Электронные средства обучения

В традиционном учебном процессе используются такие средства обучения, как печатные издания учебников, учебно-методических пособий, справочников и словарей; записи на доске, плакаты, разда­точный материал; диа- и кинофильмы, телевидение, видеофрагмен­ты и видеофильмы; стенды, модели, лабораторное оборудование, а также слово преподавателя.

В информационно-компьютерной технологии кроме традици­онных средств обучения используется целый ряд новых средств, а именно: электронные издания учебников и учебно-методических пособий. Интернет (электронная почта, мультимедиа и др.), обучаю­щие программы и системы, виртуальные лаборатории и др. Все эти средства можно объединить пол названием «компьютерные обучаю­щие системы».

Электронные издания учебного назначения, обладая всеми осо­бенностями бумажных изданий, имеют ряд положительных отличий и преимуществ, в частности:

• компактность хранения в памяти компьютера иди на дискете (диске):

• гипертекстовые возможности, мобильность, тиражируемое;

• возможность оперативного внесения изменений и дополнений;

• удобство пересылки по электронной почте.

Автоматизированная обучающая система включает в себя дидак­тические, методические и информационно-справочные материалы по учебной дисциплине, а также программное обеспечение, которое позволяет комплексно использовать их для самостоятельного полу­чения и контроля знаний.

Компьютерные обучающие системы - программные средства учеб­ного назначения, которые широко используются в образовательном процессе, позволяют:

• индивидуализировать подход и дифференцировать процесс-обучения;

• контролировать обучаемого с диагностикой ошибок и обратной связью;

• обеспечивать самоконтроль и самокоррекцию учебно-познава­тельной деятельности:

• •сокращать время обучения за счет трудоемких вычислений на компьютере;

• демонстрировать визуальную учебную информацию:

• моделировать и имитировать процессы и явления;

• проводить лабораторные работы, эксперименты и опыты в усло­виях виртуальной реальности:

• прививать умение в принятии оптимальных решений:

• повышать интерес к процессу обучения, используя игровые ситуации:

• передавать культуру познания и др.

Учебные аудио- и видеоматериалы записываются на магнитные носители, аудио- и видеокассеты и могут быть представлены обу­чаемому с помощью магнитофона, видеомагнитофона или лазерных компакт-дисков CD-ROM. Компьютерные сети — средство обуче­ния, включающее в себя различного рода информацию и совокуп­ность компьютеров, соединенных каналами связи.

Остановимся более подробно на анализе средств компьютерных технологий и их дидактических функций.

Компьютерные телекоммуникации - это средства быстрой переда­чи информации на расстояния. С их помощью информация адресату (пользователю) передается за считанные секунды. В системе образо­вания это свойство компьютерных телекоммуникаций может быть использовано для оперативной связи между участниками учебного процесса: преподавателем и учащимися, а также между учащимися. Это уже обеспечивает возможность решения одной из наиболее ак­туальных задач педагогического процесса - установления интерак­тивности.

Под дидактическими функциями средств обучения понимают их назначение, роль и место в учебно-воспитательном процессе.

Плавное, ради чего педагоги всего мира обратились к телекомму­никациям - это интерактивность, обеспечиваемая скоростью пере­дачи информации в оба конца. Интерактивность в учебном процессе необходима при работе с отдельной программой, электронным по­собием, базой данных и в процессе общения его участников.

Интерактивность при работе с любым электронным средством обучения, любой информацией открывает возможность решения та­ких дидактических задач, как:

• дифференциация обучения - создание и структурирование кур­са обучения, электронного учебника с учетом разных уровней обу­ченное студентов;

• активизация деятельности студентов на уровне взаимодействия с электронным учебником (выполнение заданий, получение допол­нительной информации, решение проблемных задач, контроль зна­ний и т.д.);

• использование в своей познавательной деятельности разно­образных информационных ресурсов сети, в том числе графических и звуковых;

• самостоятельная работа с текстом - создание, редактирование, структурирование, оформление:

• закрепление и углубление ранее приобретенных знаний, форми­рование и совершенствование необходимых умений и навыков с по­мощью обучающей программы;

• формирование культуры умственного труда на основе доступа к необходимым справочным материалам, словарям, тезаурусам и др.

