Информатизация инженерного образования (выпуск 1)

Гл а в а 10. Проектирование электронных учебно-методических комплексов

10.1.6.Отбор и структурирование учебного материала

После установления цели изучения темы необходимо для ее достижения отобрать соответствующее содержание и провести его структурирование. Работа преподавателя на этом этапе постановки дидактической задачи включает в себя:

•определение источников информации, которые могут послужить основой для отбора содержания темы;

•анализ источников информации и отбор из них того содержания, которое соответствовало бы цели изучения темы;

•макро- и микроструктурирование отобранного содержания, раскрывающее всю систему его внутритемных, межтемных и междисциплинарных смысловых связей.

Определение источников информации целесообразно начинать с анализа перечня литературы, помещаемого в конце учебной программы по дисциплине. В него, как правило, включаются основные литературные источники, которые использовали авторы программы. Кроме того, авторы включают в состав перечня и последние вышедшие книги по данному предмету.

Весьма полезные сведения об источниках информации могут быть получены из библиографических списков учебников и учебных пособий, а также путем анализа структуры и состава учебно-методических комплексов. При этом следует учитывать, что в учебной литературе используются различные способы группировки источников:

•алфавитный, в порядке упоминания источника в тексте, по разделам, главам книги;

•систематический (в логической последовательности какого-то раздела предмета);

•хронологический (показывающий историю развития и изучения науки или хронологию описываемых событий);

•топографический (когда внимание читателя обращается на региональный характер литературы).

Важную роль при определении источников информации могут играть широко

распространенные научно-библиографические издания, библиотечные каталоги и картотеки, а также уже получившие широкое использование автоматизированные информационно-библиографические системы. Лучшие из них (например, «Марк») обеспечивают подключение к международным сетям научно-технической информации.

Особое, а в целом ряде учебных дисциплин главенствующее положение среди источников информации занимают нормативные документы: законы, постановления директивных органов, уставы, наставления и др. Их включение в число источников информации, подлежащих анализу, является обязательным.

Деятельность разработчика СИИО по определению источников учебной, научной, директивной и иной информации, которые необходимы для последующего углубленного анализа их и отбора содержания обучения, целесообразно завершить созданием его личной картотеки в обычной или электронной форме.

Анализ выявленных источников информации и отбор из них содержания учебного материала следует проводить, руководствуясь принципами, относящимися прежде всего непосредственно к целям и содержанию обучения.

После отбора из различных источников информации блоков материалов, которые предполагается включить в тему, следует приступить к структурированию ее содержания.

333

Ч А С Т Ь 3. ТЕХНОЛОГИИ ИНФОРМАТИЗАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ

Структурирование содержания темы. Суть процесса структурирования состоит в том, чтобы выявить систему смысловых связей между элементами дидактической единицы содержания (учебной дисциплины, ее части, раздела, темы, вопроса) и расположить учебный материал в последовательности, которая вытекает из этой системы связей. Применительно к структурированию содержания темы это означает необходимость выполнения действий по выявлению системы смысловых связей между ее учебными вопросами и их элементами. После чего следует расположить учебный материал в последовательности, которая учитывала бы логику выявленных взаимосвязей, и отразить результаты работы в наглядной форме — в виде матрицы связей или графа учебной информации, листа основного содержания (ЛОС) и его электронного аналога (ЭЛОС).

Структурирование содержания с помощью матриц и графов наиболее целесообразно для дисциплин физико-математического и технического направлений, т.е. для дисциплин, основанных на точных науках.

Для дисциплин гуманитарного цикла наиболее целесообразен комплексноблочный метод, основанный на глубоком смысловом анализе содержания учебных элементов и всей совокупности связей между ними. На основе этого метода разрабатывается структурно-логическая схема, основанная на разбивке содержания на смысловые блоки, ведущим видом связи между которыми является функциональ- но-смысловая связь.

