Глава 5. Разработка электронного учебно-методического

комплекса

5.1. Предпосылки и условия возникновения

электронных учебно-методических комплексов

Первые опыты по применению компьютеров в образовании относятся к началу 60-тых годов. Появились первые программные обучающие средства в виде автоматизированных учебных курсов, затем автоматизированных обучающих систем (АОС), реализующих парадигму программированного обучения. Динамика развития программного обеспечения, появление персональных компьютеров (ПК) третьего поколения, развитие телекоммуникационных технологий активно инициирует процессы внедрения и использования новых информационных технологий (НИТ) в образовании. Все это вместе взятое привело к появлению мультимедийных автоматизированных обучающих систем (МАОС).

Главной отличительной особенностью технологий обучения, основанных на использовании НИТ, от традиционных является применение компьютера в качестве нового и динамично развивающегося средства обучения, использование которого кардинально меняет систему форм и методов преподавания.

Назовем компьютерной обучающей программой (КОП) компьютерную программу многократного применения, специально разработанную или адаптированную для реализации педагогической функции учения или обучения при взаимодействии с обучаемым. Программы этого типа четко ориентированы на компьютерную поддержку процесса получения информации и формирования знаний в какой-либо области, закрепления навыков и умений, контроля или тестирования знаний.

В соответствии с двумя основными видами познавательной деятельности (учение или обучение) обучающие средства подразделяют на два класса – учебные среды и обучающие программы [1].

Глобальная педагогическая цель учебных сред – развитие творческих способностей обучаемого путем создания благоприятной среды, исследуя которую обучаемый приобретает нужные знания, а практическая задача – тренинг в решении задач определенного класса.

Обучающая программа должна обеспечить реализацию следующих педагогических целей: демонстрацию учебного материала; тренинг в определенной области; тестирование и диагностику в целях контроля за ходом процесса обучения; собственно обучение.

Четко очерченной границы, с точки зрения выполняемых методических функций, между учебными средами и обучающими программами нет. Единственное различие между обучающими средствами этих классов – отсутствие контроля фискального типа в учебных средах и наличие его в обучающих программах. Думается, что в перспективе, данная возможность будет присутствовать и в тех, и в других.

Современные КОП реализуют следующие стили обучения или их комбинации: объяснительное обучение; собеседование преподавателя и ученика; консультативное обучение; согласованная деятельность.

Объяснительное обучение. Ученику представляются многочисленные примеры решения задачи и объясняются значения каждого элемента знаний в процессе получения конечного результата. Процесс обучения представляется как процесс последовательной активизации знаний.

Собеседование преподавателя и ученика. В процессе собеседования позиции преподавателя и ученика являются активными. Преподаватель старается выявить пробелы в знаниях ученика, а последний пытается углубить свои знания через диалог с преподавателем. Хотя программная реализация собеседования очень сложна, но оно позволяет избежать механического обучения и довольно точно оценить уровень подготовки обучаемого.

Консультативное обучение. Подход предполагает более активную деятельность обучаемого в учебной среде, в которой ему предлагаются задачи, раскрывающие изучаемую предметную область и представляется возможность для их исследования. В этом режиме пользователь играет активную роль, а система - пассивную. В этом случае система превращается в некоторое подобие «электронной энциклопедии» с обеспечением доступа в режиме справочника. Аналогичная консультационная учебная помощь становится необходимой компонентой учебных сред и должна содержать как концептуальные, так и операционные знания, а также средства, необходимые для представления учебных материалов, организации режимов изучения (объяснение, закрепление, диагностика, повторение, исследование) и задания модели студента, учитывающей предысторию и параметры его обучения.

Согласованная деятельность. Ставится сложная (общая) задача, решение которой реализуется групповым методом в виде деловой игры или проектного обучения. При этом без согласованных действий обучаемых в процессе решения задачи оптимальное достижение цели невозможно.

На современном этапе развития НИТ, программно-аппаратных средств, опыта использования ПК в учебном процессе целесообразно принять следующую классификацию КОП по функциональным признакам: электронные учебники – ЭУ; лабораторные практикумы – ЛП; тренажеры – ТР; контролирующие программы – КП; справочники, базы данных учебного назначения – УБД; предметно-ориентированные среды (учебные и специализированные пакеты, моделирующие программы) – ПОС.

