Цели, содержание, методы и средства обучения в высшей школе

Перейдем к краткому обзору устройств, с помощью которых воспроизводится дидактическая информация.

Звуковые устройства. К ним относятся микрофоны с электронными усилителями и динамическими говорителями, предназначенные для усиления речи лектора в учебной аудитории. Для этой цели иногда используются радиомикрофоны, позволяющие преподавателю свободно перемещаться по аудитории, что, однако, требует специального оснащения учебной аудитории. К звуковым устройствам относятся и магнитофоны, предназначенные для записи и воспроизведения речи и музыки, проигрыватели (включая лазерные) для воспроизведения записей с пластинок (компакт-дисков).Визуальные и аудиовизуальные средства. Наибольшее распространение получили диа- и графопроекторы. С помощью диапроекторов воспроизводятся на экранах (отражательных или просветных) изображения с фотоматериалов – слайдов (диапозитивов) размером 24x36 мм или (реже) 18x24 мм, а также диафильмов. Дидактические материалы для диапроекторов удобнее всего выполнять в виде наборов слайдов, а не диафильмов, так как последние не позволяют менять последовательность отдельных кадров, что может понадобиться при изменении плана лекции или для других целей.Весьма популярными сейчас стали специализированные диапроекторы, в которых диапозитив заменен электронной проекционной панелью, соединенной с компьютером. Такие диапроекторы иногда называют компьютерными или видеопроекторами. Для разработки электронных слайдов удобно пользоваться популярной сейчас компьютерной программой Power Point, которая является одним из приложений известного пакета Microsoft Office.Наиболее простыми и распространенными средствами визуальной информации в учебных аудиториях являются графопроекторы (или кодоскопы). Это наиболее популярные и удобные проекционные аппараты, появившиеся в «докомпьютерную эру». Графопроекторы имеют важные достоинства с дидактической точки зрения. Они довольно компактны, весьма просты в обращении, обладают очень большим световым потоком (превышающим 2000 лм), что позволяет демонстрировать изображение в освещенной комнате при малом снижении контраста Дидактический материал чаще всего готовится заранее, в виде отдельных листов прозрачной пленки – фолий («прозрачек») с нанесенными надписями и рисунками. По мере надобности фолии накладываются на кадровое окно, и изображение проецируется на экран. «Прозрачки» удобно также готовить путем предварительной разработки «электронных страниц» и рисунков на компьютере с последующей принтерной печатью слайдов на специализированных прозрачных пленках стандартного формата (А4).Учебное телевидение (УТВ) является одним из аудиовизуальных технических средств. В некоторых случаях УТВ может выступать и как чисто визуальное средство, если основу его применения составляет показ с помощью передающей телекамеры тех или иных учебных материалов, сопровождаемый по ходу демонстрации комментариями преподавателя.Поскольку УТВ – достаточно дорогостоящее средство, чаще всего телевизионными установками оборудуются большие поточные аудитории. Типовой комплект такого оборудования может включать в себя: а) передающие телевизионные камеры для демонстрации текстов или объектов, расположенных на рабочем столе преподавателя (телекамера как бы выполняет функции телеэпипроектора); б) видеомагнитофоны для демонстрации материалов, записанных на видеоленту; в) совокупность аудиторных телевизоров, установленных в доступных для наблюдения местах или на рабочих столах стуентов.Сейчас вместо комплекта аудиторных телевизоров используются телевизионные установки с экранами большого размера. Вопросы применения УТВ привлекают внимание дидактов и педагогов. Разработано большое число методических приемов применения телевизионной техники в различных видах учебной деятельности. Уникальная особенность УТВ состоит также в том, что оно позволяет проводить обучение в условиях, где прямое присутствие студентов не являются обязательным, а наблюдение может осуществляться с помощью телевизионных средств (например, при показе опасного технологического процесса, сложной медицинской операции и т.п.).Учебное кино ранее считалось одним из важных средств предъявления учебной информации. В последние годы оно почти полностью вытеснено другими средствами. Компьютерные учебные демонстрации постепенно становятся наиболее важным средством предъявления информации, вытесняя все остальные. При этом имеется эффектная возможность по ходу лекции иллюстрировать явления и разнообразные процессы с помощью гибких и наглядных компьютерных динамических моделей, с удобным управлением параметрами моделей непосредственно по ходу изложения материала. Возможна связка «компьютер + телевизионная система», что открывает для лектора новые богатые дидактические возможности увеличения эффективности лекций, тем более что в настоящее время число готовых программ-моделей постоянно возрастает, а средства Интернета делают эти модели все более доступными и разнообразными.