Средства обучения в учебном процессе

СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ КАК КАТЕГОРИЯ ДИДАКТИКИ

Средства обучения — это материальные объекты и предметы естественной природы, а также искусственно созданные человеком, используемые в учебно-воспитательном процессе в каче­стве носителей учебной информации и инструмента деятельности педагога и учащихся для достижения поставленных целей обучения, воспитания и развития.

Средства обучения, равно как и содержание, методы, организацион­ные формы, являются компонентом системы обучения (проектируемой модели) и учебно-воспитательного процесса, а также важнейшей со­ставляющей учебно-материальной базы любого учебного заведения.

Будучи компонентом разнообразных системных образований в пе­дагогической науке и практике, материальные средства обучения оказывают самое непосредственное влияние на все другие компонен­ты в полном соответствии с установившимися системообразующими связями функционирования, преобразования, взаимодействия, пр.

Так, например, достаточно широкое использование средств новых информационных технологий неизбежно приводит к более широкому применению в практике проектных, исследовательских, проблемных методов, предусматривающих различные формы самостоятельной деятельности учащихся (индивидуальные, групповые), не замыкаю­щиеся рамками традиционного урока.

Неизбежно подвергаются тем или иным изменениям и цели, содер­жание обучения. Именно с возникновением новых средств и техниче­ских достижений стало возможным включать в программу те разделы науки, которые ранее были недоступны для понимания учащихся. Уже сегодня учащиеся получают реальные возможности для раскрытия сво­его творческого потенциала, развития природных задатков и способно­стей, овладевая новыми методами и технологиями обучения, которые стали возможны лишь с появлением новой техники.

Таким образом, в категориальном аппарате дидактики материаль­ные средства (орудия труда) имеют самостоятельный статус наряду с

целями, содержанием, методами, организационными формами обу­чения.

Более того, роль средств обучения как инструмента учебно-воспи­тательной деятельности возрастает в связи с технологизациеи всех сфер общественной жизни.

В исследованиях, затрагивающих проблему создания и использо-н.iния средств обучения, просматриваются два основных подхода к классификации: педагогический и инженерный. Педагогический подход основан на необходимости реализации в учебном процессе различных дидактических целей, в первую очередь, характера пред-i гакления окружающей действительности, организации разнообраз­ных видов учебно-познавательной деятельности учащихся, осущест-нления мотивационных, учебно-воспитательных и контрольно-кор­ректирующих и т.д. функций преподавателя. Инженерный подход позволяет учесть конструктивно-технологические особенности СО, и х деление на классы в зависимости от способа производства, каналов иоздействия на учащихся, эргономических характеристик и др. В дидактическом плане нам представляется наиболее обоснованной классификация средств обучения по характеру представления в них окружающей действительности, предложенная С.Г. Шаповаленко:*

1. Натуральные объекты — включают предметы объективной дей-I i иительности для непосредственного изучения: образцы и коллекции материалов, сырья, инструментов, деталей, растений, гербарии, живо­тные, чучела, микропрепараты, реактивы и др. К этой группе средств обучения относятся также натуральные наглядные пособия в виде спе­циально обработанных узлов и механизмов оборудования, учебно-про-и.родственное, демонстрационное и лабораторное оборудование, а так­же учебно-производственное оборудование, на котором учащиеся отра-1 итывают профессиональные навыки и умения.

2. Изображения и отображения материальных объектов (ориги­налов) составляют группу, в которую входят: модели, муляжи, маке-ii.i, таблицы, иллюстративные материалы (рисунки, фотоизображе­ния, картины, портреты), экранно-звуковые средства (диафильмы, с ерии диапозитивов (слайдов), кинофильмы, транспаранты, видео- и шукозаписи, пластинки, радио и телепередачи).

В свою очередь, каждая из указанных подгрупп может быть также классифицирована по определенным основаниям.

Например, модели: 1) по способу замены оригинала — материаль-

.. с и идеальные (мыслительные, знаковые или символические);

2) по внутренней организации объекта (структурные, функциональ­ные и смешанные); 3) по функциональному назначению (демонстра­ционные, раздаточные); 4) по способу отображения предмета (дина­мичные, статичные, плоские, объемные, смешанные).

3. Средства обучения, представляющие описания предметов и
милений объективной действительности условными средствами

* Шаповаленко С.Г. Школьное оборудование и кабинетная система. — Вопросы шишоведения. М.: Просвещение, 1982. С. 183—222.

(слова, знаки, графики), включают текстовые таблицы, схемы, гра­фики, диаграммы, планы, карты, учебные книги: учебники и учебные пособия, сборники задач, инструкции для самостоятельных работ, дидактические материалы и др.

Особую группу составляют технические средства обучения (ТСО). Это средства обучения — носители учебной информации, для проявления которой требуются специальные технические устройст­ва. К ним относятся транспаранты, диа- и кинофильмы, видеофиль­мы, звукозаписи, компьютерные программы и др.

К группе технических средств (ТС) относится различная проекци­онная и звуковоспроизводящая аппаратура (кинопроекторы, диапро­екторы, графопроекторы, магнитофоны, видеомагнитофоны); трена­жеры, универсальные технические средства, лингафонные устройст­ва, электронно-вычислительная техника, если она просто выполняет функцию проявления той или иной компьютерной программы, кото­рая и является в строгом смысле слова средством обучения.