Следуя этим принципам (рис. 10.10), разработчик СИИО должен обеспечить:

•систему целей учебной дисциплины, входящей в систему предметов учебного плана;

•отбор материала по принципу генерализации — концентрации содержания темы вокруг ведущих идей, принципов и закономерностей науки, на которых базируется учебная дисциплина;

Рис. 10.10. Принципы, относящиеся к целям и содержанию

334

Гл а в а 10. Проектирование электронных учебно-методических комплексов

•отбор по принципу историзма, руководствуясь которым следует раскрыть предысторию, состояние и тенденции развития научного содержания темы;

•отбор по принципу целостности и комплексности научного содержания учебной дисциплины, требующий сохранить целостность научного знания, на котором она построена, и обеспечить адаптацию содержания учебного материала

кбудущей профессиональной деятельности специалиста и к другим учебным дисциплинам путем задания необходимого для этого уровня его усвоения.

Анализируя с позиций указанных принципов учебник или другую книгу, следует прежде всего обратить внимание на структуру издания. В наиболее полном виде структура учебного издания рассмотрена П.Г. Бугой, посвятившим многие годы своей жизни работе над теорией и практикой создания учебных книг. Она представляет собой следующие друг за другом элементы: оглавление — предисловие — методические рекомендации — основной текст (введение, части, разделы, главы, параграфы, контрольные вопросы и задания) — заключение — приложение

— литература — указатели.

Прежде чем углубляться в содержание какого-либо элемента основной части текста книги, полезно ознакомиться с ее справочно-сопроводительным аппаратом (оглавлением, предисловием, заключением).

Правильно прочитанное оглавление не только позволит найти необходимое для отбора содержания темы место в книге, но и даст возможность получить общее представление о ней и о квалификации ее авторов. Если книга разделена на части, то следует прочитать названия этих частей и установить степень их смыслового соответствия названию книги. Такой же прием прочтения оглавления применяется и по отношению к другим смысловым частям: названия разделов сопоставляются с названием части, в которую они входят; названия глав — с названием раздела; названия параграфов — с названием главы. В результате такого прочтения оглавления могут быть выделены основной смысловой скелет книги и место в нем того материала, который должен быть проанализирован, отобран и включен в содержание разрабатываемой темы.

Предисловие представляет собой вводный текст. В нем кратко характеризуются роль и значение учебной дисциплины в подготовке специалиста. Раскрываются ее цели и связи с другими дисциплинами учебного плана. Показываются особенности и отличия данного издания от предшествующих публикаций.

Заключение подводит итог изложенного в книге материала. Ознакомление с ним до обращения читателя к основному тексту или сразу после прочтения введения позволяет акцентировать внимание на особо значимых вопросах, которые отражены в книге, а также на проблемах, еще не нашедших своего разрешения.

Введение по праву считается важнейшей составной частью текста издания. Оно ориентирует читателя в содержании основной части книги и тем самым готовит его к ее усвоению. Введение дает первичное понимание состояния освещаемых в книге проблем, раскрывает предысторию их возникновения и развития, связи с другими областями знаний. Внимательное прочтение правильно построенного введения способствует осмыслению структуры издания и его направленности на решение практических задач.

335

Ч А С Т Ь 3. ТЕХНОЛОГИИ ИНФОРМАТИЗАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ

Матрица связей содержания обучения. С помощью матрицы можно наглядно представить формально-логическую систему смысловых связей между различными по объему содержания дидактическими единицами. Так, например, можно говорить о матрице содержательных смысловых связей между учебными дисциплинами, т.е. о междисциплинарной матрице, или о межтемной матрице, а в интересующем нас случае — о внутритемной матрице.

Любая из матриц строится по одному и тому же правилу: на пересечении строк и столбцов отмечается (например, знаком «+» или цифрой 1) наличие связи между этими дидактическими единицами (дисциплинами, разделами, темами, вопросами).

Если связи между дидактическими единицами не противоречат законам формальной логики, то матрица будет треугольной и ниже ее главной диагонали не окажется заполненных клеток. Если это будет не так, то корректировкой содержания и изменением последовательности его расположения добиваются логической последовательности изучения.

