Эффективное управление учебной деятельностью с помощью компьютерных информационных технологий

Эффективное управление учебной деятельностью с помощью компьютерных информационных технологий

И.Н. Голицына

Введение

В настоящее время, когда образовательные учреждения всего мира получили доступ к информационным ресурсам Всемирной сети Интернет, реальностью стало использование компьютерной техники в обучении, все более пристальное внимание педагогов и исследователей уделяется эффективности использования новых информационных и компьютерных технологий в учебном процессе (см., напр. [IEEE International Conference]).

Механизмом обучения с помощью компьютерных технологий является управление учебной деятельностью. Усилия создателей компьютерных обучающих систем направлены на создание автоматизированных систем, осуществляющих эффективное управление процессом обучения.

Соловов А. В. [Соловов А.В., 1995] следующим образом формулирует проблематику компьютерного обучения: "Глобальной, общей проблемой электронного обучения является создание и эффективное использование информационно - образовательной среды на основе информационных компьютерных технологий. В дидактическом плане существуют три наиболее важных частных проблемы разработки и использования такой среды: 

Организация самостоятельной когнитивной деятельности обучающихся. 

Организация индивидуальной поддержки учебной деятельности каждого обучающегося преподавателями. 

Организация групповой учебной работы обучающихся (дискуссий, совместной работы над проектами и т.п.).

Управление в любых системах, в том числе и педагогических, предусматривает сбор и переработку информации обратной связи с целью выработки корректирующих воздействий. Средством обратной связи в обучении является контроль учебной деятельности обучаемого, при контроле задания должны отвечать целям обучения и ответы на задания должны позволять однозначно определить уровень сформированности у обучаемых требуемых знаний, умений и навыков. Одной из форм контроля в настоящее время является проверка знаний обучаемых на основе систем компьютерного тестирования и телекоммуникационных технологий. Компьютерное тестирование позволяет [Галеев И.Х., 1998]: расширить возможности проведения индивидуально адаптированных процедур контроля и корректировки знаний конкретных тем, повысить объективности контроля знаний обучаемых., повысить уровень стандартизации требований к объему и качеству знаний и умений, обеспечить возможности проведения предварительного самоконтроля обучаемыми.

Одним из центральных понятий компьютерных технологий обучения является модель обучаемого, с помощью которого описывается множество точно представленных фактов об обучаемом, которые описывают различные стороны его состояния: знания, личностные характеристики, профессиональные качества и т.д. Моделирование обучаемого является развивающимся направлением искусственного интеллекта в обучении. В настоящей работе мы остановимся на таком аспекте модели обучаемого, как готовность к обучению с помощью информационных компьютерных технологий.

Влияние на эффективность компьютерного обучения уровня усвоения знаний студентов в предметной области дисциплины и мотивации к учению

Проведенные нами исследования по использованию компьютерных систем учебного назначения показали [Голицына И.Н., 2002], что использование обучающих систем различного назначения на занятиях по учебным дисциплинам должно производиться с учетом конкретных целей профессиональной подготовки учащихся, при этом эффективность их использования зависит от мотивации учения студентов и уровня усвоения знаний [Беспалько П., 1995] в предметной области учебной дисциплины. Повышение уровня мотивации учения [Гребенюк О.С., 1995] является необходимым условием повышения уровня усвоения знаний, формирования готовности и способности у студентов к выполнению заданий творческого характера, повышения эффективности обучения с помощью компьютерных обучающих систем.

В таблице 1 приведены типы обучающих систем, использование которых целесообразно для достижения различных уровней усвоения знаний и уровни мотивации учения студентов, необходимые для их эффективного использования.

Таблица 1. Типы обучающих систем, использование которых целесообразно для достижения различных уровней усвоения знаний и уровни мотивации учения студентов, необходимые для их эффективного использования.

Уровень усвоения знаний 

Уровни мотивации учения

Типы компьютерных обучающих систем

Управление учебной деятельностью

Уровень идентификации ранее изученного

Первый - четвертый



Тесты первого уровня

Компьютер





Электронные лекции

Компьютер,

преподаватель 

Уровень воспроизведения знаний

Первый - четвертый

Контролирующие системы,

тесты второго уровня

Компьютер





Электронные учебники

Компьютер,

преподаватель

Уровень использования знаний в стандартных ситуациях 

Второй - четвертый 

Контроль третьего уровня

Преподаватель





Электронные учебники, программы - тренажеры, компьютерные практикумы, моделирующие системы 

Компьютер

Творческий уровень (использование знаний в нетипичных ситуациях) 



Третий - четвертый 

Творческие задания 

Преподаватель





Специальные системы по управлению решением учебных творческих задач, экспертные системы, САПР 

Компьютер

Предъявление учебного материала на первом уровне усвоения знаний - уровне идентификации - возможно с помощью электронных учебников или электронных лекций, содержащих теоретические основы заданной дисциплины, сопровождающихся иллюстративным материалом. Оценить усвоение знаний на первом уровне позволяет использование компьютерных тестов. Задания для теста первого уровня должны содержать в явном виде все компоненты задачи: цель, ситуацию и деятельность по ее решению. От учащегося только требуется дать заключение об их совместимости (узнавание ранее изученного).

