3. Классификация педагогических программных средств

Информационная технология обучения предполагает использование наряду с компьютерной техникой специализированные программные средства. Под программным средством учебного назначения понимается ПС, в котором отражается некоторая предметная область, где в той или иной мере реализуется технология ее изучения, обеспечиваются условия для осуществления различных видов учебной деятельности. Такие ПС, функционально поддерживающее различные виды учебного процесса, называются педагогическими программными средствами (ППС).

В настоящее время существует большое количество различных классификаций и типологий ППС

По методическому назначению ППС могут быть:

• компьютерные учебники (уроки);

• программы-тренажеры (репетиторы);

• контролирующие (тестовые оболочки);

• информационно-справочные (энциклопедии);

• имитационные;

• моделирующие;

• демонстрационные (слайд-или видео-фильмы);

• учебно-игровые;

• досуговые (компьютерные игры: аркадные, квесты, стратегии, ролевые, логические, спортивные и др. типы).

5. Основы программированного обучения.

Бихевиоризм (родоначальники Э. Торндайк, Д. Уотсон, 20-е годы, США) и потом уточненный необихевиоризм (Э. Толмен, К. Халл, 30-е годы; Б.Ф. Скин-нер, 40-50-е годы, США) в середине XX в. стали ведущим направлением американской психологии. Если отвлечься от подробностей, то бихевиористы исходят из того, что поведение человека (животных тоже) можно выразить в формуле S -> R, т.е. стимул -» реакция. Иными словами, поведение есть реакция организма на воздействие извне, внешней среды. Необихевиористы дополнили эту формулу разными промежуточными побудительными факторами. Они разработали теорию научения — процесса и результата приобретения индивидуального опыта (у человека и животных) путем многократных повторений-операций через “пробы и ошибки”. Удачная реакция обучаемого на стимул поощряется, вернее, подкрепляется путем поощрения. Прежняя формула будет: S —> R —> Р, т.е. “стимул —> реакция —> подкрепление”. И так достигается желательное поведение обучающегося, у человека формируются знания, умения и навыки. У обучающего появляется некий инструмент, позволяющий управлять научением обучаемого.       В середине века появилась наука кибернетика (от греч. kybernetike — искусство управления) — наука об управлении, связи и информации (Н. Винер, 1948, США). Ее развитие особенно прогрессировало в связи с созданием современных ЭВМ. Бихевиоризм, перенесенный на педагогику, в кибернетике находит концепцию управления научением. На этой почве возникает и формируется идея программированного обучения (Б.Ф. Скиннер, 1954 г., США). В основу программированного обучения, которое разрабатывалось в США, таким образом, была положена бихевиористская теория, для которой характерен механистический подход к научению. Советская педагогика сначала критически, потом настороженно и, в конце концов, благожелательно стала относиться к программированному обучению. Прошло немало времени (1963 г.), пока советские психологи и педагоги приступили к разработке проблем обучения на основе кибернетического подхода, т.е. теории программированного обучения (Н.Ф. Талызина, Т.А. Ильина, В.П. Беспалько, П.Я. Гальперин, Н.Д. Никандров, А.Г. Молибог, Б.В. Пальчевский, В.А. Вадюшин и др.).       Некоторые советские исследователи в те годы считали, что приоритет в разработке профаммированного обучения принадлежит не американской, а советской педагогике. Так, А.Г. Молибог писал: “…программированное обучение со всеми его элементами не является детищем американской педагогики. Оно является логическим развитием советской и русской школы…”. Уточним: в своей монографии А.Г. Молибог в то время значительное место отводит использованию технических средств и меньше — теории программированного обучения. Но многие исследователи именно к 50-м годам XX в. относят возникновение профаммированного обучения, причем США считаются его родиной. Так полагают Н.Ф. Талызина2, М.У. Пискунов и другие исследователи.       Если кибернетика как теория управления учебной деятельностью подходила для советских исследователей, то бихевиоризм как психолого-педагогическая основа не воспринималась. Й действительно, бихевиористская теория низводит научение человека к механическим способам дрессировки животных. И именно в 60-е годы А.