Применение компьютерных технологий при обучении

Применение компьютерных технологий при обучении. Многие специалисты полагают, что в настоящее время только компьютер позволит осуществить качественный рывок в системе образования существует мнение, что компьютер произведет столь же серьезные изменения в технологии обучения, какие в начале века произвел конвейер в автомобилестроении.

Некоторые даже сравнивают его влияние на систему образования с тем переворотом в человеческой культуре, который совершило книгопечатание. Оптимизм особенно возрос, когда появились простые в обращении и сравнительно дешевые персональные компьютеры.

Разумеется, наивны предположения, будто компьютер - это палочка-выручалочка, которая может решить все проблемы обучения, но недооценивать возможности компьютера тоже не стоит. Еще никогда учитель не получал столь мощного средства обучения. Во-первых, компьютер значительно расширил возможности предъявления учебной информации. Применение цвета, графики, мультипликации, звука, всех современных средств видеотехники позволяет воссоздавать реальную обстановку деятельности например, демонстрировать изображение земли с высоты, имитируя полет, причем с учетом изменений изображения, вызванных изменениями в движении, скажем снижением самолета. По своим изобразительным возможностям компьютер нисколько не уступает ни кино, ни телевидению.

Во-вторых, компьютер позволяет усилить мотивацию учения. Не только новизна работы с компьютером, которая сама по себе нередко способствует повышению интереса к учебе, но и возможность регулировать предъявления учебных задач по трудности, поощряя правильные решения, не прибегая при этом к нравоучениям и порицаниям, которыми нередко злоупотребляют педагоги, позитивно сказываются на мотивации учения.

Кроме того, компьютер позволяет полностью устранить одну из важнейших причин отрицательного отношения к учебе - неуспех, обусловленный непониманием сути проблемы, значительными пробелами в знаниях и т.д. Работая на компьютере, ученик получает возможность довести решение любой учебной задачи до конца, поскольку ему оказывается необходимая помощь, а если используются наиболее эффективные обучающие системы, то ему объясняется решение, он может обсудить его оптимальность и тупиковые ходы. Компьютер может влиять на мотивацию учащихся, раскрывая практическую значимость изучаемого материала, предоставляя им возможность испробовать умственные силы и проявить оригинальность, поставив интересную задачу, задавать любые вопросы и предлагать любые решения без риска получить за это низкий балл все это способствует формированию положительного отношения к учебе.

Что же касается занимательности как источника мотивации учения, то возможности компьютера здесь поистине неисчерпаемы, и основная задача, которая уже сегодня приобрела большую актуальность, заключается в том, чтобы эта занимательность не стала превалирующим фактором в использовании компьютера, чтобы она не заслоняла собственно учебные цели. В-третьих, компьютер активно вовлекает учащихся в учебный процесс.

Один из наиболее существенных недочетов существующей системы обучения состоит в том, что она не обеспечивает активного включения всех учащихся в учебный процесс.

Например, в процессе объяснения нового материала многие учащиеся не работают в полную силу одни, потому что им непонятно другие, потому что им это уже известно третьи, потому что потеряли нить рассуждения четвертые, потому что в этот момент просто отвлеклись, думая о чем-то своем! Хотя у опытных учителей такие случаи редки, но всё же они возможны.

Установка учителя на среднего ученика приводит к тому, что самые способные теряют интерес к излагаемому материалу, а наиболее слабые даже при желании не могут активно включиться в учебный процесс. Именно это обстоятельство было одним из аргументов в пользу программированного обучения, которое, как предполагалось, должно было стимулировать учащихся к активной работе, к решению всевозможных задач, в том числе и на понимание. Однако такое обучение не обеспечивало одно из необходимых условия активного включения учащихся в учебный процесс-диалога обучающего и обучаемого.

