Компьютеризация учебного процесса

Развитие компьютерного образования вызывает необ­ходимость определенной систематизации компьютерных средств обу­чения.

Для облегчения проблемы выбора рекомендуется воспользоваться классификацией, характеризующей определенные уровни компью­теризации учебного процесса.

Согласно этой классификации выделяются три уровня компьюте­ризации учебного процесса.

Первый уровень предполагает создание образовательного про­странства на основе глобальных или региональных компьютерных

систем. Таких, например, как INTERNET, WORLDCLASSROOM, PLATO и др. Условием включения в учебный процесс любой из них является определенная адаптация учебных планов к требованиям глобальных систем, наличие соответствующей (достаточно дорогой и мощной) компьютерной техники, определенной компьютерной гра­мотности пользователей, а также наличие у учащихся высокой моти­вации и умений самоорганизации всей учебной деятельности.

Второй, более низкий, уровень компьютеризации обучения пред­полагает создание обучающей среды на основе локальных компью­терных систем, например, в рамках учебного заведения или класса, что требует проектирования оригинальных компьютерных обучаю­щих программ или адаптации программ, предлагаемых рынком.

Третий уровень компьютеризации обучения предполагает вклю­чение компьютерной техники в комплекс дидактических средств, обеспечивающий учебный процесс, в качестве элемента, активизиру­ющего учебно-воспитательную деятельность учащихся. Условием проектирования таких систем является наличие самых обычных, да­же простейших, компьютерных средств, квалифицированных препо­давателей, знающих свой предмет и желающих творчески совершен­ствовать свою педагогическую деятельность.

Несмотря на то, что системы первого и второго уровней ориенти­рованы на масштабное применение, в настоящее время они чаще всего используются для решения проблем локального характера. Свя­зано это с тем, что внедрение их в учебный процесс требует сущест­венных организационно-педагогических изменений, значительных материальных, финансовых и прочих затрат, поэтому свое глобаль­ное предназначение они смогут выполнить лишь в перспективе.

В условиях ограниченного финансирования профессионального образования, отсутствия в отдельных районах квалифицированных программистов и персонала обслуживания, привлекательным явля­ется использование компьютерных систем, обеспечивающих третий уровень компьютеризации учебного процесса. Но такая ориентация не является противопоставлением или альтернативой компьютерным системам, обеспечивающим первый и второй уровни компьютериза­ции обучения, а скорее способствует пониманию необходимости поэ­тапного включения компьютерных средств обучения в систему обра­зования.

Необходимо также понимать, что информатизация сферы образо­вания должна опережать информатизацию других направлений об­щественной деятельности, поскольку именно здесь закладываются социальные, психологические, общекультурные, а также профессио­нальные предпосылки информатизации всего общества.

В связи со сказанным преподаватель должен сформулировать для себя определенные требования к компьютерным средствам обучения. Из чего при этом исходить?

Прежде всего, обучающая компьютерная система должна быть научно обоснованна, а это значит, что она должна опираться на прин-

ципы педагогики, при этом решающим фактором должно быть то, что преподаватель остается главной фигурой в учебном процессе, а ком­пьютер выступает в роли инструментария, обеспечивающего его ра­боту.

Надеяться на то, что разработчики компьютерных систем обу­чения предложат преподавателям добротный учебный материал, который учитывал бы все многообразие особенностей учебного процесса для конкретных условий, нереально. Довольно часто воз­никает необходимость внесения изменений в учебный процесс с учетом меняющихся факторов. Поэтому КСО должна быть универ­сальной и открытой, чтобы преподаватель имел возможность сам формировать и изменять учебно-методический комплекс, включа­ющий в себя в качестве активизирующего элемента компьютерную технику, который интенсифицировал бы учебный процесс и фор­мировал у учащихся положительную психологическую установку на работу с компьютером.

Помимо этого компьютерная система должна отвечать дополни­тельным требованиям, естественно вытекающим из практики. Она должна быть дидактически эффективной, доступной в стоимостном отношении, простой и надежной в эксплуатации как для преподава­теля, так и для учащихся, а также отвечать самым строгим санитар­но-гигиеническим требованиям.

Каковы же особенности организации работы компьютерных сис­тем обучения?