Отдельно, видимо, следует выделить различного рода информаци­онные среды, такие, как, например, телекоммуникации (электрон­ная почта, электронные конференции, информационные ресурсы Internet, мультимедиа системы), которые в прямом смысле средства­ми обучения не являются, но создают своеобразную среду, в которой при использовании определенных педагогических технологий проис­ходит процесс познания, интеллектуального развития учащихся.

Данная классификация разработана с учетом такого важного в теории классификаций фактора, как фактор развития, а потому дает возможность выделить те классификационные признаки, которые могут выявиться в связи с появлением новых видов СО. Так, появив­шиеся значительно позднее после опубликования данной классифи­кации такие средства обучения, как видеозаписи, средства ЭВТ, тре­нажеры-имитаторы и др., нашли в ней свое место.

Формирование систем средств обучения предполагает не только зна­ние классификационной отнесенности видов средств обучения по тем или иным признакам, но и знания их дидактических свойств и функций.

Дидактические свойства — признаки, стороны средств обучения, отличающие его от других, особенности, проявляющиеся в дидакти­ческих функциях, отражают потенциальные возможности, присущие только СО. Дидактические возможности, рассматриваемые как объ­ективные тенденции применения средств в учебно-воспитательном процессе, представляют собой связующее звено между дидактически­ми свойствами и дидактическими функциями. Вследствие близости понятий «дидактическое свойство» и «дидактическая возможность» их в педагогической литературе зачастую не разводят.

Как бы различны ни были дидактические функции СО, все они обладают общими функциями, а именно:

— наглядности, обеспечивающей осознанность и осмысленность воспринимаемой учащимися учебной информации, формирование представлений и понятий;

— информативности, поскольку средства обучения являются не­посредственными источниками знания, т.е. носителями определен­ной информации;

— компенсаторности, облегчающей процесс обучения, способст­вующей достижению цели с наименьшими затратами сил, здоровья и времени обучаемого;

— адаптивности, ориентированной на поддержание благоприятных условий протекания процесса обучения, организацию демонстраций, самостоятельных работ, адекватность содержания понятия возрастным особенностям учащихся, плавную преемственность знаний;

— интегративности, позволяющей рассматривать объект или яв­ление как часть и как целое. Эта функция реализуется при комплек­сном использовании СО, а также при использовании средств новых информационных технологий.

К общим функциям относятся также функция инструментальная, ориентированная на обеспечение определенных видов деятельности, действий, операций и достижение поставленной методической цели, и мотивационная, которая служит цели формирования устойчивой (внешней) мотивации учебной деятельности.

Все функции СО взаимосвязаны и оказывают комплексное влия­ние на учебно-воспитательный процесс, обеспечивая его рациональ­ную организацию и управление.

ХАРАКТЕРИСТИКА СОВРЕМЕННЫХ §2 СРЕДСТВ ОБУЧЕНИЯ

Выше мы показали классификацию средств обучения с общедидактических позиций, и только по одному, но самому существенному i физнаку — способу отображения предметов окружающей действительности, i юказали и их общедидактические функции. Теперь обратимся к характери­стике выделенных нами групп средств обучения.

Натуральные объекты. К натуральным объектам относят обычно объекты живой и неживой природы, с которыми учащиеся знакомятся и виде демонстрационного или раздаточного материала.

Наглядность — одно из главных требований при отборе натураль­ных объектов или проектировании различных видов пособий, содер­жащих натуральные объекты в качестве их компонентов.

С этой целью отбирают объекты с ярко выраженными типичными признаками, необходимыми для раскрытия содержания изучаемых понятий. Для усиления наглядности натуральных объектов применя­ют различные способы кодирования: цветом, цифрами, буквами. При использовании в процессе обучения натуральных объектов основной метод работы с ними — наблюдения и эксперимент.

Натуральные объекты для использования в качестве наглядных пособий, прежде всего оборудование и его узлы, необходимо специ-

ально подготавливать или обрабатывать: сделать разрезы, произвести специальную окраску отдельных деталей, вырезать смотровые окна в кожухах, крышках, корпусах, подсветить внутренние полости, уста­новить лампочки-сигнализаторы и т.п.

Учебные модели, муляжи, макеты. Модели являются учебно-на­глядными изобразительными пособиями, искусственно воспроизво­дящими натуральные объекты и передающие их структуру, сущест­венные свойства, связи и отношения. При этом допускается услов­ность в передаче свойств оригинала (объектов макро- и микромира): уменьшение или увеличение размера, схематизация в передаче стро­ения объектов, условность окраски и т.д.

Наиболее типичной и распространенной разновидностью моделей являются материальные (предметные) модели. При этом материаль­ные модели делят на объемные и плоскостные. Промежуточное поло­жение между ними занимают рельефные таблицы.

Объемные модели могут быть разборными (резец, муфта, набор атомов со стержнями), неразборными, статичными (комплекты мет­чиков) и динамическими (модель двигателя внутреннего сгорания, насоса).

К объемным моделям относят муляжи и макеты, которые исполь­зуют в преподавании различных как общеобразовательных, так и технических предметов.

Муляжами (макетами) называются пособия, в которых натураль­ные объекты воспроизводятся с высокой степенью сходства. При вы­полнении муляжей и макетов не допускаются условности изображе­ния оригиналов: размеры, форма, цвет и строение поверхности долж­ны передаваться с максимальной точностью.

Муляжи и макеты находят применение при изучении внешних свойств и признаков предметов и явлений окружающей действитель­ности, модели дают возможность изучить внутреннее строение и принцип действия изучаемых объектов, кинематику машин и меха­низмов, другие связи и отношения, имеющие место в изучаемых явлениях.

