педагогические аспекты информатизации

учебного процесса в системах дистанционного обучения

 

                              П. И. Образцов, доктор педагогических наук

 

                     Академия ФАПСИ, г. Орел

 

Сегодня в качестве одного из перспективных направлений развития и становления высшей школы рассматривается ее информатизация, осно­ванная в первую очередь на совершенствовании информационной среды вузов. В соответствии с этим, серьезное внимание уделяется разработке и внедрению в педагогическую практику современных информационных и телекоммуникационных средств, а также передовых технологий обучения. Все это в полной мере относится к развитию систем дистанционного обучения (далее по тексту ДО) в России.

По мнению большинства исследователей, занимающихся проблемами ДО, под последним следует понимать новую форму обучения, базирующуюся на применении широ­кого  спектра  традиционных  и  новых информационных технологий, а также технических средств,  которые используются для доставки  учебного материала, его самостоятельного изучения, диалогового обмена меж­ду слушателями и преподавателями,  и которая, в общем случае, некритична  к их расположению в пространстве и контакту во времени. Вместе с тем, эта новая специфическая форма обучения имеет тот же компонентный состав, что и любая система обучения - цели, обусловленные социальным заказом, содержание, во многом определенное действующими программами для конкретного типа учебного заведения, методы, организационные формы и средства обучения. Последние три компонента в ДО обусловлены спецификой используемой технологической основы (например, сетевые технологии или компьютерные телекоммуникации в комплексе с печатными средствами, компакт-дисками и т.д.). Таким образом, с одной стороны, ДО следует рассматривать в общей системе образования, предполагая при этом преемственность отдельных ее звеньев, с другой, ДО необходимо различать как систему и как процесс. Иными словами, как и в других формах обучения, особого внимания требует к себе как этап теоретического осмысления, так и этап педагогического проектирования ее информационной (содержательной) и технологической (в плане педагогической технологи) составляющих. При этом, целесообразно отметить, что проектирование и конструирование первой из них в настоящее время становиться все более актуальной, поскольку уже сейчас явно просматривается острый дефицит педагогически обоснованных программных продуктов, позволяющих обеспечить качество усвоения обучающимися учебного материала. Как показывает опыт разработки и создания систем ДО в целом ряде российских вузов,  затраты на технико-организационную их структуру оказываются не всегда полностью оправданными из-за отсутствия наполняемости системы психолого-педагогическим ее содержанием.

В статье будут рассмотрены педагогические аспекты проектирования, конструирования и использования в системах ДО дидактических комплексов информационного обеспечения (далее по тексту ДКИО) учебной дисциплины, как информационной основы их организации. В данном контексте названный комплекс представляет собой - дидактическую систему,  в которую с целью создания условий для педагогически активного информационного взаимодействия между преподавателем и обучающимися интегрируются прикладные программные продукты и базы данных в соответствующей предметной области, а также совокупность методических средств и материалов, всесторонне обеспечивающих и поддерживающих учебный процесс. Структура и содержание ДКИО полностью детерминированы замыслом, реализуемым в рамках разрабатываемой преподавателем технологии ДО. 

          Анализ существующих  в современной педагогической науке под­ходов к разработке содержания учебной дисциплины позволил  обосновать и предложить следующую методику работы преподавателя по отбору и структурированию содержания учебного материала при  про­ектировании ДКИО:

- оценить объем содержания учебной дисциплины с  учетом  ее сложности,  а также целей подготовки специалистов требуемого про­филя и качества. Для этого, используя методы моделирования, построить графо-математическую модель дисциплины и оценить ее информационную емкость, т.е. отобрать  необходимое число учебных элементов - ключевых катего­рии, понятий и определений в предметной области;

- убедиться  в  достаточности  полученных учебных элементов для достижения целей подготовки (оценить возможности формирования у обучающихся на их основе требуемых знаний, умений и навыков);