Массовое использование компьютерных технологий в общем и профессиональном образовании обусловлено наличием в учеб­ных заведениях компьютеров в достаточном количестве, созданием и применением образовательных электронных изданий и ресурсов, включая Интернет-ресурсы. Кроме того, в каждом учебном заведении необходимо иметь соответствующие учебно-методические пособия по применению этих средств обучения, как для преподавателей, так и для студентов. Возникает необходимость обучения преподавателей компьютерной образовательной технологии.

Для организации образовательного процесса на базе компьютер­ных технологий необходимы три основных компонента: аппаратно-программные средства, образовательно-электронные издания и ре­сурсы и подготовленные преподаватели.

Необходимо подчеркнуть, что учебник как одно из основных средств обучения не замещается, а дополняется новыми технически­ми средствами. Электронные издания и ресурсы, прежде всего, реали­зуют те функции, которые не могут выполняться книгой (например, управление учебно-познавательной деятельностью студентов, кон­троль их знаний и др.).

Под электронными изданиями и ресурсами обычно понимают инфор­мационные продукты, для воспроизведения которых нужен компьютер. Как правило, изданиями называют информационные продукты, размещаемые на материальных носителях - дискетах и оптических компакт-дисках.

Термин «ресурсы», кроме географии и экономики, стали широко применять в телекоммуникациях, добавляя определение «информа­ционные». Информация хранится в памяти компьютера и может быть направлена для воспроизведения на экран как данного компьютера, так и любого другого компьютера, подключенного к обшей сети.

Существенным моментом является разграничение понятий «элек­тронная библиотека» и «медиатека». Электронная библиотека - это хранилище электронной копии текстовых материалов - книг, жур­налов, газет, рукописей, справочников и т.д. Если хранилище объ­единяет аудио- и видеоматериалы, программные и информацион­ные (например, база данных) продукты, а также комбинированные средства (например, мультимедиа), то его называют медиатекой.

Комплект электронных изданий и ресурсов может содержать все необходимые учебные материалы для изучения и усвоения отдель­ной дисциплины (лекционный материал, задачи, лабораторные ра­боты, тесты и др.). Такой комплект называют электронным курсом, предназначенным для лабораторных работ, проведения эксперимен­та, и объединяют общим названием «виртуальная лаборатория».

Мультимедиа — это представление объектов и процессов не тра­диционным текстовым описанием, а с помощью фото, звука, ви­део, графики, анимации и т.д. (мульти — много, медиа - средства).Использование таких средств в учебном процессе намного эффек­тивнее, чем словесное объяснение. При этом возрастает скорость передачи информации за счет высокой информационной плотно­сти мультимедиасреды. Использование аудио- и видеоинформа­ции в процессе обучения повышает уровень усвоения учебного ма­териала на 20—30°С. С помощью этих средств можно моделировать реальные объекты, процессы и явления с целью их исследования. В последнее время на базе мультимедиатехнологий все чаше реали­зуется воссоздание моделирования естественной окружающей сре­ды, с тем, чтобы приблизить взаимодействие пользователя с ком­пьютерным продуктом к его естественному поведению в реальном мире.

Таким образом, с помощью мультимедиа моделирования и путем взаимодействия студента со средствами обучения впервые мы по­лучаем не описание реальности в символьных абстракциях (книга) и не только аудио- или видеоотражение объектов и процессов (кино, телевидение), а принципиально полную модель окружающего мира, которую можно характеризовать как адекватное представление ре­альности или «виртуальную реальность».

Необходимо отметить, что полиграфические и электронные изда­ния сосуществуют в симбиозе, дополняя друг друга. Преимущества книги неоспоримы, она не требует никаких технических средств. Книга привычна и удобна всегда и везде. Однако учебный процесс включает не только передачу теоретической информации, но еще практические и самостоятельные занятия по решению задач, про­ведение лабораторных работ, подготовку докладов к семинарским занятиям, проверку знаний студентов и т.д. В этих видах учебной деятельности книга дает достаточно мало. Ее главный недостаток - плохая передача аудиовизуальных образов и динамических процес­сов. Следующий за книгой уровень динамики - кино, телевидение также не дает достаточного образовательного результата. По суще­ству, получается улучшенное представление процесса (отражение вместо описания), нельзя влиять на сам процесс (пли объект, яв­ления), невозможно его исследовать. Говоря современным языком, кино, видео, книга неинтерактивны, они не позволяют развивать активно деятельностные формы обучения. Именно в зоне практи­ческих занятий, самостоятельной работы очевидны преимущества компьютера, электронных изданий и ресурсов.

