Тема. Технические и электронные средства обучения

Технические средства обучения (ТСО) - системы, комплексы, устройства и аппаратура, применяемые для предъявления и обработки информации в процессе обучения с целью повышения его эффективности. По функциональному назначению ТСО обычно делят на три основных класса: информационные, контролирующие и обучающие.

К информационным относятся в основном аудиовизуальные ТСО: радиовещание, учебное кино и учебное телевидение, статическая диапроекция, лингафонное оборудование. Эти средства используются как для предъявления учебной информации в пределах заданного этапа обучения (лекция, цикл лекций), так и для усиления наглядности изучаемой информации при различных формах учебной деятельности. Аудиовизуальные ТСО могут быть успешно использованы также и при самостоятельном обучении. В качестве информационных ТСО могут применяться электронные вычислительные устройства.

Контролирующие ТСО предназначены для определения степени и качества усвоения учебного материала. Такие устройства используются во всех фазах учебного цикла. Контроль - неотъемлемая часть процесса обучения, он выполняет функции обратной связи между обучаемым и преподавателем. Основные формы контроля, реализуемые с помощью контролирующих ТСО, - текущий контроль усвоения учащимися некоторого объёма учебного материала и итоговый контроль на определённой стадии учебного процесса. Контролирующие ТСО бывают индивидуальные и групповые и различаются по типу обучающих программ и методам ввода ответа обучаемого. Такие ТСО бывают различной сложности: от простейших карт, кассет и билетов автоматизированного контроля до специальных электронных контролирующих автоматов и ЭВМ включительно. В наиболее совершенных контролирующих устройствах используются разветвленные обучающие программы с конструируемым ответом. При автоматизированном контроле качества усвоения материала преподаватель в значительной степени освобождается от трудоёмких операций, присущих обычным методам опроса, что дает ему возможность уделять больше внимания творческим аспектам обучения и индивидуальной работе с учащимися. Контроль становится более регулярным, достоверным, экономным (с точки зрения затрат времени).

Дидактические возможности обучающих, так же как и контролирующих ТСО, определяются степенью совершенства программ, которые в них реализуются. Программа и ТСО органически взаимосвязаны и дополняют друг друга. Какими бы совершенными ни были ТСО, без соответствующей программы, разработанной на основе принципов теории обучения и с учетом достижений в области изучаемого предмета, они утрачивают свою ценность в дидактическом плане и становятся малоэффективными при контроле знаний. В то же время любая совершенная обучающая программа требует для своей реализации устройства с высокими техническими данными. Наиболее полно требованиям, предъявляемым к ТСО, удовлетворяют автоматизированные обучающие системы (АОС).

АОС - функционально взаимосвязанный набор подсистем учебно-методического, информационного, математического и инженерно-технического обеспечения на базе средств вычислительной техники, предназначенный для оптимизации процессов обучения в различных его формах и работающий в диалоговом режиме коллективного пользования. АОС дают возможность использовать быстродействие ЭВМ, способность хранить большое количество информации, логической возможности, дистанционный доступ к информационным массивам, возможность накапливать и обрабатывать статистический материал об учебном процессе с требуемым уровнем обобщения. Применение АОС в учебном процессе позволяет решить ряд фундаментальных проблем педагогики, основные из которых - индивидуализация обучения в условиях массовости образования; развитие творческой активности и способностей учащихся к познавательной деятельности; унификация учебно-методического материала в связи с открывшейся возможностью «тиражирования» опыта лучших преподавателей.

Электронные средства обучения (ЭСО). Существует много подходов к введению терминов и понятий, описывающих такие средства. Во многих научных и учебно-методических изданиях их называют педагогическими программными средствами, компьютерными учебными средствами, педагогическими средствами учебного назначения, учебными компьютерными программами. Этот список терминов можно продолжить. Мы будем применять термин ЭСО для именования средств, работающих с использованием компьютерной и телекоммуникационной техники и применяемых непосредственно в обучении. В общем виде понятие электронного средства обучения с определенным допущением можно отождествлять с понятием образовательного электронного издания (ОЭИ), которое представляет собой совокупность графической, текстовой, цифровой, речевой, музыкальной, видео, фото и другой информации.

В одном электронном издании могут быть выделены информационные (или информационно-справочные) источники, инструменты создания и обработки информации, управляющие структуры. Электронное издание может быть исполнено на любом электронном носителе, а также опубликовано в электронной компьютерной сети. В этом случае образовательным электронным изданием (ОЭИ) или (равнозначно) электронным средством обучения (ЭСО) является электронное издание, содержащее систематизированный материал по соответствующей научно-практической области знаний обеспечивающее творческое и активное овладение учащимися знаниями, умениями и навыками в этой области.

