Программные средства поддержки обучения
Современный высокий уровень развития науки и техники ставит перед системой образования проблему использования новых средств обучения. Одним из таких приоритетных средств обучения стал компьютер и новые информационные технологии, которые процесс обучения сделали увлекательным, зрелищным.
Компьютерное средство обучения (КСО) – программное средство (программный комплекс) или программно-технический комплекс, предназначенный для решения определенных педагогических задач, имеющий предметное содержание и ориентированный на взаимодействие с обучаемым.
Компьютер предоставляет огромные возможности работы с информацией, является источником и инструментом ее преобразования. Применение цвета, графики, звука, современных средств видеотехники позволяет моделировать различные ситуации и среды.
Применение преподавателями компьютерных технологий по изучаемым предметам и дисциплинам способствует отработке методических приемов, выработке навыков освоения учащимися компьютерных технологий, использования их для решения конкретных прикладных задач.
Применение компьютерных средств обучения дает возможность совершенствовать процесс образования, реализовать цели развивающего обучения, осуществить индивидуальный и дифференцированный подход в обучении.
Компьютерные технологии могут использоваться в учебной деятельности, выступая в роли дополнительного источника информации, инструмента исследования, средства организации учебно-познавательной деятельности. Чтобы включить обучающихся в активную деятельность, используются различные методы и приемы применения информационных технологий.
Следует учитывать то, что компьютер в обучении не заменяет преподавателя, как об этом иногда говорится и что приводит к отрицательному отношению к процессу компьютеризации образования, а является его помощником. Аналогично – компьютерный учебник не заменяет обычный, традиционный учебник, а дополняет его.
Использование компьютерных технологий в процессе обучения позволяют вести преподавание на высоком качественном уровне.
Классификация и анализ существующих программ программных систем обучения
В любом учебном процессе можно выделить три стандартные части:
дидактическую
методическую
антропологическую (или, иначе говоря, человеческий фактор).
Рисунок 6. Части учебного процесса
Дидактическая часть предполагает существование информационного наполнения и наличие структуры учебного предмета (например,ресурсы Internet, справочные системы и т.п.) — и, как отмечено выше,основной прогресс и пик развития компьютерных систем (в том числеи претендующих на звание обучающих) приходится сейчас на эту область.
Методическая часть (если она присутствует) во всех компьютерных системах выступает сейчас в виде только одной («школьной»)модели, основная схема действий в которой это «выучил — повторил— сдал». На самом деле есть, по крайней мере, три основных типаметодических систем организации учебного процесса:
Первый тип — информационно-упражненческая форма(обычная школьная форма);
Второй тип — задачно-целевая форма;
Третий тип — ситуативно-проблемная форма.
И во втором, и в третьем случаях необходим активный ученик,задающий вопросы. Третья форма отличается от второй осознаниемспособов собственной работы и учителем и учеником, а также наличи ем обширного дискуссионно-проблемного обучающего материала, поотношению к которому необходимо определение позиции ученика иучителя. Компьютерные обучающие системы позволяют разработатьпособия, которые помогут организовать учебный процесс по второ му и третьему типам за счет моделирования отдельных аспектов ифрагментов каждого субъекта учебного процесса (во взаимодействииучителя, ученика и обучающего материала) на основе моделей и методов нечеткой логики, параллельной обработки вариантов действий,использования эвристик и содержательных имитационных моделей.Кроме того весьма актуальна автоматизация задачи синтеза различных сценариев обучения, в частности, создание таких компьютерныхсредств, которые позволяли бы решать эту задачу педагогам, не являющимся профессионалами-программистами.
Существуют несколько видов программных (компьютерных) систем обучения (ПСО).
Рисунок 7. Классификация ПСО
Класифицируються они по решению педагогических задач:
Теоретические ПСО. В программах такого типа осуществляеться обучение сугубо теоретическим знаниям в определённой среде. Зачастую встречаютсья в виде електронных учебников, обучающих систем, систем контроля знаний. Например, учебник по физике на сайте http://www.physbook.ru/ в котором знания поделены на главы и «уроки» для удобства, а также информация собранна со многих источников.
Практические ПСО. Существуют для практического приминения теоретических знаний , зачастую оформлены в виде задачников, программ для проектирования, так же существует большое количество професиональных програм у которых есть возможность приобрести «студенческие» пакеты (тоесть возможно использования часть функционала программы не для комерческого использования а только для обучения) за небольшие деньги или совершенно бесплатно.
Справочные ПСО. Используються для «точечного» получения информации для выполнение конкретной задачи (или части её) или заполнения пробела в полученых знаниях. Встречаются в виде енциклопедий и справочников. Яркий пример – проект wikipedia.org
Так же существуют ПСО в которых сочетаються несколько видов обучения.
В плане организации существуют следующие форматы:
Работа в крупных группах. Встречается в виде «лекционных» с проектором или иной подобной схемой работы с относительно большим количеством учеников.
Работа в малых группах. Группы по несколько человек работающие зачастую в команде.
Индивидуальная работа. Работа ученика наедине с ПСО.
В качестве примера опишем некоторую формализацию процесса обучения, лежащую в основе проекта «IDEA».Структурная схема программы «IDEA»:
Рисунок8. Структурная схема IDEA
Учебный материал представлялся в виде набора деревьев, имеющих перекрестные ссылки, что отражало не только иерархичность структуры обучающего материала, но и различного рода ссылки, создающие вторичные и пр. структуры учебного материала, отражающие взаимосвязи различных учебных целей, задач и т.д. В зависимости от типа ученика, его успехов или неудач предлагалось три стратегии обучения (быстрая, нормальная и медленная)
Рисунок 9. Стратегии обучения
Правила экспертной системы — это продукции вида «Если<условие> то <действие>».Для экспертной системы был разработан специальный механизмоценки качества событий, происходящих с ее участием (например,локальная оценка качества учебного процесса на основе выбранной стратегии), в виде достаточно большого набора кривых, допускающих естественную интерпретацию типа «прогресс», «единичнаяошибка», «нарастание усталости» и т.д.Главной целью проекта «IDEA» была разработка и доведениедо практического использования такой компьютерной системы обучения, которая моделировала бы всех участников образовательногопроцесса — учителя, ученика, учебный материал и организовывалаоптимальное их взаимодействие. В проекте были заложены механизмы для формирования модели учителя и ученика, введен определенным образом организованный учебный материал с элементами мультимедиа и на этой основе имитировался процесс реального обученияс учетом таких характерных его особенностей, как взаимная настраиваемость учителя и ученика, способности ученика, стратегии дозировки знаний и пражнений учителем, скорость запоминания и забывания знаний учеником, продолжительность и устойчивость его активного состояния и т.п.В этом подходе учитель и ученик интерпретировались как адаптивные автоматы, а процесс обучения состоял в их итеративном взаимодействии. Со стороны автомата«учителя» на каждом шаге выбирается оптимальная с его точки зрения подача автомату«ученику» обучающей информации на основе того, как «усвоил» напредыдущих шагах обучения такую информацию автомат-«ученик».