Классификация компьютерных обучающих систем. Технологические основы создания компьютерных обучающих систем Возможности компьютерных обучающих систем

В современном процессе обучения используется следующий ряд новых технических средств :

· учебные электронные издания;

· компьютерные обучающие системы;

· аудио-, видео-учебные материалы и многие др.

Электронные издания учебного назначения, обладая всеми особенностями бумажных изданий, имеют ряд положительных отличий и преимуществ. Вчастности: компактность хранения в памяти компьютера или на дискете, гипертекстовые возможности, мобильность, тиражируемость, возможность оперативного внесения изменений и дополнений, удобство пересылки по электронной почте. Это автоматизированная обучающая система, которая включает в себя дидактические, методические и информационно-справочные материалы по учебной дисциплине, а так же программное обеспечение, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ позволяет комплексно использовать их для самостоятельного получения и контроля знаний.

Компьютерные обучающие и контролирующие программы – программные средства учебного назначения, которые широко используются в образовательном процессе и позволяют:

§ индивидуализировать подход и дифференцировать процесс обучения;

§ контролировать обучаемого с диагностикой ошибок и обратной связью;

§ обеспечить самоконтроль и самокоррекцию учебно-познавательной деятельности;

§ моделировать и имитировать процессы и явления;

§ проводить лабораторные работы, эксперименты и опыты в условиях виртуальной реальности;

§ повысить интерес к процессу обучения, используя игровые ситуации и многое др.

Аудио – и видеоучебные материалы – записываются на магнитные носители, аудио – и видеокассеты и бывают представлены обучаемому с помощью магнитофона, видеомагнитофона или лазерных компакт-дисков CD-ROM.

Компьютерные системы обучения.

Применение компьютера как аппаратного средства характеризует его как совокупность оборудования и средств, обеспечивающих ввод-вывод, модификацию текстовой, графической аудио- и видеоинформации. Как универсальное ТСО компьютер способен выполнять функции книги, пишущей машинки, магнитофона, кино, видео и др. Эффективность компьютера как ТСО определяется типом процессора, размером и характеристикой памяти, звуко- и видеоадапторами и др.

Программное средство - это компьютерная программа учебного назначения. Такие программы бывают следующих типов:

□ автоматизированные системы обучения (АСО) - компьютерные учебники, программный пакет, обеспечивающий возможность самостоятельно освоить учебный курс или его большой раздел;

□ лабораторные практикумы (ЛП) - программа, служащая для проведения наблюдений, их численного и графического представления, исследования различных объектов на практике;

□ тренажеры (TP) - программы, используемые для отработки и закрепления технических навыков при решении задач, выполнения упражнений;

□ контролирующие программы (КП) - программы, предназначенные для проверки (и оценки) качества знаний обучающихся;

□ справочные системы (СС) - программы, предназначенные для хранения и предъявления обучаемому разнообразной учебной справочной информации;

□ компьютерные игры (КИ) по назначению делятся на два класса: деловые (подражание жизненным ситуациям) и соревновательные.

□ мультимедиа (от англ. multimedia - многокомпонентная среда) - программы, позволяющие использовать текст, графику, видео и мультипликацию в интерактивном режиме и тем самым расширяющие область приме-нения компьютера в учебном процессе.

В условиях мультимедиаобразовательных технологий имеются уникальные возможности для стимулирования и поддержания высокого уровня познавательного интереса и развития творчества учащихся на основе обновляющихся форм и методов обучения. В числе таких форм могут быть телемосты, деловые и ролевые игры, выставки творческих достижений учащихся, КВН, турниры ораторов, интеллектуальные аттракционы, поэтические вечера, дискуссионные клубы и др.

Технические средства предъявления информации (ТСПИ).

Технические средства обучения (ТСО) - совокупность технических устройств и дидактических материалов, используемых в учебном процессе в качестве средства повышения эффективности обучения.

Схема применения ТСО выглядит следующим образом.

Технические средства предъявления информации (ТСПИ), обеспечивающие прямой канал передачи.

Технические средства контроля, обеспечивающие канал обратной передачи.