Электронный учебник. Электронный учебник – это программно-методический комплекс, обеспечивающий возможность самостоятельно освоить учебный курс или какую-либо его часть. ЭУ соединяет в себе свойства обычного учебника, справочника, задачника и лабораторного практикума.

Лабораторный практикум. Программы этого типа используются для проведения наблюдений над объектами, их взаимосвязями, или некоторыми их свойствами; для обработки результатов наблюдений, их численного и графического представления; для исследования различных аспектов использования этих объектов на практике.

Тренажер. Тренажеры служат для отработки и закрепления технических навыков решения задач. Они должны обеспечивать получение информации по теории и приемам решения задач, тренировку на различных уровнях самостоятельности, контроль и самоконтроль.

Контролирующие программы. Контролирующие программы это программные средства, предназначенные для проверки (оценки) качества знаний.

Справочники, базы данных учебного назначения. Программы этого типа предназначены для хранения и предъявления ученику разнообразной учебной информации учебного характера. Для этих материалов характерны иерархическая организация и быстрый поиск информации по различным признакам или контексту.

Предметно-ориентированная среда – это учебный пакет программ, позволяющий оперировать с объектами определенного класса. Ученик оперирует объектами среды, руководствуясь методическими указаниями, в целях достижения поставленной дидактической задачи, либо производит исследование, цели и задачи которого поставлены им самостоятельно.

Положительный опыт использования КОП в наибольшей степени накоплен в преподавании математических дисциплин. В математике это базируется на следующих предпосылках: накоплен огромный опыт в формализации и алгоритмизации методов решения задач, их графической и анимационной интерпретации; применяются апробированные, хорошо реализуемые с помощью компьютера, дидактические приемы и методики преподавания; математику преподают наиболее подготовленные в области информационных технологий кадры преподавателей; появляется все более «продвинутое» программное обеспечение, первоначальное освоение которого идет в основном среди математиков.

Однако процесс разработки и дальнейшего использования КОП проходит не совсем гладко. Общим недостатком является то, что при разработке технического задания на КОП акцент делается не на конечную цель – обучение, а на технологию программной реализации. Это происходит чаще всего потому, что использование компьютеров в реальном учебном процессе должно приводить к определению перечня функций, которые будут возложены на компьютер, к пересмотру методики преподавания предмета и графика учебного процесса.

Современный ПК выступает здесь не как средство для расширения информационной составляющей традиционной методики преподавания, а как принципиально новое средство обучения, кардинально меняющее технологию обучения. Это замечание относится к компьютеризации процесса обучения вообще, а не только к ее реализации для преподавания математических дисциплин.

Проиллюстрируем эволюцию КОП как с точки зрения программно-аппаратной реализации, так и со стороны компоненты, характеризующей главное содержание данного вида программного обеспечения – его информационно-методическое наполнение для реализации функции обучения (см. табл. 7) [1].

Таблица 7.

Эволюция КОП на фоне развития информационных технологий

С приобретением опыта разработки, совершенствованием технологии программирования и, главное, опыта использования КОП в реальном учебном процессе, оттачивались методики их применения. В итоге были выявлены требования к свойствам КОП, их классификации, сферы применения и, в конечном итоге, к пониманию того, что компьютеризация образования ведет к смене технологии обучения.

В настоящее время происходит трансформация разрозненных программ поддержки частей курса в целостную компьютерную поддержку курса. В ряде случаев разработчики объединяют КОП на основе «навигаторов» по курсу. Современная КОП должна обладать следующими основными свойствами: соответствовать образовательным стандартам; поддерживать компьютеризированную методику обучения; быть реализованной с помощью современных инструментальных средств; иметь документацию для пользователя; в учебном процессе для КОП должно быть определено место и способ применения; КОП должны быть готовыми для использования в телематических системах (дистанционное образование).

Примером такого решения является создание электронного учебно-методического комплекса (ЭУМК). В нашей концепции электронного учебно-методического комплекса книга остается первым этапом в общении человека с новым знанием. Отсюда мультимедийная автоматизированная обучающая система (МАОС) – электронная составляющая комплекса – должна быть дополнением печатной книги, не заменой ее и она не должна вторгаться в общение человека с печатной книгой.