В последние годы большее распространение получают компакт-диски учебного назначения – очень удобное информационное средство. В качестве аппаратуры считывания компакт-диска в учебной аудитории обычно используется компьютер, снабженный соответствующим дисководом. При этом образуется мультимедийная учебная среда, обладающая гибкостью вывода информации. Для общего развития мыслительной деятельности студентов и приобретения навыков в принятии решений полезными могут оказаться игровые диски. Правда, здесь требуется тщательный отбор.Необходимое сопровождение лекции на компакт-диске может также быть подготовлено самим преподавателем. Для этого требуется компьютер с устройством записи информации на компакт-диски тщательная предварительная работа по созданию лекционных иллюстраций, в частности с помощью электронного моделирования. Для такой подготовки желательно привлекать квалифицированных пользователей компьютеров.Технические средства управления обучением (ТСУО)С помощью ТСУО реализуется весь замкнутый цикл обучения. Из всех возможных способов организации таких систем в настоящее время актуальными являются лишь системы, действующие на базе компьютеров. Исключение составляют лингафонные кабинеты, когда весь цикл обучения реализуется под руководством преподавателя, а также самостоятельно с привлечением разнообразной аудиотехники.Компьютерная техника, а именно персональные компьютеры и их сети, широко используется в различных видах учебной деятельности в вузах: для организации компьютерных учебных баз данных с целью обеспечения курсового и дипломного проектирования; для проведения и оптимизации расчетов при выполнении разнообразных учебных заданий и учебного конструирования; для проведения студенческих научных исследований и автоматизации лабораторного практикума; при чтении лекций и проведении семинаров; для самостоятельной поисково-информационной работы студентов в локальных информационных сетях и Интернете и т.д.Те виды учебной деятельности, где компьютер выполняет не вспомогательные, а базовые функции, объединяют общим понятием компьютерная технология обучения (КТО). Здесь под термином «технология» понимается искусство применения компьютеров для совершенствования учебного процесса. Используемые при этом компьютеры вместе с программами составляют учебные компьютерные средства.Имеется также группа вспомогательных компьютерных программ, которые применяются в учебной вузовской практике; их также относят к средствам КТО.Из многих направлений использования КТО выделим те, в которых реализуется замкнутый цикл обучения и которые предназначены главным образом для самостоятельной работы студентов с компьютером. Программное обеспечение, с помощью которого реализуется данный подход, может быть оформлено в виде компьютерных учебников; готовых к использованию учебных курсов (или их фрагментов); компьютерных моделей (работая с которыми студент осваивает учебный материал и овладевает приемами самостоятельного проведения исследований); контролирующих программ; наборов специальных компьютерных упражнений и задач, предназначенных для самоконтроля, и т. д. Обычно готовые дидактические средства создаются коллективами специалистов, куда входят не только опытные преподаватели-предметники, но и квалифицированные программисты, психологи, компьютерные художники и дизайнеры и т.д.В настоящее время создано и имеется на рынке много предметно-ориентированных программ, в которых содержится подлежащий изучению учебный материал и имитируются некоторые учебные действия преподавателя по обеспечению усвоения этого материала учеником. Они обычно оформляются в виде компакт-дисков и ориентированы на самостоятельную работу. Содержащиеся в них учебные материалы обычно широко используют гипертекстовые ссылки. Выпускающие компакт-диски фирмы стремятся хорошо иллюстрировать тексты картинками; иногда программы выполняют в мультимедийном варианте, с использованием видео и звука. Чаще всего диски создаются для дисциплин, востребуемых широким кругом учащихся (программы по математике, физике, химии, биологии, языкам и т. п.). Значительно большим дидактическим потенциалом обладают следующие три группы средств, в которых реализуется замкнутый цикл обучения: а) моделирующие программы; б) созданные самими преподавателями с помощью инструментальных средств авторские обучающие программы; в) автоматизированные системы обучения, также предназначенные для разработки обучающих программ самими преподавателями. Последние представляют собой специализированные инструментальные компьютерные средства, облегчающие и в некоторой степени автоматизирующие разработку преподавателями компьютерных учебных курсов.