Н. Леонтьев, П.Я. Гальперин, Н.Ф. Талызина разработали теорию поэтапного формирования умственных действий, которая была благожелательно воспринята психологами и педагогами. И эта теория вполне подошла как психологическая составляющая советской концепции программированного обучения. Вместе с тем какие-то идеи бихевиоризма в этом обучении сохранились. С того времени исследованием теории и практики программированного обучения стали заниматься представители частных методик (математики, физики, химии, языков и др.) как в общеобразовательной, так и высшей школе. Исследователи доказыва- ли, что программированное обучение это не только новая методика наряду с другими, а методика управления обучением. Оно активно стало внедряться в учебный процесс разных типов учебных заведений. Его развитие было обусловлено также достижениями алгоритмизации в обучении, активным внедрением технических средств в учебный процесс.       Такова предыстория программированного обучения. Теперь перейдем к его практическим вопросам.       Программированное обучение современные исследователи относят к дидактической системе, а не просто к методам или формам занятий. Про-граммирование — это составление программы, в данном случае — определенной последовательности учебных действий и операций как учащихся, так и обучающего (преподавателя, машины).       Существенной особенностью программированного обучения является обратная связь. Именно она обеспечивает систематическую инфор- мацию о продвижении обучающегося по усвоению программного мате-риала и позволяет управлять ходом учения.       Другой особенностью этой дидактической системы надо признать цикличность, т.е. повторяемость последовательных учебных операций при изучении разных частей (фрагментов) учебного материала.       Программирование проводится в определенной последовательности. Уточняется тема. Содержанию материала придается строгая логическая структура. Определяется основная задача изучения курса или его раздела,. части. Выясняются особенности обучающихся, которым адресована программа учебных действий (их возраст, уровень образования, учебные умения и навыки).       Следующий очень важный этап программирования — это разработка алгоритма учебной деятельности (для учащегося). Для этого весь ма-териал, который необходимо выучить, изучить, делят на шаги (другие названия: кванты, порции, дозы, единицы информации). Величина (объ-ем) каждого шага определяется опытным путем. Причем, если шаг (доза) будет большим, то его трудно усвоить в один прием, а маленькие шаги потом сложно обобщать.       Итак, весь материал разбит на ряд последовательных частей — это та самая дискретность (прерывистость), о которой говорилось в связи с алгоритмизацией обучения. После этого составляется собственно алго-ритм, по которому будет проходить усвоение учебного материала. Вспомним, что алгоритм — это целый ряд точных предписаний, которые-надо обязательно выполнить точно и в полном объеме, чтобы добиться намеченного результата, в данном случае промежуточного, т.е. части общего результата. В свою очередь эти предписания – алгоритмы для каждого шага имеют циклический характер, т.е. повторяющийся по кругу. Получается столько циклов, сколько шагов. Каждый цикл состоит из операций-указаний. Выполнение их обеспечивает усвоение учащимися материала того шага, который в данный момент изучается.       Схема изображает последовательные учебные операции, которые содержат указания по изучению и усвоению лишь одного шага. Переход к изучению второго и последующих шагов допускается тогда, когда правильно и только правильно выполнено задание-предписание первого шага.       Операция 1 — предъявление новой информации для усвоения: прочитать, изучить такой-то материал по такой-то литературе, учебнику, монографии, методичке, по фонограмме, видео-, кинофильму, — точнее, это задание по получению информации определенного содержания.       Операция 2 — восприятие и осмысление учащимися предложенной информации данного шага: запомнить дату, название, слово или выражение, факт, термин и т.п., осмыслить понятие, разобраться в схеме, чертеже, таблице, графике и т.п.       