Психолого-педагогическое обеспечение создания и использования компьютерных средств обучения

УДК 378.047:004.9

Психолого-педагогическое обеспечение

СОЗДАНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ СРЕДСТВ ОБУЧЕНИЯ

В. И. Токтарова

Марийский государственный университет, Йошкар-Ола

В статье рассмотрены особенности психолого-педагогического обеспечения создания и использования компьютерных средств обучения для совершенствования профессиональной подготовки студентов вузов.

The article considers the peculiarities of psychological and pedagogical foundations for the creation and use of computer means of teaching aiming at further development of professional training in higher educational institutions.

Ключевые слова: психолого-педагогические закономерности усвоения знаний, компьютерные средства обучения.

Существенные изменения в информационном обеспечении общества объективно требуют пересмотра подходов в системе профессионального образования. При этом особую значимость приобретает обеспечение методологией, технологией, практикой создания и оптимального использования научно-педагогических, методических, программных и технологических разработок, ориентированных на реализацию возможностей информационно- коммуникационных технологий.

Согласно Концепции информатизации сферы об -разования Российской Федерации [4] при получении высшего профессионального образования должны быть решены следующие задачи:

- в процессе обучения с целью повышения его эффективности, доступности и качества должны максимально использоваться информационные технологии;

- обучающиеся должны получать специальные знания и навыки по использованию компьютерных технологий в предметной области их будущей профессиональной деятельности;

- знания о жизни и деятельности в информационном обществе должны углубляться и расширяться с учетом профессиональной ориентации обучаемого.

Для совершенствования учебно-педагогического процесса необходим комплексный подход к вопросу образования с применением новейших компьютерных средств обучения и информационно-коммуникационных технологий. При этом возникает проблема их проектирования, создания и использования, а также оценки их педагогической эффективности. Сложность программных продуктов непрерывно растет, а особенности их реализации требуют учета все большего количества факторов.

В последнее время широкое практическое применение находят специализированные компьютерные средства, разработанные для использования в конкретных предметных областях, стимулирующие интерес к пред-

мету и способствующие развитию у студентов способностей к переносу знаний, умений и навыков в практическую ситуацию.

Компьютерное средство обучения (КСО) - это программный комплекс, предназначенный для решения определенных педагогических задач, имеющий предметное содержание и ориентированный на взаимодействие с обучаемым [1].

Приведенное определение фиксирует тот факт, что КСО является средством, специально созданным для решения педагогических задач, т. е. использование в образовательном процессе - его главное назначение. Выделим основные учебно-педагогические задачи, решаемые с помощью компьютерных средств обучения:

- начальное ознакомление с предметной областью, усвоение ее понятий и концепций;

- выработка умений и навыков решения типовых практических задач в данной предметной области;

- развитие способностей к определенным видам деятельности;

- выработка профессиональных умений анализа и принятия решений в нестандартных проблемных ситуациях;

- проведение учебно-исследовательских экспериментов с моделями изучаемых объектов, процессов и среды деятельности;

- восстановление знаний, умений и навыков (для редко встречающихся ситуаций, задач и технологических операций);

- контроль и оценивание уровня знаний и умений.

Анализ литературы показал, что наилучший педагогический результат использования компьютерных средств обучения в учебном процессе напрямую зависит от качества его обеспечения. Большинство КСО неэффективны, так как при их создании не в полной мере были учтены дидактические и психолого-педа-гогические аспекты проектирования и реализации,

а отсутствие стандарта или общепринятых норм и правил их написания приводит к тому, что практически каждое из них является «вещью в себе» и используется только ее собственными разработчиками.

Главная причина концептуальных ошибок, допускаемых при создании компьютерных средств обучения, состоит в использовании их узкой интерпретации только как электронных аналогов соответствующих учебно-методических пособий. В ее основе лежит непонимание того, что КСО должно воплощать лучшие стороны традиционных средств и обязательно реализовывать новые качества.

Вместе с тем, нельзя забывать об основных задачах высшего образования: развития умственных способностей обучаемых, расширения их кругозора, глубоких теоретических знаний, умения применять их на практике, овладения навыками самостоятельной работы.