Образовательное электронное издание должно отличаться высоким уровнем исполнения и художественного оформления, полнотой информации, качеством методического инструментария, качеством технического исполнения, наглядностью, логичностью и последовательностью изложения.

Образовательное электронное издание и электронные средства обучения не могут быть редуцированы к бумажному варианту без потери дидактических свойств. Благодаря специфике своего определения, ЭСО существенно повышают качество визуальной и аудиоинформации, она становится ярче, красочнее, динамичнее. Огромными возможностями обладают в этом плане современные технологии мультимедиа. Кроме того, при использовании электронных средств в обучении коренным образом изменяются способы формирования визуальной и аудиоинформации.

Если традиционная наглядность обучения подразумевала конкретность изучаемого объекта, то при использовании компьютерных технологий становится возможной динамическая интерпретация существенных свойств не только реальных объектов, но и научных закономерностей, теорий, понятий.

Основными видами компьютерных средств учебного назначения, которые могут рассматриваться как компоненты ЭСО или ОЭИ, являются:

o сервисные программные средства общего назначения;

o программные средства для контроля и измерения уровня знаний, умений и навыков обучающихся;

o электронные тренажеры;

o программные средства для математического и имитационного моделирования;

o программные средства лабораторий удаленного доступа и виртуальных лабораторий;

o информационно-поисковые справочные системы;

o автоматизированные обучающие системы (АОС);

o электронные учебники (ЭУ);

o экспертные обучающие системы (ЭОС);

o интеллектуальные обучающие системы (ИОС);

o средства автоматизации профессиональной деятельности (промышленные системы или их учебные аналоги).

Сервисные программные средства общего назначения применяются для автоматизации рутинных вычислений, оформления учебной документации, обработки данных экспериментальных исследований. Они могут быть использованы при проведении лабораторных, практических занятий, при организации самостоятельной и проектной работы.

Программные средства для контроля и измерения уровня знаний обучающихся нашли наиболее широкое применение ввиду относительной легкости их создания. Существует целый ряд инструментальных систем-оболочек, с помощью которых преподаватель, даже не знакомый с основами программирования, в состоянии скомпоновать перечни вопросов и возможных ответов по той или иной учебной теме. Как правило, задачей обучаемого является выбор одного правильного ответа из ряда предлагаемых ответов. Такие программы позволяют разгрузить учителя от рутинной работы по выдаче индивидуальных контрольных заданий и проверке правильности их выполнения, что особенно актуально в условиях массового образования. Появляется возможность многократного и более частого контроля знаний, в том числе и самоконтроля, что стимулирует повторение и, соответственно, закрепление учебного материала.

Электронные тренажеры предназначены для отработки практических умений и навыков. Такие средства особенно эффективны для обучения действиям в условиях сложных и даже чрезвычайных ситуаций при отработке противоаварийных действий. Использование реальных установок для тренировок нежелательно по целому ряду причин (перерывы в электроснабжении, возможность создания аварийных ситуаций, повышенная опасность и т.п.). Кроме этого, электронные тренажеры используются для отработки умений и навыков решения задач. В этом случае они обеспечивают получение краткой информации по теории, тренировку на различных уровнях самостоятельности, контроль и самоконтроль.

Программные средства для математического и имитационного моделирования позволяют расширить границы экспериментальных и теоретических исследований, дополнить физический эксперимент вычислительным экспериментом. В одних случаях моделируются объекты исследования, в других - измерительные установки. Такие средства позволяют сократить затраты на приобретение дорогостоящего лабораторного оборудования, повысить уровень безопасности работ в учебных лабораториях. К моделирующим программным средствам можно также отнести предметно-ориентированные программные среды, обеспечивающие возможность оперирования моделями-объектами определенного класса.

Информационно-поисковые справочные программные системы предназначены для ввода, хранения и предъявления педагогам и обучаемым разнообразной информации. К числу подобных систем могут быть отнесены различные гипертекстовые и гипермедиа программы, обеспечивающие иерархическую организацию материала и быстрый поиск информации по тем или иным признакам. Большое распространение получили также всевозможные базы данных. Системы управления базами данных обеспечивают возможность поиска и сортировки информации. Базы данных могут использоваться в учебном процессе для организации предъявления содержания учебного материала и его анализа. Учебные базы данных рекомендуются для самостоятельной работы учащихся с целью поиска и анализа необходимой информации.

Автоматизированные обучающие системы (АОС), как правило, представляют собой обучающие программы сравнительно небольшого объема, обеспечивающие знакомство учащихся с теоретическим материалом, тренировку и контроль уровня знаний.

