Виды средств обучения и их особенности

      - Автоматизированная обучающая система (АОС) с адаптацией по форме изложения – Обучаемый имеет возможность выбирать форму изложения учебной дисциплины: преимущественно или текстовая, или графическая, или аудио, или видео форма. Система может обладать всеми или несколькими свойствами АОС с разветвленной моделью обучения.

      - Автоматизированная  обучающая система (АОС) с адаптацией  по логике изложения – Контроль  обучаемого осуществляется на  основе сопоставления моделей  о предметной области учителя  (эталонной модели) и обучаемого. В данных системах реализуется структурная адаптация. Реализуется параметрическая и структурная адаптация.

      - Мультиагентная  автоматизированная обучающая система  (АОС) с адаптацией по объекту  и целям обучения – управление  учебным процессом осуществляется коллективом агентов, каждый из которых в отдельности обладает всеми свойствами обучающих систем предыдущих подклассов. Коллектив агентов составляется каждый раз под конкретного обучаемого, под его цели обучения [13].

      Таким образом,  информатизация образования ведет, как было сказано, к изменению существенных сторон дидактического процесса. Изменяется деятельность учителя и ученика. Ученик может оперировать большим количеством разнообразной информации, интегрировать ее, имеет возможность автоматизировать ее обработку, моделировать процессы и решать проблемы, быть самостоятельным в учебных действиях и другое. Учитель также освобождается от рутинных операций, получает возможность диагностировать учащихся, следить динамику обучения и развития ученика[10]. Следует сказать, однако, что масса учителей, несмотря на стремительное развитие информационных технологий, не готова к переходу от классно-урочной формы обучения и от объяснительного традиционного обучения к использованию информационных технологий в образовании. Электронная техника пока используются в основном как вспомогательное средство обучения. В определенной мере учителя правы: компьютер и новые информационные технологии постепенно будут менять дидактический процесс и, вероятно, не заменят полностью традиционные технологии обучения. Тем не менее, в стране очень многое делается для внедрения в образовательные процессы информационных технологий и для обучения учителей в этой области. Средстрва обучения можно разделить по следующим классификациям (см.приложение Б рисунок Б3).

      Место компьютера  в учебном процессе во многом  определяется типом обучающей  программы. Некоторые из них  предназначены для закрепления  умений и навыков. Место таких  программ определить не трудно: их можно использовать после усвоения определенного теоретического материала в рамках традиционной системы обучения. Другие программы ориентированы преимущественно на усвоение новых понятий в режиме, близком к программированному обучению. Большинство их обладает ограниченными дидактическими возможностями. Компьютер здесь используется как средство программированного обучения, несколько более совершенное, чем простейшее обучающее устройство, но не допускающее развернутого диалога, содержащее, как правило, фиксированный набор обучающих воздействий[11]. Преобладают обучающие программы, которые реализуют проблемное обучение, особенно “интеллектуальные” обучающие программы (своим названием они обязаны тому, что при их разработке использованы идеи “искусственного интеллекта”). Эти системы осуществляют рефлексивное управление учебной деятельностью, что предполагает построение модели обучаемого. Многие из них генерируют обучающие воздействия (учебные тексты, задачи, вопросы, подсказки). Такие системы, как правило, учитывают правильность ответа, но и способ решения, могут его оценивать, а некоторые - совершенствовать стратегию обучения учетом накапливаемого опыта. Имеются системы, которые могут обсуждать с учащимися не только правильность решения но и возможные варианты решения, причем в языке, близком к естественному. По мнению педагогов и психологов, знакомившихся с протоколами диалогов, создается такое впечатление, что общались ученик и учитель [1].

      Следующий тип  обучающих программ предполагает  моделирование и анализ конкретных  ситуаций. Такие программы особенно полезны в трудовом и профессиональном обучении, поскольку способствуют формированию умений принимать решения в различных ситуациях, в том числе и экстремальных. Число таких программ в последнее время возросло.

      Наконец, можно выделить программы обучение по которым строится в виде игры. Они способствуют повышению мотивации учения (хотя следует отметить, что соревновательные мотивы, желание во что бы то ни стало победить иногда преобладают тут над познавательными мотивами, что вряд ли педагогически оправдано). Игра стимулирует инициативу и творческое мышление, способствует формированию умений совместно действовать (особенно в кооперативных играх), подчинить свои интересы общим целям[12]. Кроме того, игра позволяет выйти за рамки определенного учебного предмета, побуждая учащихся приобретению знаний в смежных областях и практической деятельности. Игры создают предпосылки для формирования у обучаемых всевозможных стратегий решения задач и структуры знаний, которые могут быть успешно применены в различных областях. Немаловажно и то, что обучаемый может свободно принимать решения - как правильные, так и не правильные - и при этом видит, к чему приводит каждое решение.