Все элементы МАОС в общей структуре ЭУМК являются аналогами соответствующих учебно-методических материалов, присутствующих в традиционной системе обучения и образующих основу комплекса в кейсовой технологии, разработанной на основе технологии модульного обучения (см. табл. 8).

Таблица 8.

Комплекс учебных материалов, входящих в ЭУМК

МАОС нужно рассматривать как обучающую информационную среду, которая является органическим продолжением традиционных методов обучения, построенных на книге, и которая в силу специфических интеллектуальных способностей ПК обеспечивает: быстрый и полный доступ к любой информации в гипертекстовом режиме; организацию изучения предмета на практических занятиях под руководством преподавателя; помощь обучаемым в организации самостоятельной работы; возможность выполнения упражнений и лабораторных работ, которые, в основном, могут быть реализованы за счет применения ПК; аудиовизуальные условия (графика, звук) для порождения нового знания через сходство по аналогии, сводя мотивационную и информационную составляющие поведения из разных полушарий в единую деятельность [2].

При создании МАОС учитывалось, что с позиций когнитивной эргономики словесные текстовые учебные материалы должны быть визуально оформлены. Текст на экране монитора усваивается иначе, чем написанный на бумаге. Текст в электронном учебнике является обучающей средой, готовящей к общению с упражнениями, но будучи создан в форме гипертекста, одновременно способен дать быстрый доступ к объемам информации, равноценным библиотекам учебников. Притом в оформлении гипертекста доступны все возможности, достижимые с помощью почти стандартизованных текстовых структур: рисунки-иллюстрации, математические формулы, различные способы форматированного оформления страниц и шрифтов. Использование элементов мультипликации, звуковое оформление при создании обучающего текста может придать дополнительную изобразительную ценность обучающей среде и оживить изложение учебного материала.

Без использования ЭУМК трудно достичь целого ряда целей профессионального математического образования: сформировать профессиональные мотивы (а не только познавательные интересы); выстроить системное представление о профессиональной деятельности математика в его крупных фрагментах; достичь целостной ориентировки в учебном материале (по сути математики) как в определенной сфере жизнедеятельности; научить не столько знанию как конечному продукту, но скорее процедуре усвоения материала в рамках специальной дидактической среды, создающей оптимальную психологическую и социальную ситуацию познания.

Реализация этих принципов в полном объеме позволяет формировать в студенте культуру личностно-творческой (самосозидающей) деятельности. Мы разрабатывали ЭУМК исходя из синергетического постулата о самоорганизации человеческого сознания. Задача педагога заключается в том, чтобы создать условия для пробуждения этого сознания, указать ориентиры личностного потенциала самоорганизации. ЭУМК выполняет функцию регулятора, побуждающего самостоятельно изучать данную науку, осмысливать собственные переживания и эмоции, строить собственную картину мира. Каждое новое знание (тем более знание о принципиально новом) изменяет представление человека о его месте в мире, оказывает "обратное" влияние на этот мир [3].

5.1.1. Технология модульного обучения – основа построения электронного учебно-методического комплекса

Вузовское образование нацелено на становление и развитие личности, которая овладевает в процессе обучения определенным видом профессиональной деятельности. В условиях экономической реформы подготовка специалистов требует новых форм, методов и содержания обучения. В последнее десятилетие в России широкое распространение получило модульное обучение (блочно-модульное, модульно-рейтинговое, модульно-контекстное), которое, по мнению , позволяет обеспечивать конвертируемость профессионального образования внутри страны и за ее пределами [4].

В настоящее время комплекс образовательных услуг, предоставляемых широкому кругу потребителей с помощью специализированной информационно-образовательной среды, базируется на:

·  деятельностной методологии обучения;

·  интенсивных методах обучения;

·  средствах обмена учебной информацией на расстоянии (бумажные и электронные носители, спутниковые ТВ, радио, компьютерная связь и т. п.).