- в соответствии с возможностями пропускной способности ка­налов восприятия и памяти обучающихся распределить учебный мате­риал на соответствующие разделы,  модули,  темы, элементы, исключающие  перегрузку пользователей учебной работой на различных этапах обучения;

- выявить  систему смысловых связей между элементами содер­жания учебной дисциплины (раздел, модуль, тема, занятие) и распо­ложить учебный материал в той последовательности, которая вытека­ет из этой системы связей. С этой целью провести его структуриро­вание (построение соответствующих матриц связей,  графов изучения учебных вопросов, структурно-логических схем изучения отдельных учебных вопросов и т. д.);

- задать для каждого учебного элемента исходный и  конечный уровни усвоения обучающимися;

          - подготовить педагогические тесты или тестовые контрольные задания по всем учебным элементам, включенным в логическую структуру предме­та для проверки степени и качества их усвоения.

Следующим важной задачей, стоящей перед педагогом, является возможность реализации отобранного им содержания в материализованной форме, т.е. процесс конструирования ДКИО.

Идея реализации содержания учебной дисциплины в рамках дидактических (учебно-методических) комплексов не является новой. В российской (советской) педагогике она находит свои истоки в конце 80-х начале 90-х годов в работах В. П. Беспалько,  Ю. Г. Татура,  В. Л. Шатуновского  и других исследователей. С развитием средств обучения, в частности компьютерных, приверженцами идеи создания дидактических (программно-методических) комплексов на информационной основе стали А. А. Андреев, В. И. Боголюбов,             Н. А. Клочко,  О. А. Козлов, И. В. Роберт, И. М. Шлапаков и другие ученые.

Анализ работ названных авторов позволяет утверждать, что подход, предлагаемый нами, имеет ряд принципиальных отличий от рассматриваемых ранее. В частности, мы обосновываем возможность проектирования и конструирования ДКИО учебной дисциплины как дидактической системы, позволяющей педагогу через информационную составляющую процесса обучения, представленную в педагогических программных продуктах, базах данных и учебных материалов, осуществлять целостную технологию ДО. Этим самым решается задача гарантированного достижения целей профессиональной подготовки обучающихся. Каждый элемент ДКИО является не просто носителем соответствующей информации, но и выполняет специфические функции, определенные замыслом педагога. Таким образом нами предлагается рассматривать ДКИО учебной дисциплины как целостную дидактическую систему, представляющую собой постоянно развивающуюся базу знаний в определенной предметной области. С данных позиций очень близки нам подходы, рассматриваемые в работах П. О. Околелова, А. В. Соловова и Э. Г. Скибицкого.

Обоснуем структуру и состав ДКИО учебной дисциплины. Исходя из анализа целей подготовки профессиональных кадров в Академии ФАПСИ, а также того содержания, которое должно быть реализовано в процессе их обучения,  мы считаем, что в состав ДКИО целесообразно включить следующие основные элементы - рабочую программу, компьютеризированный учебник, типовой комплект средств информационной поддержки учебной дисциплины а также систему контроля и оценки знаний обучающихся.

Раскроем  цели, задачи и дидактические функции, реализуемые  каждым из названных элементов, на примере ДКИО учебной дисциплины “Психология и педагогика” (см. рис. 1), прошедшего успешную апробацию в системах ДО названного учебного заведения.

 Рабочая программа учебной дисциплины представляет собой нормативный документ, определяющий назначение и место учебного предмета в системе подготовки специалиста, научное содержание и организационно-структурное построение учебной дисциплины, наименование и основные вопросы разделов, модулей и тем, распределение по ним учебного времени, а также перечень рекомендованной основной и дополнительной литературы. Программа состоит из пяти разделов: целевая установка, организационно-методические указания, содержание, плановая таблица распределения учебного времени, литература.