Вопросы задаются учащемуся, но сам он лишен такой возможности, что, естественно, существенно ограничивает познавательную активность, особенно в тех случаях, когда ученик испытывает определенные затруднения. Если при программированном обучении обычно используется покадровое разбиение учебного материала каждый кадр содержит учебный текст, задание, иногда рекомендацию по выполнению задания и оценки правильности ответа на задание из предыдущего кадра обучающей программы, то компьютер позволяет существенно изменить способы управления учебной деятельностью, например, погружая учащихся в определенную игровую ситуацию.

Кроме того, учащийся сам может задавать компьютеру предпочтительную форму помощи скажем, демонстрация способа решения с подробными комментариями или указание на принцип решения, способ изложения учебного материала развернутый или сжатый, с иллюстрациями или без них и т. д Иначе говоря, в отличие от программированного обучения компьютер не только направляет действия учащихся, но и сам управляется ими, поскольку многие функции управления передаются им. В-четвертых, намного расширяются наборы применяемых учебных задач. Следует иметь в виду, что речь идет не столько о постановке задач в принципе, любая форма обучения, в том числе и традиционная, допускает постановку любых задач, сколько об управлении процессом их решения.

Так, компьютеры позволяют успешно применять при обучении задачи на моделирование различных социальных и производственных ситуаций, на постановку диагноза поиск и устранение неисправностей в оборудовании, даже в том случае, когда имеется большое число вариативных способов их решения. При этом более тщательно отрабатываются варианты действий, которые необходимо предпринимать в экстремальных ситуациях, скажем при аварии.

Расширяется также круг задач на планирование, поскольку компьютер позволяет оценить оптимальность любого решения, в том числе и неожиданного, эффективность выбранной стратегии и может осуществлять постоянный контроль за правильностью решения.

Учителю такое не всегда под силу, особенно при большом числе допустимых решений. Важной особенностью компьютера является то, что он позволяет погрузить учащегося в конкретную историческую эпоху, поставив его в положение участника исторических событий, первооткрывателя земель и т. д. В-пятых, компьютер позволяет качественно изменить контроль за деятельностью учащихся, обеспечивая при этом гибкость управления учебным процессом.

Напомним, что одной из основных бед традиционных форм обучения является невозможность для учителя проконтролировать весьма важные моменты учебной деятельности. Работая с группой классом, педагог практически не в состоянии проверить правильность решения всех задач, выполненных каждым из обучаемых. Как известно, вовремя не исправленные ошибки закрепляют неверные представления в усваиваемой области знаний, а устранить эти представления впоследствии совсем нелегко.

Компьютер позволяет проверить все ответы, а во многих случаях он не только фиксирует ошибку, но и довольно точно определяет ее характер, что помогает вовремя устранить причину, обусловившую ее появление. Диапазон средств управления учебным процессом с помощью компьютера достаточно широк от возможности учащемуся самому задать вопрос до выбора оптимальной для данного учащегося стратегии обучения, включающей уровень изложения более или менее абстрактный, с большим или меньшим количеством поясняющих примеров, степень трудности предъявляемых задач, меру помощи, а в некоторых случаях и последовательность изложения учебного материала.

Имеет принципиальное значение то, что в современных компьютерных обучающих системах учащийся сам формулирует, в какого рода помощи при решении учебных задач он нуждается. Никакое из ранее известных средств обучения на это не было рассчитано. В-шестых, компьютер способствует формированию у учащихся рефлексии своей деятельности.

Прежде всего, компьютер позволяет учащимся наглядно представить результат своих действий. Так, работая с ЛОГО, учащиеся сразу же видят реакцию компьютера на свою команду. Исключительными возможностями в этом отношении обладают интеллектуальные обучающие системы, которые сообщают обучаемые не только о правильности решения, но и о сильных и слабых сторонах выбранных стратегий, приводя при этом наиболее характерные ошибки. Заложенные в подобные системы программы тестирования позволяют учащимся точнее оценить такие особенности их личности, как тип мотивации, степень адекватности самооценки и т. д. Идея применения компьютера в учебном процессе возникла в рамках концепции программированного обучения, причем вначале это устройство рассматривалось лишь как более совершенное по сравнению с простейшими обучающими машинами техническое средство.