По способу предъявления учащимся модели, муляжи (макеты), как и натуральные объекты, делятся на демонстрационные и раздаточные.

При проектировании различного рода моделей необходимо учиты­вать общие педагогико-эргономические требования, обусловленные дидактическими возможностями и функциями этого вида средств обучения: информативностью, адаптивностью к определенному спо­собу деятельности, инструментальностью, комплементарностью — свойством дополнять недостающие признаки и «работать» в системе с другими средствами обучения и др., а также специфические требова­ния, продиктованные особенностями содержания учебного предмета и отбором наиболее предпочтительных наглядных форм его предъяв­ления учащимся.

Состав моделей, особенности их конструкции, наглядной формы представления зависят от специфики моделируемого объекта или от-

дельных его сторон. Например, структура строения веществ живых и неживых объектов, принцип действия изучаемых аппаратов, меха­низмов, электротехнических, установочных изделий, инструментов, приборов, технологические цепочки, особенности взаимосвязей ком­понентов в изучаемом объекте, средства информационного отображе­ния и др. могут быть представлены в обучении различными видами моделей.

Учебная таблица (плакат, схема, диаграмма, график и др.) — плоскостное материальное средство обучения, содержащее в нагляд­ной и лаконичной форме адаптированную научную информацию об изучаемых объектах и явлениях, их строении, свойствах, приемах и способах выполнения различных действий и операций, необходимых при формировании определенных понятий, навыков, умений.

Учебная таблица традиционно отнесена к демонстрационным средствам обучения, однако в последнее время все чаще появляются серии таблиц (особенно справочных) в виде раздаточного материала.

По способам (средствам) отображения информации таблицы обычно различают следующим образом: объектно-композиционные, содержащие изображения (рисунки, фотографии) натуральных объ­ектов и явлений и их сочетания (плакаты); графические (чертежи, графики, диаграммы, схемы и др.), знаковые (символические), выра­жаемые знаками, формулами, буквами, словами естественных и ис­кусственных языков, комбинированные, включающие различные средства отображения.

По комплектности учебные таблицы разделяют на единичные и серийные. Последние могут содержать серии таблиц по отдельным темам, разделам, курсу, классам (уровням обучения).

В последнее время в практике обучения различным предметам все чаще используют электрифицированные таблицы (стенды). К ним, в первую очередь, относятся справочные и инструктивные таблицы, особенно по технике безопасности.

В практике профессионального обучения наиболее распростра­ненным видом таблиц — плоскостных наглядных пособий — являют­ся плакаты. Частично (главным образом для обучения по массовым профессиям) плакаты издаются централизованно. Однако зачастую плакаты разрабатываются и изготовляются преподавателями и мас­терами или под их руководством непосредственно в учебном заведе­нии. При этом при разработке содержания и изготовлении учебных плакатов руководствуются следующими требованиями:

— содержание плаката должно соответствовать его тематике, оп­ределенной заголовком и, по возможности, быть простым, доступ­ным, наглядным;

— изображения на плакате должны быть достаточно крупными, позволяющими четко их видеть с любого места в учебном кабинете, классе;

— объекты иллюстраций на плакате должны изображаться в их естественных положениях;

—изображения на плакате должны выполняться с соблюдением масштабных соотношений их частей, особенно если это относится к существенным деталям;

—наиболее существенные детали изображений следует выделять окрашиванием. При этом не следует применять слишком яркие и контрастные краски;

—элементы, детали изображений, раскрывающие принцип дейст­вия или конструкцию объектов и иллюстраций, рекомендуется выде­лять более яркими тонами окрашивания, второстепенные — менее яркими;

—надписи на плакатах должны выполняться достаточно круп­ным, четким шрифтом: не следует перегружать плакат текстом, тем более мелким;

—при компоновке содержания плаката не следует помещать на нем большого (более 3—4) количества изображений;

—в тех случаях, когда мелкие детали изображения имеют суще­ственное значение, их следует сопровождать дополнительными изо­бражениями в увеличенном виде;

—при необходимости помещения на плакате значительного коли­чества изображений, их следует располагать в последовательности изучения.

Экранные и экранно-звуковые средства обучения.

Наиболее распространенным в практике обучения после учебных таблиц являются различные виды экранных и экранно-звуковых средств.

Систему экранных и экранно-звуковых средств обучения разраба­тывают традиционно в рамках учебных предметов и межпредметных курсов. Исходные требования на их проектирование определяет прежде всего тематический состав этой группы пособий, обусловлен­ный, с одной стороны, спецификой данного предмета, а с другой, своеобразием природных качеств аудиовизуального пособия, прояв­ляющихся в определенных учебных ситуациях.

Диапозитивы (слайды) — это статичные экранные пособия. Они охватывают широкий круг вопросов в зависимости от своеобразия изучаемого предмета. Изображения на диапозитиве воспринимаются обычно лучше, чем на плакатах, поскольку этому способствует яркое освещение и большие размеры экрана.

Диапозитивы достаточно гибки в использовании, дают возмож­ность изменять последовательность демонстрации кадров и прово­дить неполный показ серии, так как каждый кадр является информа­тивно целостным. Это дает возможность педагогу использовать серии диапозитивов сообразно своей методике и в различных учебных ситу­ациях.

Диафильмы. Это также статичные экранные СО. Изобразитель­ный материал этих пособий имеет структуру, предусматривающую определенную последовательность кадров согласно заложенной авто­ром методической идеи.