В составе ДКИО учебной дисциплины рабочая программа реализуется в педагогическом программном продукте, представляющим собой гипертекстовую структуру, созданную на основе единого стандартного языка форматирования документов HTML. Это означает, что  каждый из разделов программы имеет многоуровневую (многослойную) композицию, осуществляемую с помощью системы “Меню” (своеобразной навигацией по программе). На этапе вхождения пользователя в программный продукт он попадает в ее “Главное меню”, в котором отражены все разделы программы. Выбрав нужный раздел программы обучающийся имеет возможность перейти на следующий более низкий уровень и ознакомиться с его содержанием. С этого уровня пользователь имеет возможность перейти на еще более низкий уровень или вернуться в “Главное меню”. Например, войдя через “Главное меню” в раздел “Содержание” обучающийся попадает в “Подменю”, содержащее два раздела учебной дисциплины - “Педагогика” и “Психология”.

 

Рис. 1. Структура и состав ДКИО  учебной дисциплины

“Психология и педагогика”

 

Далее пользователь, выбрав соответствующий раздел, попадает в “Подменю”, в котором указаны все входящие в него темы. Выбрав соответствующую тему, он переходит на более низкий уровень и имеет возможность ознакомиться со всеми категориями и понятиями, рассматриваемыми в данной теме. Часть категорий и понятий, изучение которых носит принципиальный характер для усвоения учебного материала, выделены специальным цветом. Выбрав интересующую категорию или понятие, обучающийся, направив на нее курсор и активизировав его с помощью “мыши”, имеет возможность перехода на самый низкий уровень и ознакомиться с ее содержанием. Возвращение в “Главное меню” осуществляется по обратному маршруту.

Таким же образом пользователь может из исходного положения “путешествовать” по другим разделам рабочей программы, получая возможность быстро и гибко выяснить все интересующие его вопросы. Электронный вариант учебной программы позволяет в рамках ДКИО реализовать информационную, систематизирующую и стимулирующую функции ДО.

Следующим элементом ДКИО является компьютеризированный учебник (далее по тексту КУ). Он представляет собой основной носитель научного содержания учебной дисциплины, отобранного по приведенной выше методике. Структурно КУ представлен в виде ди­дактически взаимосвязанных и дополняющих друг друга частей: текс­товой и компьютерной, которые в комплексе обеспечивают единство активного самостоятельного процесса по овладению обучающимися  знаниями в соответствии с целями обучения по данной учебной дисципли­не.

В условиях реализации системы ДО традиционное назначение учебника безусловно сохраняется, но одно из главных концептуаль­ных ее положений - обеспечение гарантированного достижение целей обучения - накладывает на него свои специфические, дополни­тельные к традиционным, требования.

Во-первых, КУ как элемент ДКИО является неотъемлемой частью дидактической системы, и, с этих позиций, его содержание должно: соответствовать целям профессиональной подготовки специалистов; дидактически быть связанным с содержанием, реализуемым другими элементами ДКИО; ориентироваться на широкое использование в учебном процессе форм и методов обучения, предусмотренных соответствующей технологией ДО. Иными словами, КУ в ДКИО рассматривается как ядро дидактической системы, ее ключевой элемент.

Во-вторых, КУ в системе ДО отводится одна из основных ролей по активизации творческой самостоятельной работы обучающихся пу­тем: аргументированной мотивации и целеполагания; наличия системы управления познавательной деятельностью обучающихся при поэтапном переводе их из исходного состояния обу­ченности в требуемое; развития у них  творческого мышления с учетом их индивидуальных особенностей; обеспечения возможности вариативного выбора траектории обучения в зависимости от целей и сложности поставленных учебных задач.

Исходя из этих требований в рамках ДКИО учебной дисциплины “Психология и педагогика” нами была реализована следующая структура КУ:

- текстовая часть КУ представляет собой специально написан­ный курс лекций (учебно-методическое пособие), в котором для обучающихся, наряду с раскрытием основного научного содержания дисциплины, приводятся методические рекомендации по самостоятельному изучению учебного материала, а также использованию ими других элементов ДКИО. Таким образом, текстовая часть КУ является не только ис­точником теоретических знаний, но и своеобразным путеводителем по курсу, дающим рекомендации обучающимся по выбору наиболее рацио­нальной “траектории” учения, путем использования на каждом этапе обучения разнообразных элементов ДКИО. Для обучающихся в системе ДО текстовая часть КУ предоставляется в текстовом файле.

