составлены в духе бихевиоризма, когда за один из ведущих принципов берется подкрепление правильного ответа. Компьютер в случайной последовательности генерирует учебные задачи, уровень трудности которых определяется педагогом. Если учащийся дал правильное решение, ему сообщается об этом. Если ответ неправильный, ему либо предъявляется правильный ответ, либо предоставляют возможность запросить помощь.

Программы этого типа реализуют обучение, мало чем отличающееся от программированного обучения с помощью простейших технических средств, то есть управление учебным процессом осуществляется по ответу (ход решения задачи не анализируется). Правда, компьютер обладает значительно большими возможностями в предъявлении информации и в типе ответа: многие системы позволяют вводить конструируемые ответы (т. е. вводить слова и даже фразы).

2. Программы наставнического типа ориентированы преимущественно на усвоение новых понятий, многие из них также работают в режиме, близком к программированному обучению с разветвленной программой. И хотя в этих программах после предъявления информации обучаемому задаются вопросы, то есть обучение ведется в форме диалога, но при этом диалог построен на основе формального преобразования ответа обучаемого, создавая лишь видимость общения.

3. Программы,  направленные на организацию проблемного обучения, построены в основном на идеях и принципах когнитивной психологии, в них осуществляется непрямое управление деятельностью учащихся. Это значит, что предъявляются разнообразные задачи и учащиеся побуждаются решать их путем проб и ошибок. Особенно полезны программы, моделирующие и анализирующие конкретные ситуации, так как они способствуют формированию умения принимать решения в различных обстоятельствах.

4. В программах имитационного и моделирующего типа осуществляется предъявление заданий, требующих от обучаемого воспроизведения последовательности рассуждений или «сборки» правильного результата на основе знаний, предоставленных системой  (интеллектуальные системы поддержки рассуждений учащихся), например, программы для построения рисунков на экране компьютера

5. Программы  игрового типа  способствуют формированию  мотивации учения, стимулируют инициативу и творческое мышление, развивают умение совместно действовать, подчинять свои интересы общим целям. Игра позволяет выйти за рамки определенного учебного предмета, побуждая учащихся к приобретению знаний в смежных областях и практической деятельности.

 Нередко  в обучающие программы включаются  как те, так и другие средства.

 

2.3. Структура  компьютерных обучающих программ

 

 

Большинство компьютерных обучающих программ построены по следующей схеме.

Обучение	Тренировка
	Контроль

 

Работая в режиме обучения, программа выводит на экран дисплея учебную информацию, задает вопрос на понимание предложенной информации. Если ответ неверен, машина или подсказывает, как найти правильный ответ, или дает ответ и задает новый вопрос. В режиме тренажера выводятся только тексты вопросов, при ошибочном ответе идет комментарий; результаты ответов не запоминаются, время их обдумывания не ограничивается. В режиме контроля варианты заданий подбираются компьютером, время обдумывания ограничивается, результаты ответов фиксируются, при ошибке дается правильный ответ и комментарий. По окончании выводится список тем, по которым была допущена ошибка и которые стоит повторить, ставится отметка.

Программа может  и не содержать все перечисленные пункты, а сводиться только к одному из них, и тогда она становится узконаправленной: демонстрационной, контролирующей или тренажером. Некоторые программы дополнительно содержат нулевой этап, на котором обучаемый подвергается тестированию или диагностике с целью определения уровня его знаний и возможностей. Это особенно характерно для так называемых интеллектуальных обучающих программ, в которых результаты тестирования и последующие успехи и неудачи обучаемого учитываются при постоянной настройке программы на его текущий уровень. Таким образом, все программы устроены примерно одинаково. Да и трудно придумать что-либо другое, поскольку общая структура определяется в конечном счете поставленными учебными целями.

Процесс обучения всегда представляет собой алгоритм, независимо от того, что и с применением каких средств и методов изучается. Как при устном изложении материала (учителем), так и при письменном (в учебнике) материал подается обучаемому в линейно упорядоченном во времени (да и в пространстве) виде. И то, что учитель или интеллектуальная обучающая программа могут изменять этот порядок в зависимости от своих вкусов и результатов усвоения предыдущих порций, в этом отношении принципиально ничего не меняет. Точно так же никакие иллюстрации, рисунки, схемы, чертежи и т. п. не могут радикально изменить структуру алгоритма обучения. Они не более чем отдельные образы, фотографии, в лучшем случае сменяющие друг друга. Их общий непреодолимый недостаток заключается в их статичности. Обучающие программы, сценарии которых имеют указанную линейно упорядоченную структуру, называются традиционными и относит к их числу абсолютное большинство программ.