Для успешного усвоения студентами системы научных знаний предметной области необходимо, чтобы компьютерное средство обучения реализовывало:

- четкую логику изложения материала, позволяющую проследить последовательность умозаключений, содержание и структуру дисциплины;

- различные методы побуждения студентов к мотивированной умственной деятельности (включение прикладных задач, имеющих профессиональную направленность);

- предоставление учебного материала по разветвленной схеме, разработанной с учетом возможных уровней подготовки студентов, их интересов;

- средства стимулирования познавательной деятельности обучаемых и управление ею (оперативное тестирование, корректирующие методы);

- системы вопросов, упражнений и задач на определение характера ошибок в усвоении материала и выявление их причин;

- специальные схемы, ставящие целью устранение выявленных ошибок в усвоении знаний;

- целостную систему контроля знаний, умений и навыков;

- наглядные интерактивные средства.

На основе проведенного анализа нами выделен комплекс направлений по совершенствованию педагогического обеспечения компьютерных средств обучения. Раскроем кратко их содержание.

1. Применение психолого-педагогических теорий усвоения знаний. Разрабатывая сценарии процесса обучения, необходимо учитывать закономерности усвоения знаний, установленные в педагогической психологии и позволяющие повысить качество изучения дисциплины.

Применение теории программированного обучения [2] должно являться стержневым фрагментом компьютерного средства обучения, что предусматривает правильный отбор и разбиение учебного материала на небольшие блоки, частый контроль знаний, переход к следующему разделу лишь после ознакомления студента с правильным ответом или характером допущенной

им ошибки, предоставление дополнительной информации для выполнения упражнения, обеспечение возможности каждому обучаемому работать со свойственной ему индивидуальной скоростью усвоения материала.

Эффективное усвоение знаний, формирование навыков и умений, развитие интеллектуальных качеств зависит не только от познавательной активности обучаемых, но и от накопленных ими конкретных приемов и способов профессиональной деятельности. В этом плане наибольший эффект дает обучение на основе теории поэтапного формирования умственных действий и понятий [6], принципы которой необходимо учитывать при проектировании компьютерных заданий с использованием ориентировочных основ деятельности.

Согласно ассоциативно-рефлекторной теории усвоения знаний [5] в основу разработки КСО необходимо заложить схему, предоставляющую возможность изучать материал не в фиксированном порядке, а свободно, руководствуясь своими ассоциативными или личными предпочтениями. Этот метод весьма эффективен при изучении курсов, имеющих межпредметный характер, когда дисциплина предполагает множество ракурсов, аспектов, позиций усвоения материала. В соответствии с этим способом преподаватель может создать хорошо структурированную и организованную учебную среду, а пути и последовательности работы в ней определяются самим студентом согласно его предпочтениям.

2. Структурирование учебного материала. Одной из важнейших характеристик при проектировании компьютерных средств обучения является его логическая структура организации учебного материала, т. е. устойчивая упорядоченность элементов и связей, определяющая целостность построения дисциплины.

Обучающие курсы, как правило, состоят из набора модулей. Под модулем понимается автономная организационно-методическая структура учебной дисциплины, которая включает в себя дидактические цели, логически завершенную единицу материала, методическое руководство и систему контроля. На начальном этапе проектирования авторского КСО необходимо произвести первичное структурирование материала вокруг основных научных идей. Затем, опираясь на них, сформировать комплексную дидактическую цель, которая декомпозируется на ряд интегрирующих подцелей. Сам модуль тоже подвергается внутреннему структурированию: разбиению на учебные элементы, блочные единицы, опирающиеся на частные дидактические цели.

Раскрытие логики процесса обучения дает возможность найти решение вопроса о последовательности изучения дисциплины с целью сознательного его усвоения и развития мышления студентов. Эффективность компьютерного средства обучения будет тем выше, чем тщательнее подобрано содержание каждого его фрагмента, чем точнее определены связи между ними, а также возможные пути изучения материала.

3. Формирование межпредметных связей. При формировании структуры учебного материала для компьютерных средств обучения представляет не меньшую важность анализ логических междисциплинарных связей.

Системный подход к изложению учебного материала, его структурирование и выделение основных понятий и связей между ними является как основой для разработки содержания, так и одним из методов современного научного познания. Само содержание КСО позволяет включать не только те темы, которые обеспечивают обязательный минимальный уровень знаний по дисциплине, но и рассматривать более широкое объяснение данного предмета, а также связывать эти понятия с другими, изучая их во взаимосвязи и строя более полную и научную картину мира.