Его преимущества усматривались главным образом в расширении возможностей индивидуализации обучения. Осознание тех качественных изменений, которые вносит компьютер в методы, формы и в содержание обучения, пришло значительно позже 17, 18 . В ряде случаев довольно трудно определить, используется компьютер как средство обучающей деятельности или как учебной.

Компьютер лишь тогда осуществляет дидактические функции, когда в его управляющих воздействиях учитываются как задача, решаемая учащимся, так и определенные учебные цели. Последнее имеет принципиальное значение для понимания сущности, обучающих систем.

Возьмем, к примеру, экспертные системы. В них управляющие воздействия направлены на решение соответствующей предметной задачи и учебные цели не учитываются. В этом случае нет оснований утверждать, что компьютер является средством обучения, хотя такое впечатление может и создаться. Если компьютер используется только как средство учебной деятельности, то его функции мало чем отличаются от тех, которые он выполняет в других видах деятельности - научной, производственной, и взаимодействие учащегося с компьютером полностью укладывается в более общую схему взаимодействия пользователь - ЭВМ . Это становится особенно очевидным при анализе деятельности человека, решающего задачи в экспертной системе.

Хотя возможности применения компьютера в таких системах значительны - от справочного средства до средства моделирования ситуаций и конструирования механизмов - и они нередко дают существенный образовательный эффект, однако компьютер в таких системах не является средством обучения.

Выполнение функции управления учебной деятельностью - существенный признак применения компьютера как обучающего средства. Разумеется, в определенные моменты инициатива может передаваться школьнику, ему предоставляется возможность задавать различные вопросы, относящиеся к решению той или иной учебной задачи. Однако инициатива учащегося должна соотноситься с учебными целями, поэтому не на каждый вопрос компьютер дает ответ, даже если такой ответ у него имеется. Вместо этого учащемуся рекомендуется подумать, Дается некоторое эвристическое указание, предлагается решить вспомогательную задачу и т. д т. е. компьютер моделирует обучающую деятельность и реагирует на вопрос так, как это делает в аналогичной ситуации педагог Когда мы говорим о компьютерном обучении, то имеем в виду прежде всего использование компьютера как средства управления учебной деятельностью.

Можно выделить два типа компьютерного обучения. Для первого характерно непосредственное взаимодействие учащихся с компьютером.

Он определяет то задание, которое предъявляется обучаемым, оценивает правильность и оказывает необходимую помощь. Здесь обучение протекает, как правило, без учителя, к помощи которого прибегают, когда компьютер не справляется с ситуацией из-за несовершенства обучающей программы. Второй тип характеризуется взаимодействием с компьютером не обучаемого, а педагога. Компьютер помогает обучающему в управлении учебным процессом, например выдает результаты выполнения учащимися контрольных заданий с учетом допущенных теми ошибок и затраченного времени такие данные могут накапливаться, и компьютер может сравнивать показатели различных учащихся по решению одних и тех же задач или показатели одного учащегося за определенный промежуток времени.

Он также может давать рекомендации о целесообразности применения конкретных обучающих воздействий к тем или иным обучаемым. Обычно этот тип компьютерного обучения используется, когда нельзя снабдить каждого учащегося персональным компьютером и он выступает в рамках традиционного обучения - как одно из средств обучения наряду с учебниками, программированными пособиями и т. д. В настоящее время нет единой классификации обучающих программ, хотя многие авторы выделяют среди них следующие пять типов а тренировочные, б наставнические, в проблемного обучения, г имитационные и моделирующие, д игровые.

Программы первого типа предназначены преимущественно для закрепления умений и навыков. Предполагается, что теоретический материал уже усвоен.