Инструментальные средства. Разрабатывается специализированный инструментарий, используя который преподаватель может самостоятельно или с помощью специалистов по компьютерам подготовить компьютерный обучающий курс. Преподаватель пишет детальный сценарий, который подлежит практической реализации с помощью таких средств. Примером удобного инструментария может служить система УРОК (Универсальный редактор обучающих курсов), разработанный в Московском физико-техническом институте. В состав инструментария входят текстовые и графические редакторы, а также средства создания электронных моделей, процессы в которых описываются решаемыми компьютером уравнениями.Еще одним примером применения набора инструментальных средств для создания компьютерных учебных курсов (КУК) может служить система Сценарий, в которой имеется набор инструментов, специально разработанных для конструирования обучающих курсов. Набор позволяет реализовать такую технологию, при которой по написанному преподавателем детальному пошаговому сценарию, описывающему все возможные действия студента при изучении учебного курса, можно непосредственно создать (скомпоновать) программу, реализующую эти действия без применения компьютерного программирования.Автоматизированные системы обучения (АСО) являются удобным средством самостоятельного создания преподавателями компьютерных учебных курсов. Системы представляет собой некоторый класс компьютерных средств, предназначенных для создания КУК, характерным признаком которых является исполнение в виде программной оболочки, специально приспособленной для того, чтобы преподаватель, не являющийся специалистом в области программирования и компьютерной техники, сумел самостоятельно заполнить оболочку нужным учебным материалом или отредактировать (преобразовать, изменить) по своему усмотрению уже имеющийся в оболочке учебный курс. Преимущество таких программных оболочек состоит в том, что они позволяют непрограммирующему преподавателю создавать компьютерные обучающие программы, наиболее полно отвечающие его индивидуальным интересам и предпочтениям. Деятельность преподавателя по созданию КУК можно назвать дидактическим программированием.АСО можно определить как реализованный на базе компьютера комплекс средств аппаратного, лингвистического, учебно-методического и программного обеспечения для реализации диалогового учебного взаимодействия с компьютером. Компьютеры в АСО выполняют базовые функции, поскольку определяют порядок выдачи информационного учебного материала, контрольных заданий, приема ответов учащихся, анализ (обработку) этих ответов. Они же определяют ход дальнейших действий учащихся, ведут учет и статистику учебной деятельности как каждого учащегося, так и учебной группы в целом. При организации обучения с помощью АСО персональный компьютер вне времени обучения продолжает оставаться средством широкого пользования, готовым к решению различных задач (научных, учебных, организационных и др.). С увеличением числа домашних и вузовских компьютеров значение АСО возрастает, поскольку у студентов появляются широкие возможности использовать АСО в самостоятельной работе вне учебных аудиторий.В последние годы наметилась тенденция перехода к интеллектуальным АСО, чаще всего выполняемым в виде экспертных систем. Далее рассматриваются обычные системы и только отмечаются отличительные признаки интеллектуальных систем.Важнейшим компонентом АСО является учебно-методическое обеспечение. Под ним понимается совокупность дидактических, методических и предметных материалов учебных курсов, а также способ организации (структура) реализуемых в процессе обучения действий с учебным материалом.В любых АСО разработчики стремятся создать автору компьютерного учебного курса наибольшие удобства в проведении диалога с компьютером, предлагая ему разнообразные средства редактирования, по возможности простые, но обеспечивающие потребности авторов по вводу нужного материала. Каждая АСО имеет более или менее разветвленный набор сервисных возможностей (учет и обработка результатов работы студентов, наличие инструментов просмотра и отладки курсов и т.д.). Иногда этот набор организуется в виде совокупности модулей, которые автоматически включаются в программу по требованию автора КУК.