На сегодняшний день сложились три модели развития российского образования. Первая – наиболее распространенная - может быть с полным основанием названа технократической. Ее сторонники выступают за активное внедрение в педагогическую практику спутниковых систем, компьютерных коммуникаций и т. п. Вторая – гуманитарная – отстаивает уникальность традиционных образовательных технологий и делает акцент на методологию и психологию подачи знаний. Третья модель – обучение на основе комплексного сочетания традиционных и инновационных технологий и приемов обучения. В качестве основы построения программ обучения в этом направлении используется модульная технология обучения. Третья модель, обусловленная здравым смыслом и реалиями российской жизни, уже реально существует во многих вузах, в том числе в АГУ, и приносит ожидаемые от нее результаты.

Модульная система профессиональной подготовки была рекомендована Международной организацией труда как наиболее гибкая из всех существующих педагогических систем. Она может быть использована для традиционного и дистанционного обучения студентов, для переподготовки специалистов в послевузовском образовании. Эта система обучения легко сочетается с групповой и индивидуальной формой подготовки в кратковременной и длительной системах обучения. При этом она может разворачиваться как при наличии, так и при отсутствии технических и электронных средств обучения.

Технология модульного обучения (ТМО) лучше других традиционных технологий подходит в этом случае, так как сущность ее в том, что обучаемый может самостоятельно работать с предложенной ему индивидуальной учебной программой, включающей в себя целевую программу действий, банк информации и методическое руководство по достижению поставленных дидактических целей. При этом функции педагога могут варьироваться от информационно-контролирующей до консультационно-координирующей. Как показала практика, существенными характеристики ТМО являются:

·  свобода выбора места, времени и темпа обучения;

·  гибкость в учебных планах и программах;

·  студент сам может выбрать способ учения, а также средства;

·  небольшой объем модуля обеспечивает немедленный контроль и коррекцию уровня усвоения знаний и умений.

Существует несколько подходов к определению модуля [5]. При профессиональной подготовке специалистов, по нашему мнению, под модулем следует понимать такой объем учебного материала, благодаря которому обеспечивается приобретение теоретических знаний и практических умений и навыков для выполнения конкретной профессиональной деятельности. Основным источником учебной информации служит модульный пакет, разработка его является наиболее трудоемкой и ответственной частью работы, которая по силам лишь специалистам высокой квалификации.

Наибольший педагогический эффект в обучении студентов математических направлений и специальностей можно получить на основе системного подхода, сочетающего технологию модульного обучения и новые информационные средства (телекоммуникационные, компьютерные, мультимедиа).

Такое комплексное обучение позволяет осуществить системный подход к содержанию образования; принять во внимание индивидуальные особенности познавательной деятельности студентов (т. е. реализовать принципы развивающего обучения); учесть особенности слагаемых педагогической системы. Думается, что обучение на основе комплекса модульно-структурированных учебных материалов – будущее вузовского образования.

В электронный учебно-методический комплекс по математическим дисциплинам включаются следующие виды учебных пособий, представленные на бумажных носителях и в электронном виде: учебное пособие по курсу; операционный модуль (аналог задачника и комплекта контрольных и экзаменационных материалов); рабочая тетрадь; справочная книга по курсу; мультимедийная автоматизированная обучающая система (МАОС).

В систему МАОС на правах ее элементов входят: база данных и знаний по курсу; электронная рабочая тетрадь; электронный задачник с возможностью генерирования индивидуальных и контрольных занятий; виртуальные лабораторные работы по курсу; учебные мультимедийные материалы на CD-диске.

Организация учебного процесса на основе комплекса учебных материалов обеспечивает одновременную реализацию следующих режимов работы:

·  поисковую (инициативную);

·  обучающую (активную);

·  контрольную (тестирующую).

Все учебно-методические материалы комплекса могут быть предоставлены студенту в виде твердых копий и дискет, либо по сети Internet, что позволяет адаптировать обучение к дистанционной безбумажной технологии.