Изменение последовательности кадров в диафильме ведет к нару­шению логической структуры его содержания, целостности восприя­тия информации. Дидактические свойства этого вида пособий реали­зуются при создании различных вариантов диафильмов: с доминант­ной иллюстративной, проблемной, инструктивной функцией; путем фрагментарного построения, либо целостно.

Большие затруднения в использовании диафильмов вызывает подчас их большая информативная насыщенность, иногда часто пре­вышающая учебную программу и требующая дополнительного вре­мени на уроке. Этот недостаток частично преодолевается при фраг­ментарном построении диафильма.

Транспаранты — также статичное экранное пособие. Возмож­ность проецирования транспарантов с помощью графопроектора без затемнения является огромным преимуществом этого вида пособий.

Транспаранты изначально использовались как заменитель класс­ной доски. Поэтому ленточные фолии до сих пор весьма популярны и широко используются в учебном процессе. Преподаватель может, сидя лицом к учащимся, вести необходимые записи, поясняющие его объяснение, которые проецируются на экран. В этом случае он может по ходу объяснения наносить нужные изображения, руководить на­блюдением учащихся, привлекать их к решению той или иной позна­вательной задачи (проводитьсравнения, сопоставления, анализ, син­тез, дополнять информацию в схемах или таблицах и т.д).

Одним из вариантов предъявления информации с помощью транс­парантов является наложение одного кадра на другой. Это позволяет не сразу, а постепенно передавать учащимся информацию, логиче­ское завершение которой происходит с наложением последнего кадра. Таким образом, транспарантам присуща некоторая динамичность, которая особенно важна при формировании модельных представле­ний: строении вещества, устройства машин и аппаратов, показе стро­ения живых объектов; демонстрации действия электрического тока, циклов работы ДВС, взаимодействия атомов и молекул, построении графических изображений и т.п.

Транспаранты выпускают обычно сериями, содержащими 6—8 кадров. Транспаранты могут быть изготовлены самим преподавате­лем и использованы согласно принятым им методическим приемам.

Учебное кино еще совсем недавно принято было считать самым наглядным средством обучения. Эта наглядность обусловлена бога­тыми дидактическими возможностями учебного кино: информатив­ной плотностью, позволяющей сообщить больше информации в более жономной форме, чем словесное изложение; совершить экскурсию в историю науки и техники; показывать объекты, процессы, явления, недоступные для непосредственного наблюдения; ускорить или за­медлить процесс, наконец, зафиксировать его; показывать с по­мощью модельных изображений и мультипликации внутреннюю i гру ктуру объектов и явлений; «раскрыть» для наблюдения заводские.пшараты и установки, знакомить с новой инструментальной техни-

кой управления, «проникать» в лабораторию ученого, исследователя, давать необходимый инструктаж по выполнению приемов и технике работы, наглядно сравнивать, сопоставлять, обобщать, ставить и раз­решать проблемы.

В последние годы учебные кинофильмы не выпускаются. Им на смену пришла учебная видеозапись.

Учебная видеозапись позволяет интегрировать воедино средства отображения информации, ранее присущие отдельным экранно-зву-ковым средствам: кино, радио, телевидению, диафильмам, диапози­тивам.

Видеозапись может быть повторена сколько угодно раз, может быть осуществлено фиксирование изображения на экране (стоп-кадр), изменен масштаб кадра и его отдельных деталей, использована световая «указка» и предусмотрены необходимые надписи в кадре.

Кроме этого, может быть осуществлена запись любой телевизион­ной передачи в автоматическом режиме с таймером в отсутствие пользователя.

Видеозаписи представляют учителю и учащимся возможности со­держательного отбора материала и фрагментарного их показа с учетом информационно-содержательных, временных параметров, организаци­онных форм и методических приемов обучения. Немалые возможности представляют натурные съемки видеокамерой: региональные объекты, видеорассказы ученых и интересных людей, выполнения трудовых при­емов и способов работы высококвалифицированных специалистов; ви­деоматериалы, полученные в процессе экспериментальных уроков: от­веты учащихся, дискуссии, видеодоклады. Видеозапись, выполненная с телеэкрана в любое удобное для пользователя время, освободила препо­давателя от жесткой привязанности к временным, содержательным и методическим параметрам телевидения.

Перспективной является разработка системы видеозаписи для про­фессиональной подготовки и повышения квалификации педагогов.

Однако учебная видеозапись кинофильмов и телепередач остает­ся, как правило, лишь их копией, в которых не всегда учитываются дидактические возможности и специфика видеозаписи как особого вида аудиовизуальных средств. Не всегда видеозапись может стать равноценным заменителем учебного кино, особенно если процесс обучения осуществляется в больших аудиториях, где размеры теле­экрана оказываются явно недостаточными.

Тем не менее сегодня можно констатировать, что видеозапись ус­пешно вытесняет традиционные экранные средства. Небольшие раз­меры телеэкрана компенсируются новыми организационными фор­мами использования видеозаписи в малых группах и при самостоя­тельном изучении материала, а также при наличии не одного, а нескольких телевизионных приемников в классах и аудиториях.