В табл. 10.2 приведен абстрактный пример матрицы внутритемных связей. Она фиксирует взаимосвязи между пятью условными вопросами темы. О подобных матрицах говорят, что они имеют размерность n×n (в нашем примере 5×5). На пересечении строк и столбцов цифрой 1 указано наличие связи между соответствующими вопросами темы, а цифрой 0 — отсутствие связи. Так, например, на пересечении второй строки и четвертого столбца стоит 1, что означает необходимость использования учебного материала второго вопроса при изучении четвертого вопроса темы.

В табл. 10.3 показана реальная матрица внутритемных связей темы «Основные кинематические характеристики движения материальной точки», в которой отражена система связей между всеми ее четырьмя вопросами:

•кинематические задачи;

•основные кинематические характеристики движения материальной точки;

•движение с заданным ускорением;

•движение с постоянным ускорением.

Треугольная форма рабочего поля матрицы (отсутствие связей между вопросами темы ниже главной диагонали матрицы) свидетельствует о правильном выборе последовательности изучения вопросов темы.

Таблица 10.3

Матрица внутритемных связей темы «Основные кинематические характеристики движения материальной точки»

336

Г л а в а 10. Проектирование электронных учебно-методических комплексов

Граф учебной информации темы. Граф учебной информации — это множество элементов содержания, построенных в определенных связях и отношениях. В отличие от матрицы связей, отражающей формально-логические связи элементов содержания, граф демонстрирует выбранный преподавателем замысел построения и изложения учебного материала.

к знаниям большей общности (рис. 10.11, а). Дедуктивный метод, который применяется, как правило, в теоретических науках, базирующихся на математических методах, — это переход от изучения более общих положений и теорий к частным вопросам (рис. 10.11, б). Линейная структура (рис. 10.11, в) имеет вид взаимно однозначного отображения элементов содержания одинаковой общности.

В качестве примера на рис. 10.12 приведен граф темы «Основные кинематические характеристики движения материальной точки», построенный дедуктивным методом, а в табл. 10.4 представлена его спецификация.

Рис. 10.11. Основные виды отображения на графе учебной информации:

а — индуктивное; б — дедуктивное; в — взаимно однозначное

Рис. 10.12. Граф темы «Основные кинематические характеристики движения материальной точки»

337

Примечание. В графе «Требуемый уровень обученности» зашифрованы умения и уровни усвоения.

Цифрами указан уровень усвоения действий, например Зт6 — теоретическое содержание учебного вопроса

должно быть усвоено обучающимся так, что он должен продемонстрировать умение свободно и безошибочно воспроизвести его содержание, не обращаясь к источникам информации, т.е. без внешних опор;

Зт5 — то же, но медленно, без опор, проговаривая про себя; Зт3 — то же, но с полной системой опор; За4 —

учащийся должен продемонстрировать знание алгоритма решения задачи с сокращенной системой опор;

У а5 — учащийся должен показать умение решать задачу по известному алгоритму ее решения, медленно, проговаривая про себя.

10.1.7.Задание требуемых уровней усвоения

иисходных уровней обученности

Учебным вопросам структурированного содержания темы необходимо задать требуемый уровень их усвоения. Для этого преподаватель должен знать, какой исходный уровень обученности должны иметь студенты, начинающие изучение вопросов темы, и какой уровень усвоения изучаемых вопросов необходимо обеспечить, чтобы создать условия для эффективного усвоения тем данной и других (последующих) дисциплин.

Для задания требуемого уровня усвоения изучаемого материала и для установления требуемых исходных уровней обученности строятся матрицы межтемных и междисциплинарных связей.

338

Г л а в а 10. Проектирование электронных учебно-методических комплексов

Матрица межтемных связей отражает связь учебных вопросов данной темы с предыдущими и последующими темами учебной дисциплины (табл. 10.5).

На пересечениях строк и столбцов матрицы ставится требуемый для каждой последующей темы уровень усвоения (верхняя цифра в соответствующей клетке пересечения). Окончательно этот уровень устанавливается как максимальный из всех уровней, обусловленных требованиями последующих тем.

Если рассматриваемая тема обеспечивает другие учебные дисциплины, то строится матрица междисциплинарных связей (табл. 10.6).