      Такое обучение  весьма привлекательно для школьников, и многим оно настолько нравится, что они хотели бы осуществлять все учение в форме игры. Приступая к изучению основ вычислительной техники, школьники часто задают вопрос, будут ли использованы при этом игры [20].

      Положительно оценивая  игровые программы в целом, следует учитывать, что чрезмерное увлечение играми может дать и нежелательный эффект. Развлекательность может оказать отрицательное влияние на волевые качества школьников: учение и труд не могут основываться на эмоционально привлекательной деятельности. Готовность к труду предполагает волевые усилия, готовность к выполнению даже малоинтересных, но необходимых функций.

      Одной из основных  достоинств моделей, реализуемых  с помощью ЭВМ, состоит в  гибкости и вариативности, в  том, что пользователь может управлять их поведением, активно вмешиваться в работу моделей и даже сам участвовать в их создании. Если пользователь ЭВМ - учитель, то он может использовать учебную компьютерную модель (УКМ) в демонстрационных целях и перед ним открывается широкое поле для педагогического творчества. Демонстрируя модель, он может по своему усмотрению выбирать режим работы, в той или иной последовательности менять параметры исследуемого объекта, регулировать темп работы, при необходимости повторять элементы демонстрации и одновременно вести беседу с классом. Если пользователем ЭВМ является ученик, то УКМ может выступать как объект исследования (например, при выполнении фронтальной лабораторной работы или работы практикума на базе ЭВМ)[13]. При этом ученик имеет большие возможности для исследовательской, творческой деятельности, что стимулирует развитие его умственных способностей, делает усваиваемые им знания глубже и прочнее, повышает интерес к изучаемому предмету. Одновременно ученик приобретает элементарные умения работы с ЭВМ: запуск и останов программы, ввод данных, проведение несложных вычислений и др. С другой стороны, УКМ может выступать как чисто иллюстративное средство, повышающее наглядность изучаемого материала [14].

      Работа ученика  с УКМ может длиться несколько минут, а может и весь урок (лабораторная работа или работа практикума на базе ЭВМ). Но ни в том, ни в другом случае необходимы определенные указания учителя по организации учебной деятельности, во втором случае необходимы печатные пособия, содержащие описания лабораторной или практической работы.

      Выделим те свойства  УКМ, которые будут способствовать  успешному применению этих моделей  в учебном процессе.

      1). Информативность.  Под этим свойством в данном  случае понимается способность  моделирующей программы выдать пользователю необходимую для изучения объекта информацию, глубина и характер которой определяются дидактической целью данной учебной деятельности.

      2). Наглядность. Ясно, что наглядность и информативность  - не одно и то же, хотя они и тесно связаны. Информация, получаемая в процессе работы с моделью, должна иметь удобный для восприятия вид. Это обеспечивается делением информации на порции оптимального объема, выбором определенного темпа ее подачи, применением разных видов сообщения информации (тексты, формулы, графики, рисунки и др.), выделением в ней наиболее существенных элементов.

      3). Динамичность. Современные  ЭВМ позволяют наблюдать на  экране дисплея не просто неподвижные  картинки, но изображение различных  явлений в их движении, развитии [17].

      4). Возможность варьирования  пользователем параметров модели  и режимов работы моделирующей  программы.

      5). Простота управления  работой УКМ.

      6). Цикличность использование  моделирующей программы или её  частей в учебном процессе. Цикличность полезна тогда, когда исследуется зависимость одних параметров изучаемого объекта от других (например, зависимость давления газа от его объема).

      Отметим, что пункты 1-3 характеризуют в основном саму  УКМ, 4-6 процесс ее использования, особенности взаимодействия пользователя с моделирующей программой. Свойства 1, 2, 5 и в пункте 4 - "возможность варьирования пользователем параметров модели" - следует, на наш взгляд, признать обязательными для всех УКМ, остальные в ряде случаев могут и не быть реализованы.

      Естественно, что,  прежде чем приступить к созданию  УКМ, необходимо хотя бы в  общих чертах определить, какие  учебные задачи будут решаться  с помощью данной модели и  каким образом, то есть будет  ли ученик самостоятельно работать с моделью или же учитель будет использовать ее в демонстрационных целях и т.д.[14]. Кроме того, необходимо представлять себе вычислительные, графические и другие возможности той ЭВМ, на которой будет реализовываться разрабатываемая УКМ.

      Если сходство модели и оригинала лишь качественное, то математический аппарат модели может быть значительно упрощен по сравнению с аппаратом оригинала. Если же в информацию о модели, которую получает пользователь, входят числа, графики, диаграммы, то здесь должно выполняться соответствие на уровне количественных соотношений и аппарат модели (или его часть, описывающая данное свойство физического явления или процесса) должен копировать математический аппарат оригинала (или его части). Конечно, в одной модели часть свойств может описываться лишь качественно, а другая часть - количественно [19].