Они широко используются для отработки математических навыков, упражнений по переводу с иностранного языка и т. д. Многие из них составлены в духе бихевиоризма, когда за один из ведущих принципов берется подкрепление правильного ответа 17, 68 . Компьютер в случайной последовательности генерирует учебные задачи, уровень трудности которых определяется педагогом. Если учащийся дал правильное решение, ему сообщается об этом. Если ответ неправильный, ему либо предъявляется правильный ответ, либо предоставляют возможность запросить помощь.

Программы этого типа реализуют обучение, мало чем отличающееся от программированного обучения с помощью простейших технических средств, т. е. управление учебным процессом осуществляется по ответу ход решения задачи не анализируется. Правда, компьютер обладает значительно большими возможностями в предъявлении информации и в типе ответа многие системы позволяют вводить конструируемые ответы т. е. вводить слова и даже фразы, правда с некоторыми ограничениями. В начальном периоде применения компьютеров в обучении большинство программ было тренировочного типа. При разработке таких программ можно обойтись знаниями о процессе обучения и учебной деятельности на уровне здравого смысла. Эффективность таких программ, как правило, невысока, что дало повод тем, кто отождествляет компьютерное обучение с использованием данного типа обучающих программ что, разумеется, неправомерно, говорить об ограниченных возможностях применения компьютера в учебном процессе. Программы второго типа ориентированы преимущественно на усвоение новых понятий, многие из них также работают в режиме, близком к программированному обучению с разветвленной программой.

И хотя в этих программах после предъявления информации обучаемому задаются вопросы, т. е. обучение ведется в форме диалога, однако по большей части ведется так называемый фактический диалог, построенный на основе формального преобразования ответа обучаемого, он создает лишь видимость общения. Программы третьего типа построены в основном на идеях и принципах когнитивной психологии, в них осуществляется непрямое управление деятельностью учащихся.

Это значит, что предъявляются разнообразные задачи и учащиеся побуждаются решать их путем проб и ошибок.

В программах четвертого типа в качестве средства обучения используется моделирование, а в программах пятого типа - игры. Нередко в обучающие программы включаются как те, так и другие средства. По степени сложности проектирования обучающие программы распределяются этими авторами следующим образом 1 предъявляющие фрагменты учебного материала, 2 проверяющие, 3 демонстрирующие, 4 игровые, 5 запрашивающие, 6 закрепляющие, 7 моделирующие, 8 запрашиваемые, 9 с проблемно-ориентированным контролем в экспертной системе и 10 с комплексной формой обучения, предполагающие применение различным стратегий и допускающие разнообразные вопросы со стороны обучаемого.

При решении проблемы эффективного использования компьютера в учебном процессе возникает вопрос о целесообразности его применения в тех или иных учебных предметах и на тех или иных этапах обучения.

Еще совсем недавно считалось, что сфера применения компьютера ограничивается математикой, программированием, физикой, химией, а в гуманитарной сфере компьютер может использоваться как средство учебной деятельности, например как электронный банк данных, а в деятельности обучения - преимущественно как средство наглядности.

Такого рода мнение оправдывало себя лишь на начальном этапе, компьютеризации обучения. По мере расширения возможностей компьютера и накопления опыта разработки обучающих программ сфера его применения значительно расширилась. И хотя в настоящее время обучающие программы, предназначенные для изучения предметов физико-математического и естественнонаучного циклов, занимают ведущее место, тем не менее, все большее число специалистов полагает, что компьютер позволяет на качественно новом уровне изучить и гуманитарные учебные дисциплины, например историю и литературу.

Эффективность применения компьютера в учебном процессе в значительной мере зависит от качества обучающих программ. При их составлении характерна опора на научную теорию, либо на так называемый здравый смысл, т.е. на интуитивные, часто недостаточно осознанные представления о процессе обучения и индивидуальный опыт, приобретенный разработчиками в процессе преподавательской работы 17, 35 . 3.4.