Любая компьютерная программа, в том числе и обучающая, для своей работы требует, в первую очередь, наличия операционной сис­темы (ОС) — специальной программы, позволяющей компьютеру взаимодействовать с другими программами, внешними устройствами (мониторами, принтерами, клавиатурами и т.д.) и пользователями. Для компьютерных средств не существует единой универсальной операционной системы. И если какая-либо компьютерная техника разработана под определенную операционную систему, то использо­вать в ней программы, разработанные в другой, до последнего време­ни было практически невозможно. Работа же с созданными в послед­нее время специальными программами, обеспечивающими согласо­вание различных операционных систем, представляет определенные сложности и требует соответствующей квалификации.

Структура компьютерной обучающей программы определяется на­личием системы управления (СУ) и учебного материала (УМ), заклю­чающего в себе содержание обучения и, как правило, состоящего из собственно информационного материала, структурированного опреде­ленным образом, контрольных вопросов, упражнений и тестов.

Указанные компоненты компьютерной обучающей программы могут быть организованы различным образом, при этом могут быть получены и различные результаты.

Наиболее распространенный вариант организации компьютерной обучающей программы представлена на рис. 6.

СУ

УМ

Рис. 6. Рис. 7.

Какие здесь можно увидеть недостатки?

То, что учебный материал заключен в единую оболочку и привя­зан к определенной операционной системе, создает сложности для пользователей, накладывает существенные ограничения в части рас­пространения. Разработка учебных материалов, стратегии и тактики по ведению учебного процесса при таком подходе — прерогатива разработчиков программ. Участие преподавателей на данном этапе зачастую весьма условно. Проблемы возникают и в случае необходи­мости внесения каких-либо корректировок в систему управления или в учебный материал. Для выполнения такой работы потребуется ква­лифицированный оператор.

Но возможен и другой вариант организации структуры компью­терной обучающей программы, свободной от указанных недостатков. Он представлен на рис. 7.

Разница по сравнению с предыдущим вариантом в том, что учеб­ный материал, занимающий большую часть объема компьютерной программы и требующий наибольших затрат на создание, выведен из компьютера. Учебный материал создается и в дальнейшем хранится вне компьютерной программы, поскольку выполняется в виде ОБЫЧНОГО ПЕЧАТНОГО учебного пособия.

Данный подход может быть реализован на основе так называемого принципа «книга — компьютер», позволяющего обеспечить выполне­ние специфических требований, предъявляемых к проектированию компьютерных систем, относящихся к третьему уровню компьютери­зации учебного процесса.

Один из вариантов организации такой компьютерной обучающей системы разработан и реализован проблемной лабораторией ЭВМ факультета вычислительной математики и кибернетики МГУ и полу­чил название — микрокомпьютерная система обучения (МСО) «На­ставник».

Данная разработка включает в себя несколько типов систем уп­равления для различных видов компьютерной техники, наиболее распространенных в нашей стране, начиная от бытовых компьютеров и кончая самыми современными. Необходимо подчеркнуть, что МСО «Наставник», являясь универсальной системой, позволяет включать ее в процесс обучения по самым различным дисциплинам.

Простота МСО «Наставник» обусловлена тем, что учащиеся взаи­модействуют с МСО через терминалы, сконструированные на базе

обычных калькуляторов. Возможность использования таких простых терминалов достигается за счет того, что учебный материал структу­рируется определенным образом, кодируется, а на индикаторе терми­нала отображается вся необходимая информация в виде простых и понятных кодов (цифры и буквы). Стандартный вариант «Наставни­ка» допускает одновременную работу 64 терминалов (рабочих мест), обеспечиваемую всего лишь одним компьютером, к которому предъ­являются самые минимальные требования по конфигурации. Это мо­жет быть даже бытовой компьютер серии БК. Компьютер может од­новременно сопровождать работу учащихся по восьми различным учебным дисциплинам.

Применение данной системы не требует от преподавателя знания программирования. Но наряду с традиционными требованиями к пре­подавателю — знать свой предмет и уметь его преподнести — система побуждает преподавателя более строго, творчески и логично проекти­ровать технологию процесса обучения. Работа преподавателя на ста­дии подготовки учебного материала заключается в процедуре его логического структурирования, деления на секции и разработке практических заданий для каждой секции, при этом преподаватель может использовать для подготовки учебных материалов встроенный в систему достаточно простой и удобный редактор текстов.