Технические средства управления обучением (ТСУО), обеспечивающие весь замкнутый цикл управления. Последний может замыкаться «через преподавателя» (например, при работе под его руководством в автоматизированном классе) или через техническое устройство (компьютер).

ТСПИ делятся на три группы (в зависимости от восприятия):

1. Слуховые или аудиосредства.

2. Зрительные или визуальные средства.

3. Аудиовизуальные средства.

При выборе того или иного ТСПИ, внимание обращают на содержательное и смысловое различие учебных материалов, а также, какое из средств, в каждой конкретной ситуации полнее и лучше реализуют дидактические функции.

К первой группе стоит отнести все звуковые технические устройства, способные записывать и воспроизводить аудиоинформацию, а также микрофоны, предназначенные для усиления речи.

К визуальным средствам относятся технические устройства, воспроизводящие информацию на собственном экране либо другой подготовленной поверхности для последующего ее зрительного восприятия. Источником информации могут быть любые электронные носители и материалы сети интернет, в случае, если она представляется посредством воспроизведения на экране персонального компьютера, планшета, мобильного устройства (а также с помощью проектора), либо в виде диафильмов и слайдов (в случае использования диапроекторов и графопроекторов).

Аудиовизуальные устройства - специализированные технические комплексы, позволяющие воспроизводить одновременно связанный друг с другом аудио- и визуальный ряд. В качестве источников информации используются электронные носители, материалы сети интернет, а также телевидение.

Кроме того можно выделить группу устройств, позволяющих интерактивно взаимодействовать с информацией.

Как правило, элементы программируемого обучения входят в состав автоматизированных обучающих систем (АОС). Эти системы представляют собой комплексы научно-методической, учебной и организационной поддержки процесса обучения, проводимого на базе компьютерных или, как их также называют, информационных технологий. С позиций современной дидактики введение информационной среды и программного обеспечения внесло огромное количество новых возможностей во все области процесса обучения. Компьютерные технологии предстааляют собой принципиально новые средства обучения. За счет своего быстродействия и больших резервов памяти они позволяют реализовы-вать различные варианты сред для программированного и проблемного обучения, строить различные варианты диалоговых режимов обучения, когда так или иначе ответ учащегося реально влияет на ход дальнейшего обучения.

Вследствие этого современный педагог с неизбежностью должен осваивать новые образовательные подходы, опирающиеся на средства и методы индивидуального компьютерного обучения. В общем случае педагог получает доступ к компьютерным средствам, информационной среде и программным продуктам, предназначенным для обеспечения преподавательской деятельности. Все эти средства образуют комплексы автоматизированных обучающих систем.

В рамках автоматизированных обучающих систем на сегодняшний день решается ряд задач обучения. В первую группу можно отнести задачи проверки уровня знаний, умений и навыков учащихся до и после обучения, их индивидуальных способностей, склонностей и мотиваций. Для таких проверок обычно используют соответствующие системы (батареи) психологических тестов и экзаменационных вопросов. К этой же группе относятся задачи проверки показателей работоспособности учащихся, что осуществляется путем регистрации таких психофизиологических показателей, как скорость реакции, уровень внимания и т.д.

Вторая группа задач связана с регистрацией и статистическим анализом показателей усвоения учебного материала: заведение индивидуальных разделов для каждого учащегося, определение времени решения задач, определение общего числа ошибок, классификация типов индивидуальных ошибок и т. д. К этой же группе логично отнести решение задач управления учебной деятельностью. Например, задач по изменению темпа предъявления учебного материала или порядка предъявления учащемуся новых блоков учебной информации в зависимости от времени решения, типа и числа ошибок. Таким образом, эта группа задач направлена на поддержку и реализацию основных элементов программированного обучения.