Контроль знаний на втором уровне знаний - уровне воспроизведения - требует создания сложных контролирующих систем с вводом конструируемых ответов и развитой системой распознавания ответов, поскольку задания для теста второго уровня должны содержать цель и ситуацию, а учащемуся по памяти надо воспроизвести подходящую деятельность для достижения заданной цели в заданной ситуации.

Задания для тестов третьего уровня - уровня использования знаний в стандартных ситуациях - должны содержать цель и неполную ситуацию, которую учащемуся необходимо дополнить, чтобы применить известную деятельность. Компьютерные тесты третьего уровня практически не создаются из-за технической сложности реализации таких заданий. Обучение с помощью компьютеров на третьем уровне может проводиться с помощью других видов компьютерных обучающих программ. Для достижения третьего уровня усвоения знаний могут использоваться программы - тренажеры и обучающие компьютерные системы, ориентированные на использование знаний в типичных ситуациях, к которым относятся также и моделирующие программы.

Повышение уровня знаний до четвертого - творческого - уровня требует специальных обучающих систем, ориентированных на достижение субъективно новых для учащихся знаний в нестандартных учебных ситуациях. Развитию творческих способностей учащихся способствует включение в процесс обучения задач творческого характера. Под учебными творческими задачами понимаются такие задачи, для решения которых учащиеся не имеют готовых учебных приемов и способов.

На современном уровне развития учебного программного обеспечения существует возможность передачи управления учебной деятельностью на первом и втором уровне усвоения знаний компьютеру, однако проведенные нами исследования по использованию компьютерных систем учебного назначения показали [Обухова М.Ю., Голицына И.Н., 2001], что в центре реального учебного процесса в настоящее время студенты предпочитают видеть преподавателя, отводя компьютеру роль вспомогательного средства.

Обучение на третьем и четвертом уровне усвоения знаний в настоящее время может проводиться под управлением компьютерных систем только эпизодически в связи с трудностью технической реализации обучающих систем такого уровня, при этом эффективность компьютерного обучения также зависит от уровня мотивации учения студентов. Контроль знаний на этих уровнях может проводиться, как правило, с участием преподавателя. 

Влияние на эффективность компьютерного обучения социальных и личностных характеристик обучаемых

К числу важнейших дидактических требований к организации учебного процесса относится индивидуальный подход к каждому обучаемому. Использование компьютерных обучающих систем предполагает высокую степень индивидуализации познавательной деятельности по сравнению с традиционными методами. Возможность выбора индивидуальной траектории изучения учебного материала, регулирование темпа его усвоения и даже более глубокая адаптация в интеллектуальных системах поддержки обучения, основанных на модели обучающегося, фактически превращают учебную деятельность студентов в самостоятельную когнитивную деятельность. Психологически обоснованная последовательность этапов познавательной деятельности включает в себя: 

Восприятие. 

Осмысление и фиксация знаний. 

Формирование личностного опыта. 

Проектно - исследовательская, поисковая учебная деятельность.

На этапе восприятия ключевую роль играют личностные особенности обучаемых, а именно их ведущая репрезентативная система (визуальная, аудиальная, кинестетическая).

Исследования показывают [Зайцева Е.Н., 2002], что обучаемые с доминирующей аудиальной модальностью показывают более низкие результаты при работе обучающими компьютерными системами, что связано с их особенностью освоения идеограмм через звуковой образ восприятия.

Кроме того, как показано в [Юсупова Н.И., 2002], репрезентативная система и психологический тип личности обучаемых оказывает влияние на мотивацию в обучении. В результате проведенных исследований была выявлена зависимость уровня мотивации к обучению от репрезентативных систем в сочетании с психологическим типом личности: 

наиболее высокий уровень мотивации у холерика - визуала; 

средний уровень мотивации к обучению у сангвиника всех репрезентативных систем; 

не склонны к чрезмерной мотивации холерики - аудиалы, флегматики и меланхолики; 

нет никакой мотивации у флегматика - кинестетика и меланхолика - кинестетика.