Операция 3 — тут же, без отсрочки, после восприятия учащемуся предъявляются контрольные вопросы, на которые он обязан ответить, или задание — выполнить тест, решить задачу (пример), привести пример, составить схему, подготовить план и т.п.       Операция 4 — ответ учащегося в устной, письменной, графической форме или вариант альтернативного ответа: выбрать ответ из 3-4-х предложенных, из которых верен только один и т.п.       Операция 5 — оценка ответа: верно, неполно, неверно, т.е. в какой мере ответ учащегося соответствует или не соответствует эталону. Оценка также дается тут же, без задержки.       Операция 6 — это возможное альтернативное указание о дальнейших операциях. Если ответ точный, полный, то дается указание перейти к изучению новой информации 2-го шага. Начинается новый цикл: изучению новой порции (дозы), отсюда — к операции 2 (восприятие) и т.д.       Если же ответ неверный или неполный, то переход ко 2-му шагу не допускается. В таком случае дается указание на переход к операции 7а.       Операция 7а — это указание еще раз изучить такой-то материал, повторить его, получить консультацию у обучающей машины или преподавателя, т.е. необходимо ликвидировать пробел, восполнить информацию, осмыслить и т.п.       Операция 8 следует после 7а: это дополнительные контрольные вопросы и задания. После выполнения их дальнейшие операции следуют 4-5 и т.д. по “малому” кругу с теми же ответом, оценками до тех пор, пока предложенная информация не будет точно и полностью усвоена и, следовательно, ответы будут только верными.       Операция 7 — это, по сути, и не операция для ученика, а только прямое указание перейти к следующему шагу, к началу нового цикла.       Точно такая последовательность операций повторяется по каждому шагу — в этом и состоит цикличность изучения всего материала. Алгоритмизация в программированном обучении также предполагает эту цикличность, как и дискретность. В этой цикличности мы отмечаем такие элементы управления учебным процессом, как подача информации, восприятие и обработка ее учащимся, обратная связь от учащегося к обучающему и, при необходимости, — коррекция учебного процесса.       В только что изложенном цикле обучения может быть подключено техническое средство в любой одной или нескольких операциях: будь то в 1-й— подача новой информации, 3-й— контрольные вопросы и задания и т.д. Тогда говорят о машинном программировании. Если же техническое средство подключается ко всем операциям и способно их обеспечить, то оно, по сути, является обучающей машиной. Вспомогательными средствами при программированном обучении являются простейшие карточки-задания, перфокарты, дешифраторы. Они полезны тогда, когда программируются отдельные фрагменты учебных занятий, а не вся тема или раздел учебной программы.       Существуют также специальные пособия и учебники для программированного обучения, в том числе — по педагогике (И.Е. Шварц, Я.А. Визгерд, И.А. Малафеев и др.). Программирование обучения бывает линейным и разветвленным.       Линейное программирование характеризуется тем, что каждое задание имеет один правильный ответ. После него учащийся сразу переходит к следующему, т.е. последовательно от первого шага до последнего, никуда не отклоняясь.       и так все последующие шаги до последнего, до конечного.       Более сложным является разветвленное программирование, когда на один и тот же вопрос возможны и допустимы несколько альтернативных ответов. Пример: вечером в комнате был электрический свет. И вдруг в неподходящий момент он погас. Почему? Может быть несколько равновероятных ответов: перегорела лампочка, неисправен выключатель, перегорел предохранитель, отключили рубильник на щите и т.п. И вот заинтересованный человек проверяет разными способами варианты причин, обусловивших отсутствие света. Это типичный случай поиска причины по разветвленной программе: проверяется одна причина, если она найдена, то на этом дальнейший поиск прекращается за ненадобностью. Если же она в этом случае не обнаружена, то поиск причины продолжается до тех пор, пока она не будет найдена (в нашем примере, когда загорится свет).       