4. Использование интерактивной компьютерной графики. Для демонстрации изучаемых явлений и процессов, функционирование которых существенно зависит от параметров, наиболее эффективным является применение средств интерактивной компьютерной графики. Многие сложные теоретические положения при умелом использовании графических объектов и мультимедиа становятся доступными и понятными для студентов. При этом программа может позволить как вычленить главные закономерности изучаемого предмета или явления, так и рассмотреть его в деталях. Различные формы представления объекта могут сменять друг друга по желанию обучаемого, чередуя или используя одновременно образное, аналитическое, языковое представления. Это позволяет как уплотнить информацию об изучаемом объекте, так и расширить ее. Предметы, моделируемые компьютерным средством обучения, могут быть разнообразными по форме и содержанию, относиться к физическим, социальным, историческим, экологическим и другим процессам.

На основе теоретического и практического анализа была разработана модель психолого-педагогичес-кого обеспечения компьютерных средств обучения на примере учебного курса «Язык программирования Java» (рис.). Данная дисциплина является одной из важнейших в образовательных программах при подготовке специалистов в области информационных технологий.

С учетом данной модели под руководством автора была спроектирована и разработана компьютерная обучающая система по языку программирования Java [3], которая внедрена в учебный процесс для студентов специальности 010501.65 - «Прикладная математика и информатика» физико-математического факультета ГОУВПО «Марийский государственный университет».

-I Компьютерная обучают** система по языку программирования Java

— * ~------------------------------------------------------------------------

и**пи я 1) «*Ч*СТ*а ПОДЛОГОВ** студентов,

ЗАДАЧ» 2) формпрс**»*»*»» МПИСО-ДООрИПвИЧСОсОГО мышлений

3) подыцкм**? гоэнаеатеаьной активности.

4) ffeSWHt усвоения уЧвЬнОЙ

5) ог^'гй-.ймив выгон:»! мотивации выпоомйймы» действий

ИЧАМвМД ГППучвЫИЯ И САЫООЬуЧвНМ?,

7) интеротменой вгаияедвйгтеив

* =—,

ПсИЖОЮТО IteOBTOfичесиои обеспечен*» «ОМПЬИ>1*|МИ)« O^VtJIIOUW" системы —

• применение ПСИ*ОЛС1ГО-ЛеА*ГОЛ»‘4бС»»* теории усвоений )и*иий

[- струмурировм^г учебного Мэ*рри%п«,

— ^срмировамнг межпредметных связей,

L использование ингграгтивкс*) «омпыстариоА трафти

1 - 1 :НДПЫ ПО 1М.)«JTunhMOM Фермы организации

*МЙТыЛЬМО<ТИ поучении

- вОСПрИЯПяр, ЗмДОМСТВО

- осмыслений и *а*рвпг***»й контроль Ум^ий

L формирований пргф«гемдоаьно-ОрМвИГЛГГ*Л*-ИЫ ( f МвНИЙ и майыи-ifi. исследовательская учвЬнйЯ Д££ТЯ.1ЬИ0СТЬ

- 11Й»ЦМ Я

- nj6oparoru*>npjKT«w:>:DP Эвнятме

- евммьар коитрелмая работа консугьтация

с змсоонгель^з* работа

*• Ре»упыт*т- г.ОНР|1»ИИ< 1ВОВ4ИЯИ лрофессмонлиъкли ИФДГ010В>.И < гудентов

Модель психолого-педагогического обеспечения компьютерной обучающей системы

Полученные результаты внедрения позволяют сделать вывод об эффективности реализации психолого-пе-дагогического обеспечения компьютерной обучающей системы в процессе совершенствования профессиональной подготовки студентов-программистов. Ее использование в учебном процессе не только помогло обучаемым систематизировать и контролировать свои знания, но и позволило самостоятельно углублять их, что способствовало развитию интереса к этому предмету, к применению полученных знаний при изучении других дисциплин, связанных с информационными технологиями.

ЛИТЕРАТУРА

1. Башмаков А. И., Башмаков И. А. Разработка компьютерных учебников и обучающих систем. - М.: Информационно-издательский дом «Филинъ», 2003. - 616 с.

2. Беспалько В. П. Программированное обучение. Дидактические основы. - М.: Высш. шк., 1971. - 300 с.

3. Компьютерная обучающая система по языку программирования Java [Электронный ресурс]: учеб. пособие / В. И. Токтарова. - Йошкар-Ола, 2009. - 174 с. - Режим доступа: http://fmf.marsu .ru/j ava/ index.html ограниченный.

4. Концепция информатизации сферы образования Российской Федерации. - М., 1998.

5. Рубинштейн С. Л. Основы общей психологии. - СПб.: Изд-во «Питер», 2000 - 712 с.

6. Талызина Н. Ф. Управление процессом усвоения знаний: психологические основы. - М.: МГУ, 1984. - 345 с.