Компьютерная технология обучения в общеобразовательной школе: концепция системного внедрения

Компьютерная технология обучения в общеобразовательной школе: концепция системного внедрения

Одним из перспективных направлений реформы общеобразовательной средней школы является разработка и использо­вание новых информационных техноло­гий, прежде всего электронных учебни­ков. На современном этапе этот процесс зависит от состояния информатизации образования в целом, от темпов и ос­новных направлений её развития.

Новым информационным технологиям обучения посвящены работы ряда веду­щих российских и белорусских исследо­вателей — М.И.Башмакова, И.М.Башмакова, М.М. Буняева, Е.П.Велихова, Б.С.Гершунского, А.П.Ершова, Е.И.Машбица, И.А.Новик, И.А.Павловского, И.В.Роберт, Н.М.Рогановского, Э.Г.Скибицкого, Н.Ф.Талызиной, А.Ю. Уварова и других. Этими учеными очерчена методология реше­ния многих теоретических проблем, пред­ложены различные концепции информа­тизации образования. Следует также от­метить неоднозначность в подходе к вы­бору психолого-дидактического обоснова­ния обучающих программ. В качестве тео­ретической базы одними принимаются идеи П.Я.Гальперина и Н.Ф.Талызиной о поэтапном формирование умственных действий; други­ми — идеи Л.С.Выготского о развивающем обучении; тре­тьими — теория программи­рованного обучения. Некото­рые предлагают использовать идеи Ж.Пиаже или теорию модульных систем и т.д. Выс­казывается также мнение, что традиционного содержа­ния психолого-дидактичес­кой науки недостаточно для решения проблем компьютеризации и на основе данного методологического содер­жания невозможно прогнозировать отда­лённые её последствия. На наш взгляд, различные подходы не исключают друг друга и в большинстве случаев могут со­четаться.

Несмотря на высокий уровень ряда проведённых исследований, следует констатировать, что информационные тех­нологии (при наличии общей положи­тельной тенденции и поддержки в лице Министерства образования Республики Беларусь) ещё не получили должного распространения в практике обучения в средней школе. Причина носит систем­ный характер и заключается не только в недостатке технических средств (совре­менных компьютеров, дисплеев, сканеров, модемов и т.д.). Проблемы здесь глобальнее.  Особенно что касается программных продуктов, называемых электронным учебником (ЭУ). По существу он является всего лишь электронной версией традиционной учебной книги. Этот недостаток прослеживается и в подготовке электронных учебников в России, где они начали издаваться раньше. Большин­ство из них непригодно для первоначального изучения учебного предмета. В луч­шем случае такие электронные версии могут быть использованы в репетиторской подготовке абитуриентов.

,1 ■

На наш взгляд, для разработки элект­ронного учебника требуется привлечение компетентных специалистов — авторов учебных материалов,методистов,системотехников и программистов, реализующих образовательный проект, психологов, педагогов, дизайнеров, физиологов, специалистов по звукозаписи и др.

Решение  многих методологических вопросов приобрело затяжной дискуссионный характер. А они должны в первую очередь подвергаться теоретическому исследованию и экспериментальной проверке.Ждут своего ответа вопросы: каковы отдаленные последствия компьютерного обучения и можно ли их прогнозировать? Каковы теоретические положения, на которых основывается компьютеризация обучения.?  Будут ли вытеснены традиционные педагогические технологии или возможно их сочетание с компьютерным обучением? Поддерживают ли учителя и родители введение информационной технологии обучения  и чего хотят сами школьники? Какова роль в данной ситуации традиционного учебника? На эти и

многие другие вопросы пока нет окон­чательных ответов. В то же время мы дол­жны обучать детей работе с компьюте­ром уже сегодня. Необходимо учитывать, что завтра ученики окажутся в условиях ещё более развитой информационной технологии. Выпускнику средней школы, не владеющему компьютером, уже в бли­жайшей перспективе труднее будет по­лучить дальнейшее образование и устро­иться на работу.

Всё вышесказанное свидетельствует о том, что вопросы системного практико-ориентированного применения компью­тера в обучении учащихся общеобразо­вательной средней школы по-прежнему остаются актуальными и требуют интен­сивной дальнейшей разработки. Это за­мечание относится ко всем направлени­ям компьютеризации обучения: исполь­зованию компьютерных средств для под­держки учебного процесса, конструиро­ванию компьютерного «сопровождения» к традиционному учебнику и самостоя­тельного ЭУ. Предстоит ещё чётко опре­делить, что же такое электронный учеб­ник, чем он отличается от обучающей программы. Требует также уточнения со­отношение понятий «информация» и «знание»; осмысление информационно­го, дидактического и кибернетического аспектов применения ЭУ.