Таблица 10.5

Матрица межтемных связей

Предыдущие темы

339

Ч А С Т Ь 3. ТЕХНОЛОГИИ ИНФОРМАТИЗАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ

Эта матрица отражает связь учебных вопросов данной темы с другими дисциплинами. Построение такой матрицы аналогично рассмотренной ранее, но уровень обученности устанавливает преподаватель, отвечающий за ту учебную дисциплину, которой соответствует вопрос данной темы. Окончательное значение уровня усвоения учебного вопроса темы определяется как максимальное значение уровней, полученных из анализа матриц межтемных и междисциплинарных связей.

Исходный уровень обученности устанавливается с помощью все тех же матриц, что и требуемый уровень усвоения, — матриц межтемных и междисциплинарных связей. На пересечениях строк и столбцов нижняя цифра соответствует требуемому исходному уровню обученности для предыдущих тем или учебных дисциплин.

В матрице междисциплинарных связей у базовых учебных дисциплин, для которых определяется исходный уровень обученности, могут указываться темы, имеющие значение для изучения вопросов рассматриваемой темы (например, в табл. 10.6 для дисциплины 1 указаны темы 1.1 и 1.2). В этом случае требуемый исходный уровень обученности относится к этим темам учебных базовых дисциплин. Принцип выбора исходного уровня обученности по значению максимально требуемого сохраняется и в этом случае. Например, для вопроса 5.2 темы 5 требуемый исходный уровень обученности по теме 1.1 базовой учебной дисциплины 1 установлен равным трем, для вопроса 5.4 — шести, для вопроса 5.5 — четырем, а окончательное значение требуемого исходного уровня обученности по теме 1.1 первой базовой дисциплины установлено равным шести.

В заключение отметим, что задание требуемых уровней усвоения изучаемого материала является одной из важнейших предпосылок того, что спроектированная СИИО обеспечит достижение требуемого качества обучения.

10.2. Психолого-педагогические основы компьютерного обучения и проектирование педагогических систем «Компьютика»

Материал данного параграфа является кратким изложением первых двух частей книги проф. В.П. Беспалько [10.2]. Эта книга имеет подзаголовок «Педагогика третьего тысячелетия», и «пройти мимо» нее было бы неправильно. Без изложения основных идей, высказанных в этой книге, трудно провести их сравнение с другими методиками проектирования педагогических систем.

10.2.1. Основные положения

Всякий умеющий читать, писать и говорить имеет склонность считать себя пригодным для преподавательской работы. Вместе с тем существует наука педагогика, знание законов которой только и может сделать процесс обучения осмысленным и целенаправленным.

Традиционная система обучения, в значительной степени построенная на интуиции и здравом смысле, все же позволяет так или иначе исправлять педагогические ошибки преподавателя. При компьютерном обучении такой возможности нет. То, что заложено в компьютерную дидактическую систему, будет функционировать в отрыве от создателей, достигая или не достигая поставленных целей. Создавая компьютерные средства обучения, преподаватель (носитель учебной инфор-

340

Г л а в а 10. Проектирование электронных учебно-методических комплексов

мации по предмету) должен, конечно же, сотрудничать с методистом, хорошо знающим законы педагогики и психологии. Однако ему самому придется принять одну из возможных психолого-педагогических концепций и спроектировать дидактическую систему. Да, наконец, и разговаривать они должны на одном языке, т.е. использовать научную систему понятий и терминологии.

Далее будут представлены основные понятия, касающиеся педагогической системы, свойств и качеств личности учащегося, рассмотрены особенности представления (предъявления) учебной информации, критерии усвоения учебных элементов и способы диагностики знаний, умений и навыков.

10.2.2.Некоторые психологические предпосылки

кобразованию и обучению

1.«Все люди существенно различны как по своим физическим, так и психическим задаткам. Каждый человек является носителем только ему присущих специальных способностей к вполне определенным видам человеческой деятельности.

Образование — это развитие человеческих врожденных способностей. Все образование следует строить вокруг доминантных специальных способностей учащегося и немного из смежных видов деятельности. И это будет персонализированное «всестороннее и гармоничное образование и развитие».

2. «Мотивация — это человеческое стремление … проявить себя в том, к чему он чувствует себя потенциально способным» (А.Н. Маслов, 1970 г.).