Разработка электронного учебника

Проектирование информационно-компьютерной технологии обучения обязательно предполагает такие основополагающие дей­ствия (этапы работ), как:

• разработка содержания образования;

• выбор методов обучения;

• создание электронного учебника, т.е. обучающей программы для управления учебно-познавательной деятельностью студента;

• разработка контролирующей программы для рубежного (тема­тического) и итогового контроля знаний и умений студентов;

• разработка контролирующей программы для рубежного (тема­тического) и итогового контроля учебно-познавательной деятель­ности студентов.

Так как первые три этапа работы относятся к любой системе об­разования и являются более или менее выполненными (результаты этих работ отражены в государственных образовательных стандар­тах, учебных планах и программах), то основное внимание посвятим вопросам разработки электронного учебника.

Качество компьютерного обучения, определяемое уровнем усвое­ния студентом системы знаний, умений и навыков, в решающей степени зависит от содержания и структуры электронного учебника, методов и приемов учебно-познавательных действий, преду­смотренных обучающей программой. Электронный учебник - это автоматизированная обучающая система, содержащая дидак­тическое, методическое и программное обеспечение, а также информационно-справочные материалы для использования их в процессе самостоятельного изучения учебного материала по соот­ветствующей дисциплине.

Электронный учебник должен содержать весь комплекс учебно-методических, информационно-обучающих и контролирующих программ, необходимых для самостоятельного усвоения знаний, предусмотренных государственным образовательным стандартом специальности (в части требований к знаниям и умениям по соот­ветствующей учебной дисциплине). В его структуру необходимо ввести следующие взаимосвязанные блоки: 1) информационно-инструктивный блок; 2) блок входного контроля знаний студентов; 3) информационно-обучающий блок; 4) блок выходного контроля и оценки знаний и умений студентов.

Информационно-инструктивный блок включает: наименование дисциплины: цели обучения данной дисциплине; наимено­вание и содержание изучаемых тем (учебную программу); методи­ческие указания по изучению дисциплины, в том числе порядок работы по электронному учебнику; порядок проведения консуль­таций по электронной почте (для студентов-заочников); тематику рефератов, контрольных и курсовых работ; методические указания к их выполнению; вопросы к зачетам и экзаменам; общий список литературы с разбивкой па основную и дополнительную.

Блок выходного контроля знаний студентов содержит тесты для проверки исходного уровня обучения студента.

Информационно-обучающий блок представляет собой обучающую программу, построенную по модульной структуре. Объем одного мо­дуля соответствует содержанию одной темы по учебной программе. Структура обучающего модуля включает: наименование модуля; це­ли его изучения (что должен знать и уметь студент в результате обу­чения); структурно-логическую схему модуля (содержание модуля в словесно-графическом представлении): учебную информацию по каждому узловому вопросу (дозу информации) в виде текста с соот­ветствующими средствами наглядности; задания, направленные на усвоение материала каждой дозы в виде вопросов или задач; реко­мендации по их выполнению, эталонные ответы: тесты для контроля знаний по каждому модулю; список литературы к модулю.

Кроме основного информационного материала и соответствую­щих заданий в обучающую программу рекомендуется включать творческие задания, предполагающие самостоятельное применение усвоенных знаний в решении проблемных задач.

Блок выходного контроля представляет собой тест для итоговой проверки и опенки результатов обучения.

Разумеется, электронный учебник может иметь и другие струк­турные варианты. Рассмотрим структуру обучающей программы, составленной по методике проблемного обучения.

Как известно, при проблемном обучении учебный материал да­ется не в готовом виде, а как система проблемных вопросов и задач. Степень самостоятельности студентов в решении проблемы зави­сит от исходного уровня их знаний, познавательных способностей, мотивации, а также от сложности проблемы.