В методологическом плане важнейшей задачей теории и практики разработки новых информационных образовательных технологий является выделение ведущих приоритетов и направлений, стимулиру­ющих системный подход к решению про­блемы компьютеризации обучения. К их числу мы относим следующие:

•        совершенствование методологии разработки содержания, методов и организационных форм компьютер­ного обучения в соответствии с за­дачами развития личности обучае­мого;

•         создание компьютерных технологий обучения, ориентированных на раз­витие интеллектуального потенци­ала учащегося, формирование умений самостоятельно приобретать знания, осуществлять информаци­онно-учебную, экспериментально-исследовательскую деятельность, разнообразные виды самостоятель­ной деятельности по обработке ин­формации;

•        создание и использование компью­терных тестирующих, диагностиру­ющих, контролирующих и оценива­ющих систем;

•        совершенствование механизмов управления системой образования на основе использования автомати­зированных банков данных научно-педагогической информации, ин­формационно-методических матери­алов, а также коммуникационных сетей.

Особый вклад в методологию инфор­матизации образования внесли российс­кие академики А.П.Ершов и Е.П.Вели­хов. На наш взгляд, именно в настоящее время сложились необходимые условия для реализации их идей и предложений.

Направления компьютеризации обуче­ния по А.П.Ершову [2]. Учёным предлага­ются 7 основных направлений примене­ния электронных технологий в обучении и рекомендации по их внедрению.

Орудийное направление — компьютер­ная поддержка универсальных видов де­ятельности: письма, рисования, вычис­лений, поиска информации, коммуни­кации и др. Безусловно, это является подготовительным этапом к использова­нию многих других возможностей элект­ронного учебника. Наличие в ЭУ графи­ческого конструктора позволяет учащим­ся самим выполнять чертёж к теореме или задаче, вносить в него необходимые дополнительные построения и обозначе­ния, использовать когнитивные возмож­ности компьютерной графики.

Учебное направление предполагает ис­пользование компьютера как средства обучения конкретному учебному предме­ту с применением специальных педаго­гических программных средств. Наиболее целесообразна его реализация при созда­нии ЭУ, содержащего полный учебный курс. Размещение текста и графики про­изводится на основании научно обосно­ванных положений теории дизайна и живописи: законов пропорции, «золото­го сечения», порядка, выделения глав­ной фигуры восприятия, единства и рав­новесия. Оптимальному упорядочиванию учебной информации на электронной странице служит её организация в виде фреймов.

Перспективным видится и построение многоуровневого электронного учебника, обеспечивающего одновременно базо­вый, повышенный и углублённый уров­ни обучения. Можно ограничиться объ­единением двух близких друг к другу уровней - базового и повышенного, а ещё лучше — повышенного и углублён­ного. Систематически с помощью такого ЭУ может осуществляться индивидуаль­ное обучение.

Научной общественностью широко обсуждается ещё одна методологическая проблема: «компьютер — учитель». Еди­нодушным является мнение о том, что машина не может заменить полностью педагога, да и стремиться к этому не сле­дует. Например, в математике значитель­ное число задач требует размышлений, обдумывания, поиска, решения в обыч­ной тетради, причём самостоятельного, без какого-либо помощника. Стратегичес­ки верной является позиция: учитель — это воспитатель и наставник; его роль в процессе воспитания и обучения главен­ствующая; компьютер — инструмент и помощник. Роль как первого, так и вто­рого должна определяться реальными возможностями ученика в самостоятель­ном изучении учебного материала (при этом следует избегать как завышенной, так и заниженной их оценки). Между пре­подавателем и компьютером необходим такой «симбиоз», когда ими выполняются взаимодополняющие функции. Именно такой подход рассматривается как клю­чевой в системной реализации компью­терного обучения. Одна из основных функций компьютера в образовательном процессе — расширить возможности контак­те ученика с новым «учителем», в роли которого выступают обучающие программные средства. На обычных уроках такие контакты ограничены, поэтому целесообразно «предоставить» компьютеру некоторые из элементарных обучающих функций, а педагогу дать возможность сосредоточиться на более сложных.

Важно определиться в методологических направлениях компьютеризации обучения на начальном этапе её внедрения, характере взаимодействия компьютер­ной и традиционной технологий обуче­ния. Оптимальными являются сочетание в процессе обучения компьютера и клас­сического печатного учебника, а также интеграция коллективной и групповой форм учебной работы. Естественно, что на каждом этапе учебного процесса пред­почтение может отдаваться одной из тех­нологий. Например, первоначальное овладение сложным учебным материалом без живого слова учителя невозможно. Нет необходимости обращаться к компьюте­ру, если все ученики должны актуализи­ровать или усвоить определённую часть знаний, умений и имеют одинаковую подготовку и скорость работы и т.п. Нет смысла использовать его в ситуации, ког­да трудно реализовать разделение мате­риала на подходящие фрагменты и осу­ществить удобное его ветвление. Компь­ютер может быть полезен в организации индивидуальной работы учащихся для освоения посильных для них учебных знаний. Это направление включает раз­работку и использование обучающих про­грамм, демонстрационных, программ-тренажёров, контролирующих, информа­ционно-справочных, имитационных и моделирующих программ. Для выдвиже­ния гипотез и возможного их коллектив­ного обсуждения могут применяться про­граммы для организации проблемного обучения.