В программированном обучении, как и в приведенном примере, могут быть разветвленные варианты равновозможных ответов. И их достоверность необходимо проверять. В примере с электрическим светом эти последовательные действия человека выглядели бы примерно так:       а) человек проверяет, цела ли нить накаливания у лампочки. Если цела, то продолжает поиск по другому варианту;       б) исправен ли выключатель. Если да, то причины ищет по 3-му и последующим вариантам до тех пор, пока причина не будет определена. Дальнейшие действия нашего “электрика” будут зависеть от того, в чем причина отсутствия света; иначе говоря, каждая причина определит свою ветвь решения задачи.       При разветвленном варианте ответов каждая ветвь может иметь свое решение или оно может оказаться даже тупиковым, т.е. не иметь решения; иногда— ошибочное.       При ошибочном ответе, неправильно выполненном задании учащийся или возвращается в “исходное положение”, или изучает дополнительный материал, получает консультацию. После этого он вновь делает попытку продвинуться в соответствии с циклом. Ему предъявляют дополнительные вопросы и задания. То есть учащийся идет не прямолинейно, а кружным путем. В этом случае, хотя он и теряет время и темп прохождения материала, но зато видит разные дополнительные “закоулки” этого программированного шага. Непременным условием перехода к новому шагу остается то же: обязательное, притом точное, безошибочное знание содержания изучаемого шага. Таковы особенности разветвленного программирования.       Оценивая программированное обучение как дидактическую систему, необходимо отметить его достоинства и недостатки. Достоинство, прежде всего, заключается в активизации учебной деятельности учащихся. Обязательный характер усвоения каждого шага программы позволяет достичь более высокого уровня знаний, что доказано экспериментально. Учебная работа каждого учащегося индивидуальна по темпу и характеру продвижения от первого шага к последующим. При этом более подготовленный учащийся продвигается быстрее, а тот, кто менее подготовлен — медленнее; но он тоже проходит все запрограммированные шаги полностью и в конечном итоге без ошибок усваивает весь материал на хорошем уровне. В этой работе “медленный” ученик не задерживает более быстрого, у быстрого возникает возможность по своему усмотрению выбирать дополнительный материал для самообразования.       К числу несомненных достоинств программированного обучения надо отнести возможность использовать технические и электронные средства учебной деятельности, применение которых высвобождает преподавателю время для творческой работы.       У программированного обучения есть и слабые стороны. Во-первых, не любой материал поддается алгоритмизации и, следовательно, программированию, особенно же тот, который рассчитан на эмоциональное воздействие обучающегося. Например, восприятие художественного текста, поэзии, музыкального произведения и т.п. Трудно и даже невозможно дать, например, контрольное задание (операция 3 по схеме), чтобы проверить уровень приращения нравственности, патриотизма и подобных качеств личности, достигнутые в результате обучения. Между тем программированное обучение дает хорошие результаты в тех случаях, когда задача научения связана с выработкой практических умений и навыков (вспомним формулу S -> R), например, при изучении родного и особенно иностранных языков, выработке навыков решения так называемых типовых задач, отработке техники игры на музыкальном инструменте, техники трудовых операций, закреплении и проверке знаний.       При программированном обучении нет коллективной работы учащихся, роль обучающего снижена (если это не машина), он консультант. Если в операции проверки в качестве ответов предлагаются альтернативы, например выбрать правильный ответ из 3-5 предложенных, то не исключается вероятность случайного угадывания правильного ответа от 1 : 3 до 1:5, хотя учащийся даже не знает этот материал. При программированном обучении часто используются условные знаки, закодированные ответы. Их расшифровка создает дополнительные шумы, т.е. помехи.       Программированное обучение используется наряду и вместе с другими дидактическими системами, в сочетании разной организации и методов обучения. Оно более результативно в старших классах школы и вузах. 6. Технологии модульного обучения.