Но пока предметом  изучения не станет процесс, пока изучаются  отдельные объекты, а не способы  поведения, системы объектов, а не взаимодействия между ними, задачи, а не алгоритмы их решения, до тех пор линейно упорядоченная форма организации обучения и применение "фотографий" не противоречат характеру изучаемого материала. До этих пор статичные формы обучения, пусть даже при помощи компьютера, вполне соответствуют поставленным учебным целям.

Ситуация молниеносно  меняется, как только предметом изучения становятся процессы, системы объектов и законы их функционирования, методы решения задач, - одним словом, алгоритмы. Сразу же обнаруживается, что статичных средств для их изучения явно недостаточно. Процесс необходимо изучать в развитии, систему хочется видеть всю сразу, алгоритм должен предстать перед обучаемым во всей сложности, во всем многообразии вариантов своего выполнения. Но отдельные фотографии не в состоянии передать движение - их нужно соединить в фильм, и компьютер позволяет это сделать.

Систему можно  смоделировать и создать ее единый, целостный образ. Более того, обучаемому следует предоставить возможность "окунуться" в модель, "пощупать" ее руками, пробуя те или иные варианты. Алгоритм надо продемонстрировать в процессе его выполнения, в том числе и его неверный вариант, который сконструирует сам обучаемый.

Компьютер в  состоянии все это сделать, если, конечно, автор программы не пожалеет своего искусства и фантазии на ее разработку. В последнее время наметились просто фантастические, еще далеко не полностью осознанные перспективы в плане использования компьютерной графики для демонстрации и исследования различных физических законов, математических преобразований и т. д.

Описанные программы  обучают некоторому процессу-алгоритму, и для этого они используют наиболее подходящие динамические формы  организации обучения. Другими словами, процесс-алгоритм как предмет изучения преподносится посредством специальным образом организованного алгоритма процесса обучения. Алгоритм-содержание и алгоритм-форма указываются в таких программах критериями одного и того же порядка. Именно это соответствие дает рассматриваемым программам неоспоримое преимущество перед всеми другими способами подачи материала. И конечно, такие программы захочется приобрести.

Но самое  главное то, что такие программы  отображают процесс, раскрывают алгоритмическую  природу понятий и явлений.

Исходя из выше изложенного, структура любой КОП должна содержать следующие блоки:

1. информационно-теоретический блок, охватывающий основные сведения дисциплины или ее раздела;
2. информационно-справочный блок или информационно-справочную систему, позволяющую организовать быстрый доступ к основным определениям;
3. блок контроля знаний и обработки его результатов (возможна реализация в виде вопросов для самоконтроля).

Информационно-теоретический  блок - блок предъявления учебной информации - содержит набор экранов, на которых  отражается весь объем учебного материала КОП. За кажущейся простотой подготовки материала этого блока (взять текст лекции, разбить его на части, занести на машинные носители - пользуйтесь) стоит необычайно сложная проблема получения выигрыша от электронного помощника. Учитывая, что чтение книги или другого печатного текста более привычно и удобно, чем работа за монитором, рекомендуется избегать примитивной замены бумажной литературы на электронную.

Избавиться  от книжного метода предъявления учебной  информации можно путем использования следующих приемов:

• Информацию выдавать в краткой форме, а полный текст предъявлять только по запросу, при этом обучаемые быстро выучат краткую форму, а полная версия заинтересует продвинутых студентов.
• Шире использовать структурирование учебного материала и представлять его на экране не текстом, а в виде схем, графиков, мнемонических процедур.
• Изложение материала реализовывать в виде беседы, в которой роль собеседника (преподавателя) играет компьютер (использовать педагогические идеи бесед Сократа). 
• При необходимости использовать ссылки на учебники, учебные пособия, справочники. 
• Разнообразить форму и порядок предъявления информации: например, двойной подсветкой выделять ключевые слова, использовать возможности фигурного заполнения экрана текстовым материалом, высвечивать не сразу весь текст, а с задержкой во времени, соответствующей рациональному темпу чтения.

Перечисленный набор не претендует на полноту, но психологически очень важно осуществить  переход от интересности по форме  к более глубокому интересу по содержанию.

Для расширения визуальных возможностей программы  и насыщения теоретического курса  демонстрациями в КОП внедряются моделирующие блоки или тренажеры, а также мультимедийное сопровождение.

 

 

2.4. Основные  аспекты  разработки  компьютерных обучающих программ

 

 

Целесообразно выделить следующие аспекты разработки КОП:

• методологический;
• эргономический;
• информационный;
• технологический.

Методологический  аспект разработки компьютерных обучающих программ.

Постоянное  расширение числа компьютерных  классов,  создание на  их  основе  информационно-вычислительных сетей вузов и школ с последующим объединением в региональные сети, расширение информационной наполненности таких сетей приводят к качественным изменениям в методике преподавания  дисциплин,  создают  предпосылки  к созданию компьютерной образовательной среды.  Создание и развитие такой среды предполагает решение следующих задач.