Принцип «книга — компьютер», заложенный в основу системы, позволяет обеспечить надежность реализации учебного процесса при самых неблагоприятных обстоятельствах, которые могут возникнуть (отключение электричества, заражение компьютера «вирусом», по­ломка компьютера и пр.), поскольку учебный материал выполнен в виде обычного печатного учебника и всегда остается доступным уча­щимся.

В силу специфики данной системы обеспечивается высокая моти­вация по включению преподавателей в творческую работу по состав­лению учебных материалов, осмыслению и обогащению содержания своей педагогической деятельности.

То, что структурированный носитель информации (учебный ма­териал) вынесен за пределы компьютерной среды, снимает и языко­вый барьер — перевод учебных материалов на языки народов России выполняется на основе традиционного печатного способа, что значи­тельно проще, чем это делается в компьютерной среде. В условиях, когда в нашей многонациональной стране наблюдается тенденция к определенной автономизации, это особенно актуально, поскольку указанная простота преодоления языковых барьеров вкупе с универ­сальностью, доступностью, адаптационной возможностью системы позволяют сохранить единое образовательное пространство.

Немаловажным фактором с психологической стороны является и то, что учащиеся, работая с привычными учебными пособиями (кни­гами), не испытывают какого-либо дискомфорта, присущего вариан­ту экранного представления учебного материала. Необходимо отме­тить, что существуют достаточно жесткие санитарно-гигиенические

требования для работающих с компьютером в силу определенного вредного воздействия компьютера и монитора на человека. В случае же с «Наставником» общение преподавателя с компьютером мини­мально, а учащихся и вовсе исключено.

МСО «Наставник» включает в себя три подсистемы — «Обуче­ние», «Тест», «Экзамен».

В дидактическом плане интересными представляются подсистемы «Обучение» и «Тест». Наибольшую дидактическую эффективность имеет подсистема «Обучение». Режим «Обучение» реализуется сле­дующим образом.

Каждому учащемуся предоставляется учебное пособие, в котором представлен структурированный учебный материал. Он разделен на секции, каждая из которых включает в себя информацию ограничен­ного объема. В конце каждой секции для закрепления изученного материала предлагаются контрольные упражнения в виде ситуатив­ных вопросов проблемного характера с альтернативными ответами на них. Каждый ответ учащегося на всем протяжении каждого занятия сравнивается с эталонным из числа альтернативных, а результатив­ность ответов, определяемая отношением количества правильных к общему количеству, сопоставляется с заданными условиями по уров­ню успеваемости.

Важным свойством системы является то, что преподавателю пре­доставляется возможность самому задавать верхнюю и нижнюю гра­ницы области успеваемости, с учетом уровня подготовки учащихся и сложности учебного материала. При этом жесткость требований по уровню успеваемости подбирается такой, чтобы быть достаточной для прочного закрепления учебного материала, но не чрезмерной, чтобы не подавить интерес к учебе.

При нахождении учащегося в области успеваемости он прораба­тывает материал в текущей секции. При выходе за нижнюю границу компьютерная программа возвращает учащегося в предыдущую сек­цию учебного материала, при выходе за верхнюю границу происхо­дит продвижение в последующую секцию учебного материала. При работе каждый верный ответ подтверждается соответствующим сооб­щением, а каждый неверный ответ сопровождается необходимыми комментариями.

Попытки использования метода случайного поиска правильных ответов достаточно быстро распознаются системой управления за счет исчерпания лимитированного числа возвратов после неправиль­ных ответов. Терминал такого учащегося компьютер отключает, и его дальнейшая учебная работа может быть продолжена после кон­сультаций с преподавателем.

Таким образом, происходит рациональное прорабатывание учеб­ного материала до полного его усвоения.

Подсистема «Тест» позволяет проводить текущий и рубежный контроль с высоким показателем достоверности и с существенной жономией времени.

Работа подсистемы «Экзамен» аналогична работе широко распро­страненных средств машинного программированного контроля.

Процесс изучения протоколируется, то есть проводится не перио­дический, а непрерывный контроль успешности усвоения учащимися учебного материала (по каждому учащемуся фиксируются все пра­вильные и неправильные ответы, а также время на их обдумывание). Программа предусматривает возможность статистической обработки протоколов и их распечатки, что позволяет анализировать качество учебной деятельности, ход учебного процесса, оценивать качество учебного материала и на этой основе вносить соответствующие кор­ректировки. Большой опыт применения указанной системы в школь­ном, вузовском и профессиональном обучении показал ее высокую привлекательность и эффективность.