Третья группа задач АОС связана с решением задач подготовки и предъявления учебного материала, адаптации материала по уровням сложности, подготовки динамических иллюстраций, контрольных заданий, лабораторных работ, самостоятельных работ учащихся. В качестве примера уровня таких занятий можно указать на возможности использования различных инструментов информационных технологий. Другими словами, использования программных продуктов, дающих возможность формирования различных сложных лабораторных или других практических работ. Например, таких, как сборка "виртуального" осциллографа с последующей демонстрацией его возможностей по регистрации, усилению или синхронизации различных сигналов. Аналогичные примеры из области химии могут касаться моделирования взаимодействия сложных молекул, поведения растворов или газов при изменении условий эксперимента.

Техническое обеспечение автоматизированных обучаюшихси-стем основано на локальных компьютерных сетях, включающих автоматизированные рабочие места (АРМ) учащихся, преподавателя и линии связи между ними (рис. 10.1). Рабочее место учащегося, кроме монитора (дисплея) и клавиатуры, может содержать принтер, такие элементы мультимедиа, какдинамики, синтезаторы звуков, текстовые и графические редакторы. Цель всех этих тех-нических и программных средств состоит в обеспечении учащихся средствами решения, справочным материалом и средствами регистрации ответов. Оснащение центрального рабочего места преподавателя включает в себя существенные дополнительные технические и программные элементы, позволяющие регистрировать ин

Рис. 10.1. Общая схема замкнутого контура управления в системе "педагог - учащийся". Программное обеспечение автоматизированных рабочих мест преподавателя и учащегося (АРМП и АРМУ) дает возможность реализации различных вариантов автоматизированных обучающих систем, в том числе систем программированного обучения, основанных на учете индивидуальных трудностей обучения и выдаче персональных заданий

дивидуальные ответы учащихся, вести статистику типов ошибок, выдавать индивидуальные задания и оказывать корректирующую помощь. Расширенные варианты автоматизированных обучающих систем могут иметь выход в пространство Интернета, доступ к базам данных по различным предметным областям, электронную почту.

1

Проникновение информационных технологий в область обучения приводит к расширению понятийной базы, как за счет образования новых понятий, так и за счет употребления старых понятий в новом смысловом значении. Необходимость изменения смыслового содержания некоторых понятий кибернетики связано, прежде всего, с тем, что задачи управления обучением нельзя рассматривать в отрыве от состояния обучаемого. С этой точки зрения выстраиваемое в обучающих системах информационное поле и множество участников учебного процесса образуют единое целое - «самосогласованную систему». Это понятие заимствовано нами из физики, как и многие другие понятия, уже нашедшие применение в описании автоматизированных обучающих систем, не случайно. На наш взгляд между задачами автоматизации обучения и методами описания, например, квантовой системы много общего. При этом содержание понятия «кванта информации» имеет гораздо больше общего с понятием энергетического кванта, чем это принято считать.

С точки зрения информационных технологий задачу обучения можно рассматривать как перевод системы в новое качественное состояние путем конечного числа количественных преобразований.

При разработке автоматизированных обучающих систем обрабатываемая компьютером и предлагаемая пользователю информация должна оцениваться, прежде всего, с точки зрения восприятия этой информации сознанием как информации полезной для формирования личности. Иначе говоря, любая обучающая система (не обязательно автоматизированная) представляет собой семантическую информационную систему (СИС) . В связи с этим целесообразным, на наш взгляд, является выделение таких кибернетических элементов, которые принято называть информационными потоками , уточнив, однако, это понятия в применении к СИС.

Под семантическим информационным потоком в обучении (СИПО) мы будем понимать такую последовательность изменений наших знаний, которая только во всей своей совокупности воспринимается сознанием как определенный шаг в развитии личности, т. е. обеспечивает переход личности в новое качество.

На вход обучающей системы поступает информация, организованная по принципу «элементарного многообразия»: множество бит информации равномерно обрабатывается в течение времени. Биты информации, задаваемые на числовой оси x и такты обработки прерываний, задаваемые генератором можно рассматривать как координаты некоторого «пространственно-временного» многообразия {x, t} - однородного пространства экранных событий.

Обработка информации с целью обучения - это нарушение однородности многообразия, превращение его в некое, возможно метрическое, пространство. Чтобы понять, какие именно изменения происходят в непрерывном потоке информации в процессе ее подготовки к восприятию с экрана компьютерного монитора, рассмотрим основные операции над информационным пространством, диктуемые задачами обучения.