Процесс обучения при работе с экспертной системой напоминает диалог учащегося с преподавателем-консультантом, который гибко реагирует на все действия учащегося, дает уместные в данной учебной ситуации советы и рекомендации по изучению материала, устанавливает причины ошибок учащегося при ответах на вопросы и вырабатывает рекомендации, позволяющие исправлять ошибки. По требованию учащегося экспертная система может давать объяснение, почему рекомендуется принимать такие решения.

Отдельные элементы, свойственные системам искусственного интеллекта, можно наблюдать и в организации учебной деятельности, задаваемой более простыми системами, где обучение сопряжено лишь с некоторыми ограничениями в свободе выбора самим учащимся способа действий при обучении и происходит по адаптивной программе, которая автоматически подстраивается к учебным возможностям учащегося. Организация обучения здесь может быть гибкой, учитывающей некоторые психологические особенности учащегося. Это проявляется: а) в зависимости характера выдаваемых заданий от текущей успешности обучения; б) в выработке «тонких» критериев для оценки работы учащегося, адекватно отражающих особенности его познавательной деятельности; в) в разнообразии деталей диалога (выдача звуковых реплик, музыкальная реакция на ответы, сопровождение ответов рисунками, использование мультипликации и т. п.); г) в предоставлении учащемуся права выбора из меню наиболее подходящих для него способов действий. Машина может также предлагать учащемуся продолжать выполнение упражнений для лучшего закрепления материала или продвинуться дальше и даже выдать совет по этому поводу, основанный на анализе предшествующих действий учащегося. Потенциальные элементы адаптации АСО заложены в широком применении гиперссылок, таких же, какие используются в Интернет-сети Wide World Web. Это создает возможность пользователям гибко и удобно оперировать учебным материалом.

Адаптивные АСО, действие которых основано на использовании системы гиперссылок (гиперсреды или, более широко, гипермедиа), за последние годы привлекают большое внимание исследователей и разработчиков; ряд таких систем реализован на практике.

Имеется термин для наименования таких систем: адаптивные гипермедиа системы. В простейшем случае адаптация состоит в создании серии гиперссылок на информационную часть КУК, по которым осуществляется автоматизированная навигация в зависимости от текущих учебных действий студента. Поскольку обучающий потенциал адаптивных систем выше, чем у обычных, а устройство их не настолько усложнено, чтобы препятствовать самостоятельному заполнению программных оболочек преподавателями, такие системы сейчас привлекают особое внимания разработчиков АСО. При этом важно, чтобы оболочки были доступными для самостоятельного создания курсов без существенного усложнения работы или затрачиваемого на это время. В отношении простоты работы преподавателя большие преимущества имеют отмеченные выше системы второй группы. Именно такие системы могут стать привлекательными и активизировать деятельность преподавателя по более широкому привлечению компьютерных технологий обучения в практику преподавания.

Особое место в обучении занимают специализированные тренажеры, предназначенные для приобретения профессиональных навыков управления различными устройствами и сложными машинами. Как правило, базой их является компьютерная программа, подчас очень сложная и дорогая. Значимость тренажеров постоянно возрастает в связи с усложнением машин и устройств, а также ростом опасности ошибок, совершаемых человеком в управлении этими машинами. Кроме того, тренажеры позволяют отрабатывать действия по управлению в аварийных или нештатных ситуациях. Подготовка таких специалистов, как летчики, штурманы, операторы крупных энергоустановок (в том числе больших электростанций), космонавтов и др., никогда не обходится без тренажеров, где используются моделирующие компьютерные программы. Рассмотрение специализированных тренажеров выходит за пределы данной книги.

При использовании компьютеров в обучении нельзя забывать о некоторых негативных влияниях. К ним, в частности, относятся:

большая утомляемость пользователей при считывании текстов с экранов дисплеев, что вынуждает часть материалов оформлять в привычном виде – на бумажных носителях;

отсутствие в процессе обучения с компьютером вербального общения, что отрицательно сказывается на общем развитии учащегося, затрудняет формирование умения излагать свои мысли, а последнее особенно важно при изучении дисциплин гуманитарного цикла;

резкое ограничение времени непосредственного общения учащегося с преподавателем и коллегами, что ведет к обеднению личностных контактов, разобщенности и частичной потере соревновательного эффекта группового обучения, неминуемым потерям в умении вести дискуссии.

Исходя из сказанного, следует предостеречь от излишнего увлечения компьютерным обучением и призвать к тщательному продумыванию и отбору того учебного материала, который целесообразно преподавать с помощью компьютерных средств. В то же время нельзя отрицать, что компьютеризация обучения уже занимает видное место в вузовском обучении и имеет большое будущее.

Интернет в обучении. Средства дистанционного обучения

Рамки использования компьютеров в обучении постоянно расширяются. Большие перспективы резкого повышения интереса к совершенствованию обучения в вузах имеет Интернет.

Для преподавателя

Совершенствование научной деятельности. Получение новых данных из электронных версий научных журналов. Участие в телеконференциях по избранной научной проблематике. Доступность, быстрота и упрощенная процедура публикации новых результатов в электронных журналах. Доступ в научные библиотеки разных стран.