В [Nian - Shing Chen, Kan - Min Lin., 2002] исследовались различные социальные и личностные характеристики, влияющие на эффективность компьютерного обучения. Согласно их результатам, основная информация о студентах (пол, семейное положение, специальность, место проживания, возраст, национальность, образование, служебный статус, годы после окончания учебного заведения, опыт в дистанционном обучении, владение основными компьютерными концепциями) не оказывает заметного влияния на успехи в электронном обучении. Академическое самомнение студентов, стратегия обучения, позиции электронного обучения, самооценка, соответствие окружению, соответствие обучения и глубина чтения также не оказывают значительного влияния на успехи в обучении. Однако привычки учиться и посещение занятий оказывают явное влияние на успешность обучения. Помимо всего прочего, исследовались различные факторы для лучшего понимания того, какие же из них влияют на успехи студентов в Интернет - обучении. Наиболее значимыми факторами, в соответствии с уровнем влияния являются: 

Фактор работоспособности. 

Скорость и стабильность Интернет. 

Прилежание. 

Обучающие лекции преподавателя в режиме on-line, передаваемые аппаратными средствами.

Обобщая все вышесказанное, можно заключить, что эффективность компьютерного обучения помимо всего прочего, зависит от психологических особенностей обучаемых, которые определяют мотивацию к учению, их работоспособности и прилежания. Присутствие преподавателя, как объекта управления учебной деятельностью, в том числе и в режиме on-line при обучении в Интернет, также является одним из основных факторов, повышающих эффективность компьютерного обучения. 

Готовность к обучению, как фактор эффективного управления обучением с помощью информационных компьютерных технологий

Ориентируясь на современные исследования, можно обобщить сведения об обучаемом, которые определяют его готовность к обучению с помощью информационных компьютерных технологий, с помощью следующей схемы:



Рис.1. Схема готовности к обучению с помощью компьютерных технологий. 

Естественно предположить, что использование различных видов компьютерных обучающих систем должно зависеть от целей образования, которые определяются в профессиональных учебных заведениях на основе профессиограммы или модели специалиста конкретной специальности.

Как известно, подготовка специалистов различных специальностей требует усвоения знаний в предметной среде учебных дисциплин на различных уровнях усвоения. В связи с этим необходимо четко представлять, на каких уровнях усвоения знаний возможно использование компьютерных обучающих систем различного назначения. Уровень усвоения знаний обучаемых в предметной области дисциплины должен учитываться при выборе стратегии обучения и компьютерных средств ее поддержки.

Готовность и способность студентов к выполнению заданий продуктивного характера требует определенного уровня интеллектуального развития и элементов творческого подхода, которые зависят от мотивации учения [Голицына И.Н., 2000]. Студенты с уровнем мотивации учения ниже третьего не демонстрируют готовности и способности к выполнению заданий продуктивного характера, т.е. оказываются не готовыми к интеллектуальной творческой деятельности. Таким образом, повышение уровня мотивации учения является необходимым условием повышения уровня усвоения знаний в предметной области учебных дисциплин, формирования готовности и способности у студентов к выполнению заданий творческого характера, повышения эффективности обучения с помощью компьютерных обучающих систем. В связи с этим важной задачей является нахождения способов повышения мотивации учения, которая представляет собой систему целей, потребностей и мотивов, побуждающих студентов к учению. Успешное формирование мотивов имеет место, если предмет длительно и стойко насыщается положительными эмоциями, тогда цель (изучение дисциплины) превращается в самостоятельный мотив - формируется механизм сдвига мотива на цель. Важное значение имеет и эмоциональная включенность преподавателя в процесс обучения студента, ненавязчивое давление и насыщенность среды побуждающими факторами (моральные и материальные поощрения при успешном продвижении по пути овладения предметом). Для активной, заинтересованной работы обучаемых необходимо целенаправленное формирование и развитие мотивов деятельности в учебном процессе.

По предпочитаемой форме восприятия информации различают людей, обладающих тремя репрезентативными системами. Это - аудиалы, визуалы и кинестетики. Аудиал воспринимает информацию на слух и для него важна интонация и громкость преподносимого материала. Визуалу важны изображения, и в речи, и в тексте необходимы слова - ключи, помогающие быстро восстанавливать картину предмета. У кинестетиков главенствующее место занимают ощущения, удобство, комфорт. Естественно, что наиболее успешно с обучающими системами, в которых основная часть информации передается через текст, графику и изображения, могут работать визуалы. Использование учебных мультимедийных комплексов, в которых заранее подготовленная информация передается графическими, анимационными, аудио- и видеоиллюстрациями, позволяет сделать более успешным обучение студентов с различными репрезентативными системами.