- компьютерная часть КУ  представляет собой совокупность двух программных продуктов, представленных в ДКИО учебной дисциплины “Психология и педагогика” электронными конспектами лекций и электронным альбомом схем и наглядных пособий. Последние реализованы на основе интерфейса Windows-95/98 и пакета Microsoft Office-97 (графический редактор PowerPoint-97).

Электронные конспекты лекций представляют собой наборы динамических и статических компьютерных слайдов по каждой из тем учебной дисциплине. С их помощью обучающимся предоставляются  в электронном виде краткие конспекты изучаемого материала (основные дефиниции, рассматриваемые при изучении темы, а также их графическое представление - схемы, графики, диаграммы и т. п.).

Одной из основных особенностей электронных конспектов  является наличие в каждом из них структурно-логических схем изучения темы дисциплины, с помощью которых  преподаватель имеет возможность сформировать у обучающихся ориентировочную основу деятельности  по усвоению учебного материала. Это обеспечивается логической последовательностью вывода на экран основных элементов изучаемой темы (рассматриваемые вопросы, их подвопросы, основные категории и определения и т. д.). Логика их выведения на экран определяется в соответствии с графом изучения учебной темы, разработанным преподавателем на этапе отбора и структурирования содержания дисциплины. Таким образом основными дидактическими функциями, реализуемыми текстовой частью  КУ, являются - информационная, стимулирующая, координирующая, самообразовательная, а также руководства познава­тельной деятельностью обучающихся.

Вторым элементом компьютерной части КУ является электронный альбом схем и наглядных пособий по учебной дисциплине. Он включает в себя совокупность динамических компьютерных слайдов, разбитых на отдельные разделы. Электронный альбом реализуется в гипертекстовой структуре и позволяет обучающимся в  динамике просматривать интересующие их схемы и наглядные пособия, переходя в свободном режиме (траектория движения определяется самим пользователем) от одного раздела к другому, от одной схемы к другой и т. д.  При этом имеется возможность сначала, в соответствии с предложенным в “Меню” списком, выбрать необходимую схему и обратится прямо к ней или же организовать просмотр в одном из разделов все схемы подряд. Логика последовательности выведения на экран дисплея отдельных элементов схемы (наглядного пособия) изначально закладывается преподавателем. При этом она (логика) определяется смысловыми связями отдельных  элементов схемы. В описываемом альбоме нами были в электронном виде реализованы 250 схем и наглядных пособий, разбитых на 9 самостоятельных разделов.

Важно отметить, что при разработке в Академии ФАПСИ ДКИО по предметам общепрофессионального цикла дисциплин, наряду с названными программными продуктами, в состав компьютерной части КУ включались и другие элементы. Так, например, при изучении ряда учебных тем в ее состав был включен вопросно-разъяснительный модуль, с помощью которого новные положения теории иллюстрировались разнообразными примерами, алгоритмами решения задач и т. п.

Опыт использования фрагментов КУ в Академии ФАПСИ позволяет сделать вывод о том, что дидактические функции, реализуемые с помощью компьютерной части КУ, очень разнообразны и зависят от состава программных продуктов, а также дидактических задач, решаемых с их помощью на определенных этапах ДО. Основными из них являются - информационная, мотивационная,  систематизирующая, координирующая  и самообразовательная.

Одним из важных составных элементов ДКИО является типовой комплект средств информационной поддержки учебной дисциплины. Его состав зависит от содержания учебной дисциплины и возможности его реализации с помощью программных продуктов и соответствующих баз данных. В составе ДКИО учебной дисциплины “Психология и педагогика” он представлен информационно-справочной системой и электронным практикумом. Обоснуем необходимость включения данных элементов в состав типового комплекта, особенности работы с ними обучающихся, а также дидактические функции, реализуемые каждым.