      Электронный учебник  – это автоматизированная обучающая  система, включающая в себя  дидактические, методические и  информационно–справочные материалы  по учебной дисциплине, а также программное обеспечение, которое позволяет комплексно использовать их для самостоятельного получения и контроля знаний.

      Электронные учебники  были изначально разработаны  для организации дистанционного  образования. Однако, со временем, благодаря своим возможностям обучения они переросли эту сферу применения. Электронный учебник на лазерном диске теперь может использоваться совершенно самостоятельно и автономно как в целях самообразования, так и в качестве методического обеспечения какого либо курса, точно так же, как и обычный бумажный учебник.

      Для того чтобы  электронный учебник стал популярным, он должен быть универсальным,  то есть одинаково пригодным  как для самообразования, так  и для стационарного обучения, полным по содержанию, высоко  информативным, талантливо написанным и хорошо оформленным. Такой учебник можно предложить любому учащемуся и он может стать существенным подспорьем для преподавателя при организации им занятий по самоподготовке учащихся иди студентов, а также проведении зачетов и экзаменов по отдельным предметам[15].

      Несмотря на то, что пользоваться бумажным учебником  по сравнению с электронным  более удобно, электронный учебник  приобрел в последнее время  большую популярность благодаря  своим функциональным возможностям. Рассмотрим преимущества электронного учебника по сравнению с простым типографским.

      Возможность быстрого  поиска по тексту. Не всякая  печатная книга обладает индексом, а если и обладает, то он  ограничен. Отсутствие такого  ограничения - неоспоримое преимущество электронного учебника [18].

      Организация учебной  информации в виде гипертекста.  Гипертекст - возможность создания  «живого», интерактивного учебного  материала, снабженного взаимными  ссылками на различные части  материала. Термин «гипертекст»  ввел в 1963 г. Т. Nelson для обозначения понятия - комбинации текста на естественном языке со способностью компьютера осуществлять интерактивный выбор следующей порции информации или динамичного воспроизведения нелинейного текста, который не может быть напечатан обычным способом на листе бумаги. В.С.Токарева дает следующее определение: «гипертекст - это способ хранения и манипулирования информацией, при котором она хранится в виде сети связанных между собой узлов» Гипертекст дает возможность разделить материал на большое число фрагментов, соединив их гиперссылками в логические цепочки. А затем на основе одного оформленного соответствующим образом материала моделирование «собственных» учебников для каждого учащегося, в зависимости от его уровня подготовки, быстроты усвоения и , интересов[16].

      Наличие мультимедиа  (multi - много, media - среда). - богатейшего  арсенала способов иллюстрации  изучаемого явления. Продукты  мультимедиа применяют многообразные  разновидности информации: компьютерные  данные, теле- и видеоинформацию, речь и музыку. Такое объединение ведет к использованию разнообразных технических устройств регистрации и воспроизведения информации, допускающих управление от компьютера телевизором, видеомагнитофоном, HiFi-аудиосистемой, проигрывателем компакт-дисков (СD), магнитофоном и электронными музыкальными инструментами. Мультимедиа-средства по своей природе интерактивны, то есть зритель, и слушатель мультимедиа-продуктов не остается пассивным. Мультимедиа повышает качество обучения и позволяет удерживать внимание обучаемого. Если раньше изношенный черно-белый фильм «Действия населения в условиях химической тревоги», показываемый на занятиях по гражданской обороне, был пределом мечтаний, то современные технические средства позволяют создать куда более зрелищные учебные пособия в виде компьютерной анимации или даже игры [30].

      Моделирование изучаемых  процессов и явлений, возможность  проводить «компьютерные эксперименты»  в тех областях человеческого  знания, где реальные эксперименты  очень трудоемки или попросту невозможны. Например, возможность поработать с графическим представлением атома водорода, взятым из обучающей программы[17].

      Наличие системы  самопроверки знаний, системы рубежного  контроля, совместимость с электронной  экзаменационной системой. Возможность оценки приобретенных знаний (см. рисунок 2).

      При создании электронных  учебников нецелесообразно просто  переносить типографский вариант  учебного пособия в электронный  вид и затем конвертировать  в гипертекст. Конечно, в результате  появятся некоторые преимущества в плане поиска и гиперссылок, но такой учебник будет неудобен для обучающегося, так как читать с монитора не так удобно, как книгу. Поэтому, при создании электронных учебников целесообразны:

      - иная организация  материала учебника: главы целесообразно сделать более короткими чтобы их было проще читать на экране;

      - разделение материал  на несколько контекстов (например, обязательный для прочтения, дополнительный, вспомогательный, определения и  т.п.) и визуально их выделить;

      - содержание учебного  материала, в соответствии с  требованиями психологов, рекомендуется  разбивать на модули. Освоение  учебного материала, соответствующее  конкретному модулю, должно быть  ориентировано не более чем  на два часа контактного времени[18];