Для воспроизведения экранно-звуковых технических средств обу­чения необходима проекционная аппаратура: кинопроекторы, диа­проекторы, графопроекторы, эпипроекторы, видеомагнитофоны, те-

левизоры. В настоящее время на смену известным техническим сред­ствам приходит техника нового поколения, имеющая более широкий спектр дидактических возможностей. Среди них: компактные эпи­диаскопы, проекторы с жидкокристаллическими панелями (ЖК-па-нели), обеспечивающие высокую разрешающую способность, естест­венные цвета, быструю смену изображений, а также различная орг­техника (лазерные указки, маркеры, доски, цифровые фотокамеры и др.). Так, например, с помощью ЖК-панели, размещенной на план­шете графопроектора, подключенной к компьютеру или видеомагни­тофону, можно получить изображение на большом экране. В зависи­мости от целей демонстрации могут быть использованы разные моде­ли для статического или динамического изображения, цветного или монохромного.

Учебные приборы, установки, инструменты, лабораторные при­надлежности для эксперимента и практических работ составляют существенную часть систем учебного оборудования.

Целесообразность отбора учебного оборудования предусматрива­ет, прежде всего, выявление особенностей (способа) деятельности преподавателя и учащихся с этим видом средств и определение усло­вий успешного ее протекания.

Компонентный состав этой группы учебного оборудования обус­ловлен прежде всего требованиями, предъявляемыми к организации различных видов (форм) учебного эксперимента, который с эргоно­мических позиций может быть рассмотрен как экспериментально-практическая деятельность преподавателя и учащихся.

В дидактике учебного оборудования принята определенная клас­сификация этой группы средств обучения.

В основу классификации положены такие признаки, которые наи­более важны для грамотного использования учебных приборов, инст­рументов, лабораторных принадлежностей.

Прежде всего, важно определиться, для кого предназначены те или иные приборы, инструменты: для преподавателя или для учащихся, т.е. определить их дидактическое назначение. По этому признаку данную группу учебного оборудования подразделяют на демонстрационное обо­рудование и лабораторное (раздаточный материал для учащихся). Од­нако важно знать, для выполнения каких именно специальных содержа­тельных функций предназначено данное учебное оборудование, т.е. определить далее их функциональное назначение. Этот фактор обусло­вил выделение ряда приборов, установок, принадлежностей в группе специализированных приборов, которые, в свою очередь, могут быть подразделены по доминирующим признакам (измерение, использова­ние электрического тока, нагревание, воспроизведение специфических •.тлений и др.) на измерительные, электрические, нагревательные уз­коспециальные, оптические, прочие.

Важным является также и учет условий эксплуатации (режимов работы) этой группы оборудования, поскольку несоблюдение правил и норм эксплуатации приборов, инструментария может привести не

только к дидактически неверному использованию этого оборудова­ния, но к нарушению техники безопасности работы, режима или условий использования прибора.

И последнее: важно учесть также способ размещения приборов, ус­тановок, инструментов на рабочих местах преподавателя и учащихся. Поэтому различают оборудование стационарное и переносное.

Все эти признаки важны не только при педагогико-эргономиче-ском проектировании и конструировании приборов, установок, инст­рументов, но и для определения оптимальных дидактических усло­вий их использования в практике обучения, а также для создания правил техники безопасности.

Тренажеры составляют особую группу технических средств.

Тренажер — это техническое средство обучения, позволяющее имитировать трудовые (производственные) условия в учебно-произ­водственном процессе.

Тренажеры позволяют повысить эффективность формирования у учащихся производственных навыков управления технологически­ми процессами, определения причин неисправностей в технических объектах, выполнения и отработки сложных движений и т.д. В насто­ящее время самые разнообразные тренажеры используются при под­готовке водителей автомобилей, операторов энергетических и хими­ко-технологических установок, сварщиков и рабочих многих других профессий.

Тренажеры незаменимы в тех случаях, когда не представляется возможным целостное рассмотрение изучаемого объекта или явления (процесса) в реальных условиях.

Так, например, обучение на производственном оборудовании за­частую не позволяет расчленить деятельность учащихся на составля­ющие компоненты, чтобы они могли на определенных этапах осваи­вать их по отдельности. В ряде случаев ограничены возможности повторить приемы и операции, а иногда вообще невозможно обучение на реальном оборудовании из-за опасности его поломок, аварий и т.д.

Применение тренажеров обладает следующими преимуществами:

—способствует лучшей ориентировке учащихся при переходе от изучения теории на занятиях по спецтехнологии к овладению прак­тическими действиями, активизирует процесс обучения;

—создает возможность приблизить учащихся к производственной обстановке, в то же время исключая опасность аварий, поломок обо­рудования;

—позволяет задавать учащимся, повторять и варьировать нуж­ные режимы работы и производственные ситуации в любой момент, что зачастую в производственных условиях невозможно;

—создавать (имитировать) сложные условия работы, в том числе аварийные ситуации, с которыми учащиеся при работе на действую­щем оборудовании познакомиться не могут;

— моделировать и прогнозировать помехи и неисправности до
полного их устранения;

— помогает развивать у учащихся приемы самоконтроля — реша­ющего фактора при обучении многим навыкам, особенно при оснаще­нии тренажеров специальными средствами и устройствами обратной связи.

Тренажеры как средство, позволяющее моделировать техниче­ские объекты, производственную среду и соответственно деятель­ность учащихся, должны отвечать педагогико-эргономическим тре­бованиям, предусматривающим оптимальное сочетание техниче­ских, психолого-физиологических, дидактических параметров. В классификационной системе они могут быть отнесены к моделям уп­равляемых технических объектов, воспроизводящих или имитирую­щих с различной степенью точности их характеристики.