Информационно-справочная система представляет собой электронную гипертекстовую структуру (глоссарий) и включает два электронных словаря-справочника по педагогике и психологии. Электронные словари разработаны на основе графического интерфейса Windows 95/98 и виртуальных библиотек Borland Database Engine. Основное их назначение - оказание помощи обучающимся в усвоении ключевых категорий, понятий и определений (расширение личностного психолого-педагогического тезауруса). Поиск требуемых дефиниций осуществляется двумя способами. Первый из них предусматривает последовательный просмотр всех имеющихся в словаре, а второй осуществляется с помощью набора нужного слова в специальном “окне”. Важно отметить, что информационно-справочную систему нельзя рассматривать только как совокупностью двух электронных словарей. Она является своего рода инструментальной программной оболочкой, позволяющей пользователю не только быстро находить нужные ему категории, определения и  понятия, но и самому создавать свой собственный словарь, внося дополнения в уже имеющийся. Кроме этого в справочной системе предусмотрена возможность подключения к ней других словарей, например, по философии, социологии или праву. Среди дидактических функций, реализация которых осуществляется с помощью электронной справочной системы, целесообразно выделить информационную, систематизирующую и самообразовательную.

Электронный практикум по дисциплине “Психология и педагогика” также представляет собой гипертекстовую структуру. В нем представлены все учебные темы, по которым программой предусмотрены  самостоятельные и практические  занятия.  Для каждого из них указаны учебные вопросы, тематика специальных сообщений, задания для самостоятельной проработки и рекомендованная литература. Кроме этого предусмотрены практические рекомендации по использованию отдельных элементов ДКИО для изучения каждой учебной темы. Наличие гипертекстовой структуры и соответствующей навигационной системы позволяет пользователю быстро и гибко находить нужный ему раздел дисциплины, соответствующую тему, ознакомиться с ее содержанием и, при необходимости, обратиться к преподавателю за консультацией с использованием предусмотренных для этих целей средств связи. Основными дидактическими функциями, реализуемыми электронным практикумом являются - информационная, систематизирующая, стимулирующая, координирующая и самообразовательная.

Опыт разработки в Академии ФАПСИ ДКИО по циклу обще-профессиональных дисциплин свидетельствует о том, что в состав типового комплекта поддержки учебной дисциплины, наряду с указанными выше, могут входить следующие программные продукты - компьютерный лабораторный практикум, компьютерный функциональный тренажер, компьютерные специальные игры, компьютерный задачник, система автоматизированного проектирования, автоматизированная система научных исследований, автоматизированная обучающая система и другие. При этом следует отметить, что иногда выбор состава типового комплекта может определится наличием в вузе программных педагогических продуктов, приобретенных ранее на коммерческой основе или путем обмена с другими учебными заведениями. Таким образом, наряду с указанными выше, могут быть дополнительно реализованы обучающая и закрепляющая дидактические функции.

Среди задач, возлагаемых на ДКИО учебной дисциплины, одной из основных является - оценка и контроль знаний обучающихся. Для ее решения в составе комплекса предусмотрена специальная автоматизированная система, в состав которой входят программные продукты, реализующие контрольно-оценочные функции. В ДКИО дисциплины “Психология и педагогика” таким элементом является контрольно-обучающая  программа. Обоснуем ее возможности и дидактические функции.

Электронная контрольно-обучающая программа представляет собой программный продукт, позволяющий обучающемуся самостоятельно осуществлять оценку усвоения им знаний, приобретенных при изучении учебной дисциплины. Программа позволяет осуществлять работу пользователя в двух режимах - обучения и контроля. При работе в первом режиме пользователю при неправильном ответе на поставленный вопрос предоставляется возможность ознакомиться с правильным ответом. При работе во втором режиме ему только указывается на то, что ответ был правильный или же нет. Электронная программа позволяет обучающемуся проверить свои знания либо по одной из предложенных учебных тем, либо оценить себя в целом за весь курс с выставлением соответствующей оценки. Настоящий программный продукт представляет собой открытую систему и дает возможность преподавателю подключать к ней новые батареи тестов, или же создавать тесты непосредственно в рамках данной инструментальной оболочки.