В условиях предметной системы образования соединение модульной методологи с отдельной учебной дисциплиной характеризует предметно-деятельностный подход.

Технологию модульного обучения, основанную на таком подходе целесообразно использовать в системе высшего и средне-специального профессионального образования, повышения квалификации педагогов. В технологии модульного обучения, основанного на предметно-деятельностной основе, модуль представляет собой:

• фундаментальное понятие учебной дисциплины, определенное явление, закон, крупную тему, группу взаимосвязанных понятий;

• логически завершенную единицу учебного материала, построенную на основе принципов модульного обучения, предназначенная для изучения одного или нескольких фундаментальных понятий учебной дисциплины.

Наиболее эффективно модуль составлять на основе строгого системного анализа понятийного аппарата дисциплины, что дает возможность выделить группы фундаментальных понятий, логично и компактно группировать материал. Это позволяет избежать повторений внутри курса и в смежных дисциплинах.

Модуль является самостоятельной структурной единицей, что позволяет в некоторых случаях отдельным студентам слушать не весь курс, а только ряд модулей. Это позволяет оптимально планировать индивидуальную и самостоятельную работу одаренных студентов.

При модульном обучении возможно дифференцированное обучение, на основе дифференциации учебной программы на полную, сокращенную и углубленную, т.е. возможна индивидуализация обучения.

Целью перехода на модульное обучение является:

• обеспечение непрерывности обучения;

• индивидуализация обучения;

• создание необходимых условий для самостоятельного освоения учебного материала;

• интенсификация обучения;

• достижение эффективного освоения дисциплины.

Таким образом, при модульном обучении создаются все необходимые условия для получения студентами знаний в соответствии со своими способностями.

Эффективность перехода на модульную систему обучения зависит от следующих факторов:

• уровня материально-технической базы учебного заведения;

• уровня квалификации профессорско-преподавательского состава;

• уровня подготовленности студентов;

• оценки предлагаемых результатов;

• разработки дидактического материала;

• анализа результатов и оптимизации модулей.

Переход на модульное обучение предполагает осуществить следующее:

• на основе тщательного анализа рабочего учебного плана определяются группы, наиболее тесно взаимосвязанных дисциплин, т.е. весь учебный план рассматривается, как совокупность отдельных макромодулей (Рис.4.2). Наиболее целе сообразно формирование макромодулей трех разновидностей:

• а) включающие гуманитарные науки;

• б) включающие экономические науки;

• в) включающие общеобразовательные, общетехнические, общепро фессиональные и специальные дисциплины.

Каждый макромодуль имеет свою цель в формировании специалиста.

Цель изучения определенного макромодуля вытекает из целей изучения отдельных дисциплин, входящих в нее. Совокупность целей изучения отдельных макромодулей составляет генеральную цель подготовки специалиста, отражения в государственных образовательных стандартах. Цель изучения каждого макромодуля должна быть четко сформулирована и донесена до студента в начале изучения его первой дисциплины. Перед изучением каждой следующей дисциплины макромодуля до студентов доводится цель изучения каждого из этих дисциплин:

• устанавливается оптимальная последовательность изучения дисциплин в рамках каждого макромодуля и оптимальные сроки их изучения   Т.е. необходимо обеспечить непрерывность обучения, сокращения сроков изучения дисциплин и макромодуля в целом. Дисциплины с небольшим объемом учебных часов (1-2 в некоторых случаях 3 часа аудиторных занятий в неделю) целесообразнее включить в перечень блочных предметов, которые можно проводить в первой или во второй половине семестра.

Составление макромодулей основано на учете тесных взаимосвязей по вертикали, однако, при установлении оптимальности сроков их изучения необходимо учитывать наличие горизонтальных связей макромодулей.

• обеспечивается взаимосвязь учебных программ курсов, входящих в макромодуль, с целью устранения повторений учебного материала.

Рабочая учебная программа курса пересматривается с учетом группирования отдельных тем в модули. По каждому модулю необходимо сформулировать цель с указанием его теоретической и практической значимости.

В модуль могут входить 2-3 лекции и связанные с этим практические занятия и лабораторные работы. По каждому модулю готовятся следующие материалы.

• тесты для контроля знаний студентов;

• задания на индивидуальную работу;

• задания на самостоятельную работу;

• учебно-методические раздаточные материалы;

• список учебно-научной литературы;

• рабочая учебная программа.

Каждый модуль должен заканчивается тестированием: для текущего модуля – это контроль пройденного материала, а для последующего модуля – это входной контроль.

Для каждого модуля формируется набор справочных и иллюстрированных материалов, которые студент получает перед началом его изучения. Модуль снабжается рекомендуемой литературой, каждый студент переходит от модуля к модулю по мере усвоения материала, одаренные студенты могут проходить тестирование независимо от других. Функции педагога могут варьироваться от информационно-контролирующей до консультативно-координирующей. Модульное обучение предполагает чтение проблемных и установочных лекций, дающих обобщенную информацию по узловым вопросам курса. Лекции должны быть направлены на развитее творческих способностей студентов. Практические и лабораторные работы модуля прорабатывают в комплексе с лекциями, дополняя их содержание изучением нового материала и приобретением определенных практических навыков.