Мнение о необходимости дробления учебного материала в ЭУ на небольшие порции также небесспорно. Их размер должен определяться с учётом полного дидактического цикла обучения, назна­чения, содержания и количества его зве­ньев. С одной стороны, каждая порция не должна быть ими перегружена, с дру­гой — отнесение одного дидактического цикла к большой порции учебного мате­риала, напротив, приведёт к тому, что некоторые звенья окажутся недостаточ­но проработанными. Дидактический цикл должен ориентировать ученика не на пас­сивное чтение текста, а на активную про­верку своих знаний в процессе решения поставленных задач. Обучающая програм­ма предусматривает предоставление воз­можности каждому работать самостоя­тельно. При необходимости любой из уча­щихся может получить требующуюся по­мощь. И у электронного учебника по срав­нению с традиционным таких возмож­ностей гораздо больше.

Целесообразно в полной мере исполь­зовать стимулирующую функцию ЭУ. Ком­пьютер как средство психологической поддержки учебного процесса обладает рядом преимуществ. Так, перед выстав­лением оценки ученику предлагается по­вторно обучающий фрагмент. Соответ­ственно, школьник с большим внимани­ем относится к изучению каждого фраг­мента учебного материала. Исключается также субъективный фактор. Это освобож­дает учащегося от ощущения страха и смущения, снижает до минимума пси­хологическую несовместимость, которая иногда возникает между учеником и учи­телем.

Большинство исследователей полага­ют, что компьютер является наилучшим средством дифференциации и индивиду­ализации обучения. По нашему мнению, в школьном учебнике помощь должна превалировать над контролем. Для обес­печения этого необходимо стремиться к усилению в последнем обучающей ком­поненты, что позволит более точно фик­сировать историю обучения и оценивать знания учащегося, не прерывая учебный процесс. Особенно эффективен тестовый компьютерный контроль решения задач на вычисление. Контроль решения задач на доказательство и построение объек­тивно более труден и предполагает учас­тие учителя, привлечение традиционных приёмов.

Несомненно, успех внедрения инфор­мационной технологии в практику обу­чения будет существенно зависеть от того, насколько она окажется «друже­ственной» по отношению к традицион­ной, будет способна «ассимилировать» с существующими традициями, опытом учителей. Так, к примеру, в белорусских печатных учебных изданиях принято со­вмещать материал базового и повышен­ного уровней обучения в одном учебни­ке, а для углублённого иметь отдельный. Этот подход имеет свои достоинства и недостатки. С одной стороны, он помогает избежать «толстых» учебников, с другой - увеличиваются финансовые зат­раты Для ЭУ такой проблемы не суще­ствует. Встроенная программная система на основании истории обучения учени­ка формирует его индивидуальную тра­екторию и даёт возможность совмещать в одном электронном учебнике различ­ные уровни обучения: базовый, повышен­ный и углублённый. Было бы неразумно отказываться от такого преимущества.

Перспективу развития ЭУ следует свя­зывать и с возможностью использования при его построении естественного и ис­кусственного интеллектов. Поступатель­ное движение этого направления опре­деляет соответствующую градацию поко­лений ЭУ. Первое поколение в основном характеризуется построением интеллек­туальной (адаптивной) обучающей сис­темы, позволяющей не только трениро­вать обучаемого и контролировать его знания, но и с учётом результатов «ре­комендовать» индивидуальную траекто­рию обучения, оказывать адекватную помощь. Следующие поколения логично исходят из возможности использования систем искусственного интеллекта для формирования творческого уровня зна­ний, прежде всего — организации дея­тельности по решению учебных проблем с компьютерной визуализацией процес­са поиска в наглядной графовой форме. Необходимые для этого программные средства должны обеспечивать диалог пользователя с компьютером на языке, близком к естественному. Ученику пре­доставляется возможность ввести в ком­пьютер любую информацию, программа прочитает её, сопоставит с собственным решением учебной проблемы, укажет возможные ошибки, предложит конкрет­ные рекомендации по завершению её ре­шения. В перспективе «общение» компь­ютера и учащихся будет происходить с помощью синтезатора речи.