Важным фактором при создании тренажера является упрощение и расчленение осваиваемой учащимися трудовой деятельности с тем, чтобы обучение было продолжено в реальных производственных ус­ловиях. Поэтому в учебных целях должна моделироваться не вся производственная среда, не вся осваиваемая учащимися трудовая деятельность и не все операции, а только наиболее трудные в обуче­нии и наиболее значимые, от которых зависит успех будущей само­стоятельной работы учащихся. Однако чем больше модель приближе­на к реальным условиям выполнения операций, тем выше ее эффек­тивность как средства обучения.

По конструкции и назначению применяемые тренажеры можно подразделить на три группы:

1. Тренажеры, моделирующие устройство и функции технических
объектов, предназначенные для отработки приемов обслуживания и
управления реальными объектами. К ним относятся, например, авто­
мобильные тренажеры, тренажеры, моделирующие технологические
установки химического производства, и т.д. Эти тренажеры, в свою
очередь, подразделяются на тренажеры, воспроизводящие моделиру­
емые объекты в тех же размерах, что и реальные устройства, и трена­
жеры, на которых обучение осуществляется путем выполнения уп­
ражнений в управлении действующими моделями технических объ­
ектов (уменьшенных размеров).

Тренажеры, моделирующие устройства и функции технических объектов, могут быть построены на принципах физического и мате­матического моделирования на базе электронно-вычислительной техники.

В большинстве случаев используются тренажеры, представляю­щие собой физические модели. Под физической моделью подразуме­вается предмет, процесс, ситуация и др., обладающие рядом физиче­ских свойств, сходных с оригиналом, но отличающиеся размерами, массой и отсутствием второстепенных явлений и деталей. Например, автомобильный тренажер имитирует рабочее место водителя и «дви­жение» по дороге (движущуюся дорогу).

2. Тренажеры, предназначенные для формирования умений уча­
щихся, связанных с определенной интеллектуальной деятельностью.

К ним относятся, например, тренажеры-имитаторы, фиксирующие неисправность работы оборудования, аппаратуры и предназначенные для обучения поиску неисправностей; тренажеры для обучения на­ладчиков станков-автоматов и автоматических линий, поиску при­чин брака и т.д. При создании таких тренажеров не ставится задача моделирования, копирования устройства и функций технических объектов. Их назначение — обучить учащихся алгоритмам, прави­лам выполнения определенных умственных действий (например, правилам анализа причин брака) и т.п.

3. Особая разновидность тренажеров — тренировочные устройст­ва, которые предназначены для облегчения формирования какого-либо одного двигательного навыка. Тренировочные устройства не мо­делируют, как правило, устройство и функции технических объек­тов. Формирование выделенных навыков осуществляется с применением несложных приборов и приспособлений. Например, тренировочные установки для отработки координации движений рук при отпиливании металла напильником, резания слесарной ножов­кой, координации движений рук при фигурном обтачивании деталей и т.п.

Организуя упражнения на тренажере, важно ознакомить учащих­ся со специальным визуальным языком, способами кодирования ин­формации: формой, размером, пространственной ориентацией, бук­вами, цифрами, цветом, яркостью, частотой мельканий, логограмма­ми, знаками изображения, используемыми в дисплеях, различного рода индикаторах, экранах, табло. Это важно для специалистов са^ мых разных профилей, например, для подготовки аппаратчиков (операторов) химических и нефтехимического производства. На тре­нажере, предназначенном для подготовки такого специалиста, ими­тируется нормальный технологический режим и характерные откло­нения, в том числе аварийные ситуации. При выходе параметров процесса за допустимые пределы срабатывает звуковая и световая сигнализация. Учащиеся, получая по показаниям контрольно-изме­рительных приборов информацию о нарушении того или иного пара­метра, должны принять решение и возвратить процесс к нормальному режиму, что осуществляется при помощи вентилей ручного или клю­чей дистанционного управления. Тренажер позволяет также демон­стрировать работу установки в автоматическом режиме. За правиль­ностью действий учащегося можно следить по показаниям контроль­но-измерительных приборов, а также по звуковой и световой сигнализации. Кроме того, действия учащегося фиксируются на ди­аграммах самопишущих приборов, что позволяет осуществлять кон­троль и самоконтроль.

Существенным достоинством тренажера является применение ус­коренного масштаба времени. Дело в том, что изменения параметров реальных технологических процессов химического и нефтехимиче­ского производств происходят сравнительно медленно, и для того чтобы выполнить все упражнения в обычном масштабе протекания

процессов, требуется в несколько раз больше учебного времени. Ус­коренное же протекание модели технологического процесса делает более наглядными изменения его параметров.

Как показали исследования и передовой педагогический опыт, рациональным является следующее построение обучения на трена­жерах: задание мастером (преподавателем) на тренажере определен­ной ситуации, режима тренировки; анализ учащимися содержания задания; определение состояния моделируемой на тренажере систе­мы, выявление отклонений от нормы, их величины и характера; при­нятие учащимися решения и определения алгоритма приведения си­стемы в норму; работа учащихся с органами управления тренажером по приведению системы в норму, отработка способов деятельности, текущий контроль состояния системы на основе данных информаци­онной части тренажера; анализ мастером (преподавателем) и учащи­мися успешности упражнений по показателям контрольного пульта управления тренажером; обоснование учащимися действий, выпол­ненных на тренажере, и полученных результатов.

УЧЕБНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ

Учебно-производственные средства являются основой учебно-материальной базы производственного обучения, включаю­щей учебно-производственные мастерские, их оборудование, вспомо­гательные службы.

Учебные (учебно-производственные) мастерские являются струк­турными подразделениями профессионального учебного заведения, предназначенными для производственного обучения учащихся по со­ответствующим профессиям и осуществляющим производственную деятельность на началах хозрасчета.

В учебных мастерских осуществляется формирование профессиональ­ных навыков и умений учащихся в процессе изготовления продукции, выполнения производственных заказов, заданий по обслуживанию насе­ления при непременном соответствии этих работ, заказов и заданий тре­бованиям программ производственного обучения. Здесь учащиеся приоб­ретают навыки рациональной организации рабочего места; знакомятся с механизмами, инструментами, приспособлениями, необходимыми для выполнения работ; овладевают начальными навыками и умениями вы­полнения трудовых приемов, операций, способами выполнения работ комплексного характера; приучаются к производственной культуре, ра­циональному использованию учебного времени, соблюдению требований безопасности труда, производственной и технологической дисциплины.

Эффективность производственного обучения учащихся в учебных мастерских зависит от создания в них комфортной учебно-производ­ственной среды, включающей компоненты-условия:

материально-технические: достаточная площадь; наличие, раз­мещение и исправное состояние оборудования, инструментов, осна­стки; нормальное обеспечение сырьем и материалами; качественное и своевременное техническое обслуживание оборудования; соответ­ствие требованиям безопасности труда и пожарной безопасности;

санитарно-гигиенические: нормальное естественное и искусст­венное освещение; соответствие помещения учебной мастерской, его состояния и содержания санитарно-гигиеническим требованиям; оп­тимальный температурный режим, воздухообмен и вентиляция; ми­нимально допустимый уровень запыленности, загазованности, шума; оснащенность санитарно-гигиеническими устройствами и средства­ми для оказания первой медицинской помощи;

эстетические: цветовая гамма окраски помещения и оборудования в соответствии с требованиями дизайна; озеленение; стиль и содержа­ние оформления;

технико-педагогические: взаимосвязь учетных мастерских при выполнении учебно-производственных работ (заказов); поддержа­ние оптимального трудового режима учащихся; обеспечение каждого учащегося нормально оснащенным индивидуальным рабочим мес­том; обеспечение условий для бригадной организации учебно-произ­водственного труда учащихся; соответствие требованиям научной ор­ганизации труда — НОТ.

Производственное обучение в учебных мастерских учащиеся про­ходят на специально организованных рабочих местах.

Рабочее место учащегося, независимо от профиля и профессии, должно соответствовать следующим общим требованиям:

техническая исправность оборудования, наличие ограждений, за­землений, самовыключателей, защитных устройств, предохраните­лей и других средств безопасности работы учащихся;

достаточная освещенность рабочей зоны; обеспечение условий для наименее утомительной рабочей позы учащегося и наиболее эконом­ных движений; оснащение в случае необходимости устройствами для работы сидя;

оснащение в случае необходимости аварийной сигнализацией или устройствами для дистанционной связи с мастером производственно­го обучения;

удобство для текущего обслуживания оборудования, очистки и уборки.

В учебной мастерской оборудуется рабочее место мастера произ­водственного обучения, рациональная организация и оснащение ко­торого необходимыми средствами обучения во многом определяют качество его педагогической деятельности. Рабочее место мастера должно обеспечивать удобство, скорость и эффективность выполне­ния его функций по управлению учебно-производственным процес­сом; быть образцом научной организации, оснащения, оформления и содержания; обеспечивать нормальные условия для проведения кол­лективного инструктирования учащихся.

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СРЕДСТВ ОБУЧЕНИЯ

В области развития учебно-материальной базы профес­сиональной школы будущего можно наметить несколько направле­ний, наиболее эффективно учитывающих потребности современного учебного процесса, направленного на развитие личности и ее индиви­дуальности:

— возможность свободного доступа учащихся к различным источ­никам информации, в том числе удаленным базам данных, всем ин­формационным ресурсам Internet, CD-ROM, пр.;

— возможность различных видов деятельности с этой информа­цией, в том числе ее переструктурирование, монтаж, использование различных видов наглядности (вербальной, графической, звуковой);

— наличие интерактивных характеристик в соответствующих
обучающих системах.

Указанные направления развития У МБ могут иметь различные решения в зависимости, например, от форм обучения (очное обуче­ние — дистанционное обучение, базирующееся на компьютерных телекоммуникациях или на интерактивном телевидении). В настоя­щее время можно назвать четыре основных направления применения новых информационных технологий (НИТ) в учебном процессе, от­вечающих современным социальным запросам:

— использование текстовых редакторов и издательских техноло­гий (desktop publishing);

— телекоммуникации;

— гипертексты и интерактивные мультимедиа;

— компьютерная робототехника.

Уже сейчас имеются решения создания радиоволновых компью­терных технологий, технологий виртуальной реальности, которые могут внести дополнительные и достаточно кардинальные изменения в существующие уже возможности информационных технологий. Но эти технологии, особенно виртуальной реальности, требуют очень тщательных исследований не только педагогов, но гигиенистов, пси­хологов.

Актуальность создания этой группы средств продиктована не только их высокими технологическими возможностями, но, прежде всего, педагогическими потребностями развивающего обучения и по­вышения его эффективности, в частности, необходимостью формиро­вания навыков самостоятельной учебной деятельности, исследова­тельского подхода в обучении; формирования критического мышле­ния, культуры труда и др.