Единицей обучения при таком комплексном подходе будет модуль, то есть доза, определенный объем учебной информации, необходимой для выполнения какой-либо конкретной профессиональной деятельности на заданном уровне (бакалавр, магистр и т. д.). Модуль предъявляется студенту в виде учебного пакета, состоящего из следующих компонентов: точно сформулированная учебная цель; список необходимого оборудования, материалов и инструментов; список смежных учебных элементов, междисциплинарные связи; собственно учебный материал в виде текстов лекций и хрестоматии по курсу, а также методические рекомендации по изучению теоретического материала; материалы и методические указания к практическим и лабораторным занятиям для отработки навыков и умений, относящихся к данному модулю; контрольные (проверочные) работы разных типов для обучения и инспекторских целей; задания на типовые расчеты и курсовые проекты (работы); программные средства для выполнения типовых расчетов и курсовых проектов.

В составе обучающего модуля мы предлагаем выделять следующие структурные элементы:

·  информационный блок, в котором содержится теоретический материал, подлежащий изучению, структурированный на учебные элементы, и методические указания по его усвоению и передаче;

·  исполнительский блок, содержащий банк типовых, комплексных и ситуационных задач с комплектом ООД различных типов, описания лабораторных и практических работ, методические рекомендации;

·  контролирующий блок, содержащий входные и выходные контрольные тесты и задания различных уровней сложности, а также методические указания к проведению контроля;

·  методический блок, содержащий рекомендации по проведению занятий с описанием конкретных методик, если студент работает во взаимодействии с педагогом, и комплект ООД при самостоятельной работе.

В отличие от существующей практики построения содержания традиционных курсов структуризация обучения в модулях проводится на основе системного анализа дисциплин или предмета. Это означает следующее. Во-первых, прежде всего нужно построить граф логической структуры интегрирующей дидактической цели, состоящей из частных целей. Во-вторых, на основе построенного графа следует формировать учебное содержание модуля. В-третьих, при формировании содержания модуля необходимо использовать конкретные методики системного анализа содержания обучения. К таким методикам относят в первую очередь методику логических диаграмм или ее усовершенствованный вариант – методику имитационного моделирования.

Содержание модуля целесообразно представлять в графическом виде с последующей нумерацией учебных элементов (УЭ), чтобы обучаемый мог видеть путь учения. Нумерация УЭ должна отражать порядок элементов. Модуль и его УЭ должны составлять буклет из листов формата А4, что позволяет легко конструировать и видоизменять содержание модуля для каждого обучаемого или менять устаревшие УЭ.

Отметим, что, несмотря на широкое использование компьютерных телекоммуникаций, учебные пакеты, изданные большим тиражом, остаются главной частью процесса обучения, именно они должны содержать основную информацию и давать основные знания. Надо учитывать также, что российские студенты больше, нежели западные, привыкли к книгам, чем к видеокассетам. Предполагается, что учебный пакет поступает студенту в его личную собственность, следовательно, он может использовать тексты по своему усмотрению: делать в них записи, ставить вопросы и отвечать на них, решать задачи и совершать другие процедуры самообучения, то есть тексты удобнее в работе, чем видеокассеты.

Таким образом, одним из способов формирования творческой активности сознания служат технологии обучения, являющиеся реализацией системного способа мышления. Технология всегда отражает уровень развития профессиональной сферы, а значит, и уровень культуры общества в целом. Задача учебных заведений - перейти на такие технологии обучения, которые переводят процесс обучения с иллюстративно-предъявляющих методик на отражательно-преобразующую деятельность мышления ученика. Именно такой технологией является ТМО, созданная с установкой на развитие субъектности обучаемого.

До этапа моделирования следует определиться с понятием «уровень изучения предмета», поскольку от него зависит объем и качество содержания учебного материала. Один из подходов к уровню содержания образования предложен . Этот подход определяет следующие уровни содержания образования: мировоззренческий – формирование научного мировоззрения, ознакомление с научной картиной мира; методологический – ознакомление с методами и формами научного познания; теоретический – изучение фундаментальных и прикладных научных теорий; практический – раскрытие роли науки как производительной силы, формирование политехнического кругозора, профориентация.

На этапе моделирования содержания для модульной программы следует произвести отбор материала на уровне учебного предмета по следующему алгоритму (см. табл. 9).

Таблица 9.

Алгоритм моделирования содержания учебного предмета

Вторая ступень разработки учебного модуля – создание проекта. На этом этапе идея-модель доводится до уровня использования в конкретной учебно-воспитательной среде и зависит от уровня обученности студентов.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4