Психологический тип характеризует индивидуальные свойства психики, определяющие изменения психической деятельности человека. Так, ключевые слова [Юсупова Н.И., 2002]: 

холерика - ощущать, чувствовать; 

флегматика - воображать, представлять; 

меланхолика - слушать, смотреть; 

сангвиника - говорить, делать. 

Опираясь на психологические особенности личности студента, можно максимально реализовать его потенциальные возможности к обучению с помощью компьютерных обучающих систем. При этом интерактивность мультимедийных обучающих систем предоставляет возможности не только для пассивного восприятия информации, но и для активного исследования моделей изучаемых объектов или процессов. Интерактивность придает мультимедиа когнитивный характер, вносит игровые и исследовательские компоненты в учебную деятельность, побуждает учащихся к глубокому и всестороннему анализу свойств изучаемых объектов и процессов. 

Выводы

Факторы, определяющие готовность студентов к обучению с помощью компьютерных технологий схематически представлены на рис.1. К ним относятся уровень усвоения знаний в предметной области учебной дисциплины, уровень мотивации учения, ведущая репрезентативная система обучаемого, психологический тип личности, а также работоспособность и прилежание. Типы обучающих систем, использование которых целесообразно для достижения различных уровней усвоения знаний и уровни мотивации учения студентов, необходимые для их эффективного использования приведены в таблице 1.

Репрезентативная система и психологический тип личности обучаемых оказывает влияние на мотивацию в обучении [Юсупова Н.И., 2002]. В результате проведенных исследований была выявлена зависимость уровня мотивации к обучению от репрезентативных систем в сочетании с психологическим типом личности: 

наиболее высокий уровень мотивации у холерика - визуала; 

средний уровень мотивации к обучению у сангвиника всех репрезентативных систем; 

не склонны к чрезмерной мотивации холерики - аудиалы, флегматики и меланхолики; 

нет никакой мотивации у флегматика - кинестетика и меланхолика - кинестетика.

Обучаемые с доминирующей аудиальной модальностью показывают более низкие результаты при работе обучающими компьютерными системами, что связано с их особенностью освоения идеограмм через звуковой образ восприятия [Зайцева Е.Н., 2002].

Работоспособность и прилежание обучаемых являются ключевыми личностными характеристиками, влияющими на эффективность компьютерного обучения [Nian-Shing Chen, Kan-Min Lin., 2002].

Присутствие преподавателя, как объекта управления учебной деятельностью, в том числе и в режиме on-line при обучении в Интернет, также является одним из основных факторов, повышающих эффективность компьютерного обучения. 

Список литературы

 [IEEE International Conference] IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies. Kazan. Russia, 9- 12 August 2002. 574 p.

[Соловов А.В., 1995] Соловов А.В. Проектирование компьютерных систем учебного назначения: Учебное пособие, СГАУ, Самара, 1995.

[Галеев И.Х., 1998] Автоматизация тестирования знаний обучаемых: Метод. указания./ Каз. гос. технол. ун-т; Сост.: И.Х. Галеев, Г.У. Матушанский, В.И. Чепегин, Казань, 1998, 24 с.

[Голицына И.Н., 2002] Исследование готовности студентов к обучению с помощью компьютерных информационных технологий. - IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies. Kazan. Russia, 9- 12 August 2002. -с. 217-221.

[Беспалько П., 1995] Педагогика и прогрессивные технологии обучения. - М: 1995, Изд. института проф.обр. России, 336 с.

[Гребенюк О.С., 1995] Педагогика индивидуальности. - Калининград, КГУ, 1995, 230 с.

[Обухова М.Ю., Голицына И.Н., 2001] Учебно-методический комплекс по информатике: опыт разработки и использования - Educational Technology & Society ,4(3), 2001, ISSN 1436-4522,. pp. 205-209.

[Зайцева Е.Н., 2002] Оценка эффективности самостоятельного обучения студентов в телекоммуникационной среде средствами непараметрической статистики. - IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies. Kazan. Russia, 9- 12 August 2002. -с. 107-111.

[Юсупова Н.И., 2002] Юсупова Н.И., Тарасова Т.Д., Суханова М.В., Швеппе Х. Репрезентативные системы и психологический тип личности: влияние на мотивацию к обучению. - IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies. Kazan. Russia, 9- 12 August 2002. -с. 181-184.

[Nian - Shing Chen, Kan - Min Lin., 2002] Nian - Shing Chen, Kan - Min Lin. Factors affecting e - learning for achievement. - IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies. Kazan. Russia, 9- 12 August 2002. -с. 200-205.

[Голицына И.Н., 2000] И.Н. Голицына.. Вопросы эффективности внедрения компьютерных технологий в профессиональное образование. - Educational Technology & Society 3(3) 2000. ISSN 1436-4522, pp. 538-547.