Совершенствование учебной деятельности. Получение данных о постановке учебных курсов и лабораторных практикумов в вузах мира. Получение сведений о проведении других мероприятий, направленных на совершенствование учебного плана. Использование разнообразных учебных и демонстрационных моделей и готовых материалов для применения в ходе лекций, а также при проведении лабораторных и практических занятий. Получение данных (в том числе программных) об используемых в учебном процессе моделях, а также учебниках и учебных пособиях. Получение сведений о применяемых технических (в том числе компьютерных) средствах совершенствования учебной деятельности.

Публикация собственного опыта совершенствования учебной деятельности в рамках телеконференций и компьютерных тематических дискуссий, а также в электронных журналах.

Обмен данными о тематике НИР, предлагаемых студентам, и тематике дипломного проектирования (дипломных работ).

Обмен сведениями о методах повышения мотивации учебной и научной деятельности студентов.

Установление личных контактов.

Создание личных Web-документов и сайтов для ознакомления с взглядами и интересами преподавателя, его научной деятельностью, публикациями и другими материалами тех пользователей Интернета, кто заинтересуется личностью преподавателя.

Важным и очень удобным средством общения, которым сейчас могут пользоваться преподаватели, является обмен сообщениями с помощью электронной почты, доступной любому пользователю, имеющему выход в Интернет.

Для студента

Использование конкретных учебных материалов по изучаемым курсам: учебников, моделей лабораторного практикума, которыми пользуются студенты аналогичных вузов разных стран.

Заимствование компьютерных обучающих средств, предназначенных для студентов, в том числе моделей, применяемых в изучении курсов.

Знакомство с тематикой НИР студентов разных вузов и университетов. Публикация результатов оригинальных студенческих исследований, проведенных под руководством преподавателя. Обмен данными, тематикой и другими материалами в области научной работы студентов. Знакомство с новейшими исследованиями в области выполнения курсового и дипломного проектирования. Установление личных контактов по интересам, в том числе учебного плана.

Доступ в библиотеки вузов и журнальные публикации. Имеется свободный доступ к ознакомлению с журнальными публикациями, которые за последнее время получают все большее распространение в Интернете, а также с электронными материалами библиотек.

Огромны информационные возможности пополнения знаний, в том числе культурологических, путем использования разнообразных информационных материалов из Интернета: в частности, свободный доступ к энциклопедиям, электронным библиотекам и некоторым электронным журналам.

Хотя Интернет не может заменить сложившийся традиционный учебный вузовский процесс, возможности Интернета резко увеличивают и разнообразят приемы и методы учебной деятельности и открывают для преподавателя новое поле проведения масштабных экспериментов с нововведениями, касающимися как структуры учебных курсов, так и организации учебной работы. Все это прекрасно сочетается с исследовательской работой преподавателей и студентов.

В такой большой стране, как Россия, особое значение имеет Интернет для организация дистанционного (дистантного) обучения, где средствами Интернета можно организовать диалоговое общение преподавателя и студента. Хотя такой опыт еще невелик, представляется, что с увеличением быстродействия и пропускной способности каналов связи компьютер—провайдер, совершенствованием низовых сетей значимость дистанционного обучения будет непрерывно расти, и к этому виду деятельности следует отнестись как к весьма перспективному.

Совершенно исключительное значение имеет Интернет в организации дистанционного обучения (образования), которое практически полностью заменило прежнее заочное. Благодаря развитию компьютерной техники и сети Интернет возможности дистанционного обучения сильно расширились, и появилось понятие и термин дистанционное образование. Под этим понимается возможность получения полноценного высшего образования на расстоянии, без необходимости обязательного постоянного посещения учебных занятий и присутствия в учебном заведении. При дистанционном обучении коммуникации между учащимся и преподавателями обеспечиваются путем использования компьютерной сети Интернет. При организации дистанционного обучения приходится решать два основных круга вопросов. Первый связан с содержательной стороной обучения и включает создание учебных материалов. Они представлены компьютерными учебниками и другими источниками учебной информации и организацией связи студентов с преподавателями, в том числе оперативной (on-line) или отложенной. При этом интенсивно используются такие виды доставки учебной информации, как чтение телевизионных лекций, которые можно передавать по специализированным каналам связи и электронной почте. Второй круг вопросов касается учета учебной успеваемости студентов, выполнения ими заданий, сдачи зачетов и экзаменов, оплаты обучения и т. п. Здесь могут использоваться как средства Интернета, так и специальные каналы спутниковой связи.