Достаточно указать только на некоторые дидактические возмож­ности этих средств.

Так, например, при изучении предметов естественнонаучного и профессионально-технического циклов использование системы

средств на базе НИТ, в частности, комплекта датчиков и устройств, сопрягаемых с персональными компьютерами, предоставляет обуча­емому целый диапазон возможностей для исследования:

— многократное повторение эксперимента или фрагмента; реги­страция необходимых его параметров;

— визуализация представлений и понятий различными формами предъявления изучаемого материала (графика, цвет, увеличение, динамика и др.);

— различные виды моделирования, в том числе с использованием экспериментальных результатов;

— автоматизация обработки данных;

— конструирование учебных роботов, имитирующих технические устройства и механизмы.

Прикладные программы различного назначения открывают перед пользователем широчайшие возможности познавательной деятель­ности в самых разных областях знаний, возможности творческой де­ятельности, поскольку ученик может не только работать с информа­цией, но и создавать собственные тексты, иллюстрированные графи­чески и даже со звуковым оформлением, может решать самые разнообразные математические задачи, моделировать различные си­туации, экспериментируя в области естественнонаучного, экологи­ческого, экономического и гуманитарного знания.

Компьютерные телекоммуникации (электронная почта, телекон­ференции, аудио, видеоконференции, система Internet) расширяют возможности информационного обеспечения масштабами всего мира.

Технологии гипертекста позволяют работать с большими объема­ми информации, структурируя ее по своему усмотрению, используя не только текстовый материал, но и графический. С помощью техно­логий гипертекста или гипермедиа или, как ее еще называют, интер­активных мультимедиа, ученик может соединять не только вербаль­ный материал, но и видео и звук, причем не только статичные образы, но и динамичные, используя так называемые гиперкарды (HyperCards) для Макинтошей или линквей (Linkway) для IBM.

И наконец, средства НИТ могут быть использованы в виде объек­тивно-предметных и проблемно-ориентированных программных средств, например, различных баз данных, позволяющих осуществ­лять оперативный поиск необходимой учебной информации при изу­чении также и гуманитарных дисциплин.

Большие перспективы у дистанционного обучения на основе ком­пьютерных телекоммуникаций.

Дистанционное обучение создаст возможность транслировать учебный материал наиболее высокого уровня и вводить в практику обучения педагогические инновации с привлечением их создателей.

Дистанционное обучение с помощью средств новых информаци­онных технологий создаст предпосылки для повышения качества про­цесса обучения на основе использования компьютерной техники, для повышения информационной культуры современного общества.

Возможные виды организации дистанционного обучения:

— передача «консервированного учебного продукта» с помощью компьютерных обучающих программ, видео- и аудиозаписей;

— проведение занятий, в которых участвует несколько учебных групп и классов, расположенных в разных местах;

— отдельные лекции или циклы лекций известных ученых, ква­лифицированных педагогов-методистов, учителей-новаторов;

— телеконференции, диспуты;

— обмен учебно-методическими материалами.

Использование телекоммуникационных сетей позволяет в кратчай­шие сроки распространять передовые педагогические технологии, про­фессиональные знания в различных областях, формировать у учащихся коммуникативные навыки и умения работы с информационными источ­никами. Использование технологий мультимедиа позволяет сделать та­кое обучение достаточно наглядным. Сейчас даже кинофильмы, любые видеоизображения со звуковым сопровождением можно передавать по сети и «скачивать» из соответствующих информационных ресурсов Internet. Создание и использование технологии интерактивного видео (CD-ROM, лазерные диски) следует также отнести к перспективным направлениям развития учебно-материальной базы образования всех ступеней и уровней, в том числе и профессионального образования.

Важное место в разработке перспективных средств обучения отве­дено учебному оборудованию на базе электронной техники для про­ведения демонстрационного эксперимента и разноуровневых практи­кумов по курсам общеобразовательных и технических предметов (приборы и комплекты раздаточного материала, компьютерные практикумы, электронные контурные карты, электронные атласы и энциклопедии, создаваемые на базе средств геоинформатики).

Технические возможности новых электронных технологий позво­ляют сместить акцент с описания качественных характеристик изу­чаемых явлений на количественные параметры, что повышает дока­зательность и научность проводимых исследований.

Развитие информационных технологий определило еще одно пер­спективное направление в сфере образования — медиаобразование, целью которого является подготовка учащихся к овладению средства­ми массовой коммуникации (пресса, ТВ, кино, радио, видео и др.), формирование умения взаимодействовать с различными источника­ми информации: осуществлять отбор, удовлетворять свои информа­ционные потребности в зависимости от поставленной задачи, совер­шенствовать информационную культуру.

В целом можно указать на следующие специфические тенденции развития модернизируемых и вновь создаваемых систем средств обу­чения:

— сокращение номенклатуры пособий {принципы комплектно­сти, необходимости и достаточности);

— расширение их функциональных возможностей (принцип по­лифункциональности);

—создание условий для комплектования средств обучения и раз­работки систем СО (принцип комплементарности и комплексности);

—разработка комплектов для самостоятельных занятий учащих­ся, в том числе исследовательских и практических работ для разных уровней обучения (принцип вариативной дифференциации);

—создание модульных (в том числе и компьютерных) комплектов специального назначения для специализированных и интегрирован­ных практикумов, обеспечивающих внедрение новых технологий обучения (принцип модульности и интерактивности).

§5