При подготовке материалов лекции целесообразно использовать приемами структурирования и систематизации, т.е. представления материала в виде блок-схем, блок рисунков. При этом эффективность усвоения материала увеличивается, т.к.:

• осознается конечная цель модуля;

• наглядно представляются связи элементов учебного материала и его переходы;

• выделяются узловые моменты;

• охватывается взором весь объем учебного материала (модуля).

Структурирование содержания учебного материала при построении модуля, прежде всего, преследует цель «сжатия» информации.

Необходимо стремиться к представлению знаний в комплектном, удобном для использования виде.

Наибольшая прочность освоения достигается при подаче учебной информации одновременно на четырех кодах: рисуночном, числовом, символическом и словесном.

Это положение является принципиальным при построении методики модульного обучения. На блок–рисунках по каждому модулю целесообразно расположение символьных обозначений (в виде постановки вопроса), изображение вопросов в виде рисунков, представление формул, таблиц, графиков и методические указания.

В принципе блок рисунки, блок-схемы и другие иллюстративные материалы могут выполнять функции раздаточного материала для студентов. Желательно вместе с этим по каждому курсу, в том числе модулю, составить толковой словарь терминов этой дисциплины. Повышение эффективности модульного обучения достигается при использовании следующих методов обучения: мозговой штурм, проблемный диалог, эвристическая беседа, учебные деловые игры и др.

Таким образом, переход на модульное обучение предусматривает следующую последовательность;

• Дифференциация дисциплин учебного плана на макро модули.

• Установление оптимальной последовательности изучения дисциплин при сжатии периода обучения.

• Обеспечение взаимосвязи учебных программ, дисциплин макромодуля.

• Формирование модулей дисциплины.

• Разработка учебно-наглядного материала модуля.

• Проектирование технологии обучения на основе принципов модульного обучения.

• Составление расписаний занятий с учетом оптимального количества одновременно изучаемых дисциплин.

Составной частью модульной системы обучения можно считать организацию учебного процесса.

Одним из отличительных особенностей модульной системы обучения является интенсификация учебного процесса, которую можно рассматривать в 2-х аспектах.

• сжатия учебной информации в процессе преподавания на основе принципов модульного обучения;

• оптимизация учебного графика и на его основе расписания занятий путём сжатия периода обучения.

Эффективной формой организацией учебного процесса является недельно-модульное планирование занятий и рейтинговой оценки студентов. Это означает, что освоение одного модуля (2-3 лекции и связанные с ним практические и лабораторные работы) должно планироваться на 1 неделю и заканчивается в конце недели тестированием или другим видом контроля и оценки знаний студентов.

Из содержания модульной системы обучения вытекают следующие ее преимущества:

• обеспечивается неразрывность обучения между дисциплинами, внутри дисциплины между модулями;

• обеспечивается методическое обоснованное согласование всех видов учебного процесса внутри каждого модуля и между ними;

• гибкость структуры модульного построения курса;

• систематический и эффективный контроль усвоения знаний студентов (после каждого модуля);

• быстрая дифференциация студентов по способностям (индивидуальное усвоение предмета преподаватель может рекомендовать отдельным студентам сразу после первых модулей);

• интенсификация обучения, в результате «сжатия» информации эффективного использования аудиторных часов и оптимизации структуры учебного времени; лекционных практических (лабораторных) индивидуальных самостоятельных часов работы.

В результате этого студент успевает получать и необходимые знания, и навыки, и умения. Таким образом, подготовка высококвалифицированных специалистов при использовании модульной системы обучения обеспечивается за счет:

• непрерывности обучения (при этом дисциплины усваиваются эффективнее);

• интенсификации обучения (за счет чего усваивается больший объем информации через компьютерные сети во время индивидуальной и самостоятельной работы);

• индивидуализации обучения (обеспечивается возможность получения знаний в соответствии со способностями студента);

Сущность технологии предметно-деятельностного модульного обучения состоит в последовательном усвоении модулей составленных по определенной учебной дисциплине с учетом деятельности специалиста. Она обеспечивает оптимизацию учебного процесса, гибкость и индивидуализацию обучения.