Электронные учебники (ЭУ) являются основными электронными средствами обучения. Такие учебники создаются на высоком научном и методическом уровне и должны полностью соответствовать составляющей дисциплины образовательного стандарта специальностей и направлений, определяемой дидактическими единицами стандарта и программой. Кроме этого, ЭУ должны обеспечивать непрерывность и полноту дидактического цикла процесса обучения при условии осуществления интерактивной обратной связи. Одним из основных свойств ЭУ, является то, что его редукция к бумажному варианту (распечатка содержания ЭУ) всегда приводит к потере специфических дидактических свойств, присущих ЭУ.

Экспертные обучающие системы (ЭОС) реализуются на базе идей и технологий искусственного интеллекта. Такие системы моделируют деятельность экспертов при решении достаточно сложных задач. ЭОС способны приобретать новые знания, обеспечивать ответ на запрос обучаемого и решение задач из определенной предметной области. При этом ЭОС обеспечивает пояснение стратегии и тактики решения задач в ходе диалоговой поддержки процесса решения. К сожалению, при работе с ЭОС не реализуются такие звенья дидактического цикла процесса обучения, как организация применения учащимися полученных первичных знаний и получение обратной связи (контроль действий учащихся). При работе с ЭОС обучаемым не приходится самим искать решение, соответственно, не реализуется и такое звено дидактического цикла, как получение обратной связи.

Интеллектуальные обучающие системы (ИОС) относятся к системам наиболее высокого уровня и также реализуются на базе идей искусственного интеллекта. ИОС могут осуществлять управление на всех этапах решения учебной задачи, начиная от ее постановки и поиска принципа решения и кончая оценкой оптимальности решения, с учетом особенностей деятельности обучаемых. Такие системы обеспечивают диалоговое взаимодействие, как правило, на языке, близком к естественному. При этом в ходе диалога могут обсуждаться не только правильность тех или иных действий, но и стратегия поиска решения, планирования действий, приемы контроля и т.д. В ИОС на основе модели обучаемого (уточняемой в ходе учебного процесса) осуществляется рефлексивное управление обучением. Многие ИОС могут совершенствовать стратегию обучения по мере накопления данных. Отличительным признаком ИОС является то, что они не содержат основных и вспомогательных обучающих воздействий в готовом виде, а генерируют их.

Средства автоматизации профессиональной деятельности (пакеты прикладных программ, CALS-системы и т.п.) рассматриваются в составе электронных средств обучения не только как предмет изучения, но и как средство обучения при решении профессионально-ориентированных задач.

Использование средств информационных технологий приводит к обогащению образования следующими значимыми возможностями:

o совершенствования методов и технологий отбора и формирования содержания образования;

o введения и развития новых специализированных учебных дисциплин и направлений обучения, связанных с информатикой и информационными технологиями;

o внесения изменений в обучение большинству традиционных дисциплин, напрямую не связанных с информатикой;

o повышения эффективности обучения за счет повышения уровня его индивидуализации и дифференциации, использования дополнительных мотивационных рычагов;

o организации новых форм взаимодействия в процессе обучения и изменения содержания и характера деятельности обучающего и обучаемого;

o совершенствования механизмов управления системой образования.

 

Подробнее с темой можно познакомиться в литературе:

1) Технология создания электронных средств обучения. URL: http://www.ido.rudn.ru/nfpk/tech/t1.html#

2) Фролов И.Н., Егоров А.И. Методология применения современных технических средств обучения. URL: http://www.rae.ru/monographs/42

Задания для самостоятельной работы:

1. Определите, о каком классе технических средств обучения идет речь:

а) используются для предъявления учебной информации и усиления наглядности изучаемого материала при различных формах учебной деятельности;

б) освобождают преподавателя от трудоёмких операций, присущих обычным методам опроса, что дает ему возможность уделять больше внимания творческим аспектам обучения и индивидуальной работе с учащимися;

в) позволяют индивидуализировать обучение в условиях массовости образования и унифицировать учебно-методический материал.

2. Продолжите список терминов-синонимов: электронные средства обучения, педагогические программные средства, компьютерные учебные средства, педагогические средства учебного назначения, …

3. Дополните перечень требований к образовательному электронному изданию: высокий уровень исполнения и художественного оформления, …, качество методического инструментария, …, наглядность, логичность и последовательностью изложения.

4. Ответьте на вопросы:

1)Может ли образовательное электронное издание иметь бумажный вариант, сохраняющий его дидактические свойства?

2)При проведении каких видов занятий преимущественно используются сервисные программные средства общего назначения?

3)Может ли преподаватель, не знакомый с основами программирования, использовать в работе программные средства для контроля и измерения уровня знаний обучающихся?

4)Продумайте отрицательные следствия повсеместного внедрения образовательных электронных средств.