Структура обучающего блока электронного учебника или его фрагмента, построенного на основе методики проблемного обуче­ния, должна включать следующие элементы:

• постановку проблемы, раскрытие ее актуальности, теорети­ческой или практической значимости;

• вопросы и задачи по пройденному материалу (знание которо­го необходимо для решения проблемы);

• эталонные ответы к ним для самоконтроля и исправления ошибок:

• последовательность вопросов, соответствующих ходу решения проблемы; при необходимости усматривается возможность обраще­ния студента к той или иной информации, выбора разных спо­собов решения проблемы, электронного моделирования явлений, процессов и объектов, связанных с проблемой;

• эталонные ответы к каждому вопросу (подпроблеме), а также в целом ко всей подпроблеме.

• При разработке электронного учебника с применением ме­тодов проблемного обучения преподавателем должны быть вы­полнены следующие действия:

• формулирование главной проблемы (познавательной зада­чи), раскрытие ее актуальности и практической значимости:

• логический анализ и структурирование содержания учебного материала, выделение узловых вопросов (подпроблем) и логиче­ски взаимосвязанных учебных элементов;

• построение структурно-логической схемы содержания темы (проблемы); определение опорных (базовых) знаний, необходимых для вовлечения студентов в поисковую умственную деятель­ность по решению поставленной проблемы; составление вопросов и эталонных ответов для выявления исходного уровня подготовлен­ности обучающихся;

• разработка системы проблемных заданий, вопросов, задач и определение способов их предъявления студентам;

• планирование хода решения учебных проблем, выбор ме­тодов и средств их решения;

• составление эталонных ответов к каждому заданию для само­контроля и исправления ошибок:

• составление текста обучающей программы: включение в про­грамму необходимых схем, графиков, моделей, фрагментов кино- или видеофильмов и т.д.

Таким образом, использование компьютерной обучающей систе­мы позволяет гибко управлять познавательной деятельностью каж­дого студента. Следует отметить, что электронный учебник должен быть построен таким образом, чтобы студент мог бы самостоятельно варьировать количество и последовательность выполнения учебных заданий в зависимости от его способностей, потребностей, интере­сов, исходного уровня знаний. Однако объем усвоенных им знаний, умений и навыков должен быть не ниже минимума программного материала, предусмотренного государственным образовательным стандартом по соответствующей специальности.

Электронный учебник, по существу, должен моделировать со­вместную деятельность преподавателя или с одним студентом (индивидуальное обучение), или с группой студентов (групповое обучение) на разных этапах процесса обучения, начиная с постанов­ки целей и познавательных задач и заканчивая контролем и оцен­кой знаний, умений и навыков каждого студента. Применение электронного учебника не означает вытеснение преподавателя из учебного процесса. Электронный учебник рассматривается нами как одно из эффективных средств обучения (инструмент), позволяющий гибко управлять учебно-познавательной деятельно­стью студентов. При этом меняются функции преподавателя; его информационная и контролирующая функции сокращаются. На него возлагаются задачи разработки и совершенствования про­граммных средств, организации самостоятельной или группо­вой работы студентов, их консультации, руководства учебно-исследовательской работой, самообразования и т.д.

Степень участия преподавателя в учебном процессе (взаимодей­ствия со студентами) зависит от форм обучения. Например, при оч­ной системе он присутствует на каждом занятии, причем первичное ознакомление студентов с учебным материалом лучше осуществлять на лекционных занятиях. Электронный учебник должен использо­ваться на этапах закрепления знаний, решения задач, лабораторных работ и т.д.

Если же речь идет о заочной форме обучения, то доля аудитор­ных занятий под руководством преподавателя заметно сокращается. Студент-заочник преимущественно будет учиться с помощью ком­пьютерной обучающей системы.

Электронный учебник позволяет поставить вопрос о соотноше­нии традиционного и дистанционного обучения. Часто дистанцион­ное обучение рассматривается как автономный вид обучения, про­тивопоставляемый традиционному. Оптимальный путь внедрения компьютерной технологии в сферу образования, по нашему мне­нию, состоит в сочетании ее с традиционными методами и форма­ми обучения. Плавной особенностью учебно-познавательной среды, создаваемой компьютерной образовательной технологией, является ее пригодность, как для массового, так и для сугубо индивидуально­го обучения и самообразования.