Обобщая результаты проектирования и конструирования ДКИО учебной дисциплины “Психология и педагогика”, важно еще раз подчеркнуть, что  он рассматривается как специализированная база знаний в соответствующей предметной области. Такие базы используются сейчас практически повсеместно, когда речь идет об обработке значительных массивов информации. Обязательными требованиями к ним являются адекватность структуры и наполнения базы знаний содержанием конкретной предметной области. Их выполнение возможно лишь при наличии концептуальной модели, которая строится в соответствии с теоретическими требованиями организации баз знаний, накладывающими, в частности, условие реляционности последних.

Обоснованный выше ДКИО учебной дисциплины “Психология и педагогика” был экспериментально апробирован в Академиях ФАПСИ,  ФСБ и ФПС при реализации, так называемых, кейс-технологий ДО.

В частности, в 1999/2000 учебном году в Академии ФАПСИ был проведен педагогический эксперимент. По его результатам сделан сравнительный анализ использования при подготовке слушателей традиционной технологии обучения и технологии ДО, предусматривающей использование ДКИО.

С этой целью обучающимся, которые имели в своем личном пользовании персональные компьютеры (98 человек - экспериментальная группа), был предоставлен для изучения содержания учебной дисциплины СD-диск с электронным вариантом ДКИО.  Другая группа слушателей (контрольная) - 227 человек проходила обучения по традиционной схеме. Оценка результатов обучения слушателей обеих групп производилась в вузе  на основе  устного экзамена.

В качестве исходного уровня обученности, с которым сравнивались результаты итогового контроля, были приняты результаты проведенного со слушателями предварительного индивидуального контрольного собеседования. Далее с использованием крите­рия Стьюдента и критерия , была произведена оценка однородности сформированных групп. Ее результаты позволили утверждать, что разница между результатами эксперимен­тальной и контрольной групп яв­ляется незначительной и порог вероятности влияния случайных вели­чин на это результат меньше, чем 0.05%, следовательно, разница между двумя выборками достоверна (см. табл. 1).

Анализ приведенных результатов свидетельствует о том, что использование слушателями при изучении учебной дисциплины “Психология и педагогика” ДКИО в рамках кейс-технологии ДО позволил получить более существенный прирост среднего оценочного показателя. Так, например, в контрольных группах он составил только 0,14 балла, в то время как в экспериментальных - 0,22 балла.  При этом, коэффициент эффективности обучения с применением ДКИО  составил Кэ = 1.57.

Таблица 1                                              

Контрольная группа до проведения экспериментального обучения	3,93
Контрольная группа после проведения экспериментального обучения	4,07
Экспериментальная группа до проведения экспериментального обучения	4,18
Экспериментальная группа после проведения экспериментального обучения	4,40
Средний балл за экзамен	4,19

 

Резюмируя изложенное в статье, целесообразно сделать вывод о том, что предлагаемые нами научно-методические подходы к проектированию и конструированию ДКИО учебной дисциплины являются перспективными и могут служить своеобразным ориентиром для дальнейшего развития методологии организации ДО в вузах России.

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Образцов П.И. О методическом обеспечении дистанционного обучения в условиях военного вуза // Сборник научных трудов молодых ученых г. Орла. Выпуск № 3. - Орел, ОрелГТУ, 1997. - С. 634-639.

2. Образцов П.И. Психолого-педагогические аспекты разработки и применения в вузе информационных технологий обучения: Монография. - Орел, ОрелГТУ, 1997. - 131 с. Депон. в ИНИОН РАН 20.01.98 г. № 53213.