«Под мотивацией следует понимать генетическое стремление человека к самореализации в соответствии с его врожденными способностями к определенным видам деятельности и настойчивость в овладении ею на творческом уровне. Это активное и устойчивое стремление реализуется во вполне видимые достижения только тогда, когда возникают (создаются) необходимые условия для этого. В противном случае самореализация в большей или меньшей степени подавляется немотивированными видами деятельности, достижения в которых не могут превышать исполнительского уровня».

3.Цели образования, обучения и оценки качества их усвоения должны быть сформулированы с предельной точностью, т.е. диагностично. Без этого нет объективного контроля качества обучения.

4.Никто и никогда не подсчитывал, достаточно ли учащемуся времени, отве-

денного по учебному плану, для усвоения с требуемым качеством заданного

вучебнике объема информации.

5.Структура процесса обучения — это схема движения учащегося от незнания к знанию.

Человек в своем познании продвигается по уровням усвоения и формам деятельности. По уровням усвоения он передвигается от узнавания к подражанию (копированию) и далее к эвристическому и творческому действиям. По формам деятельности учащийся продвигается от материальной к материализованной и от нее к речевой и умственной. Даже полностью осознавая этот факт, преподаватель не может реализовать учебный процесс в соответствии с закономерностями процесса обучения и по уровням усвоения, и по формам деятельности в условиях массового обучения и отсутствия компьютерных обучающих программ.

341

ЧА С Т Ь 3. ТЕХНОЛОГИИ ИНФОРМАТИЗАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ

6.Поскольку учащиеся различаются темпом усвоения, то учитель или компьютер должны обеспечить организацию собственной активности учащихся и управление этой активностью, а не быть только источниками предоставления информации.

7.Чрезвычайно низка оценка социальной значимости учительской профессии

иоплата труда учителя. Учет качества труда учителя сдерживается недостаточной разработанностью соответствующих критериев и процедур.

Желательно разработать такую модель организации образования и процесса обучения, которая учитывала бы все эти предпосылки.

10.2.3. Свойства и качества личности

Будем рассматривать свойства и качества личности как требования и ограничения, которые необходимо учитывать при проектировании ЭУМК.

Свойства личности психологами систематизированы (рис. 10.13). В каждом отдельном человеке перечисленные на рис. 10.13 свойства и качества проявляются в различной степени.

На основании совокупности характерных свойств и качеств психологами делались попытки выделить профиль личности по ее направленности на вполне определенную область деятельности, т.е. выделить личностные типы: теоретический, экономический, эстетический, общественный, политический, религиозный, индустриальный, информационный. С опорой на структуру личности и личностные типы можно задавать цели образования как на уровне социального (государственного) заказа, так и на уровне отдельных предметов.

Задать цель образования или обучения диагностично — это значит:

•исходные и конечные свойства и качества объекта описать настолько точно, чтобы они могли быть всегда безошибочно опознаны;

•чтобы значения свойств и качеств преобразуемого объекта могли быть измерены;

•чтобы результаты измерения могли быть соотнесены с определенной шкалой оценки.

Конечная цель образования — это описание того, какая личность должна быть воспитана (сформирована) в ходе образовательного процесса, т.е. какими должны быть социальные, экзистенциальные (профессиональные), психические и биологические свойства выпускника учебного заведения.

Наиболее полно разработаны методы диагностичного описания экзистенциальных и психических свойств личности, наименее — социальных, несмотря на их ведущую роль в структуре личности. Остановимся более подробно на экзистенциальных, или профессиональных, свойствах личности (existence — независимое и успешное выживание). Определим эти свойства как профессиональные, так как профессиональное образование является венцом всего учебного процесса (рис. 10.14).

При любом выборе профессиональной направленности начинает работать механизм отбора информационного содержания образования. Все предметы разбиваются на группы соответственно целям формирования и развития тех интеллектуальных способностей, которые являются необходимыми для данного вида деятельности. Группа 1 — основа будущей профессиональной деятельности; группа 2 — предметы, изучаемые только в связи с потребностями научной аргументации построения объектов и процессов, изучаемых предметами группы 1; группа 3 —

342