1. Разметка информационного пространства - разделение информационного пространства на СИПО.

2. Форматирование СИПО - задание единичного элемента, единицы измерения информационного потока по отношению к процессу обучения.

3. Квантование СИПО. Под квантованием СИПО мы понимаем его разложение на некоторые базисные составляющие, отвечающие заранее заданным свойствам, зависящим от особенностей компьютерного представления информации, задач обучения, особенностей восприятия. При этом саму процедуру квантования целесообразно разложить на две составляющие:

1. последовательное квантование - разбиение на части "длины" информационного потока (long-квантование);
2. параллельное квантование - расслоение отдельных long-квантов на слои - flaky-кванты по пути углубления представления об элементе информационного потока.

4. Распределение СИПО. В процессе обучения потребность в различных квантах различна, и это обстоятельство заставляет решать задачу распределения информационного потока по области компьютерного представления знаний (строки, фреймы, окна).

5. Конкатенация (соединение) СИПО. Содержание термина аналогично его смыслу в программировании. Речь идет как о соединении отдельных слоев long-квантов одного и того же СИПО, так и о соединении по некоторым квантам (как long, так и flaky) различных СИПО. Как правило, конкатенация внутри одного и того же СИПО обусловлена использованием различными long-квантами одних и тех же flaky-квантов.

6. Шлюзование информационного потока - приостановка потока новой информации для корректировки базовых знаний, необходимых для понимания дальнейших рассуждений.

7. Слияние информационных потоков - образование нового информационного потока на основании результатов, полученных в нескольких независимых СИПО.

Задачу квантования СИПО полезно уточнить, исходя из принятого в физике понимания кванта энергии. Под квантом энергии в физике (квантом электромагнитного поля) понимается энергетическая порция, которая излучается, перемещается в пространстве и поглощается только целиком, как единое целое - корпускула. При этом свойство поглощения кванта зависит от соотношения между энергией кванта и возможностями поглощающей системы, т.е. энергия кванта, поглощаемого системой, есть свойство не только кванта, но и поглощающей системы. В существующей трактовке кванта информации это основное свойство энергетического кванта отсутствует вообще. Но именно это свойство позволяет говорить о квантовой системе. Обучаемые, помещенные в информационное пространство, представляют собой многоуровневую систему, требующую для своего качественного изменения усвоение различного количества информации, т.е. квантов различной информационной энергии. С этой точки зрения экранная страница текста, формула, рисунок не могут рассматриваться как инвариантные понятия квантов информационного потока. В соответствии с понятием семантической информации квантом информации следует считать только такую совокупность данных, которая обязательно изменяет состояние наших знаний, а с точки зрения обучения изменить состояние знаний может только усваиваемая порция информации. Усвоена же порция информации может быть только тогда, когда все данные из этой порции понятны обучаемому. Таким образом, даже при одинаковой предыстории обучения для одного может быть понятна формула без дополнительных пояснений, для другого - с дополнительными пояснениями, для третьего необходимо разъяснение терминологии, используемой в пояснении. Такое понимание кванта информации значительно сближает его с понятием кванта энергии. Очевидно, что при определенных размерах информационного кванта не имеет смысла вообще говорить о возможности его поглощения, т.е. усвоения.

Следует, однако, отметить, что человеку как элементу учебного процесса свойственно самому разбивать информацию на кванты с целью ее полного усвоения. При этом ему приходится решать дополнительные задачи сортировки имеющейся информации и поиска недостающей информации. Решение именно этих задач и следует возлагать на автоматизированные обучающие системы. Рассмотренное выше уточнение семантических операций над семантической информацией, исходя из задач обучения, позволяет на наш взгляд лучше организовать процесс подготовки исходного материала для его использования в автоматизированных обучающих системах.

Литература

1. Горовенко Л.А. Построение информационно-образовательной среды с элементами искусственного интеллекта: Дис.... канд. техн. наук. Краснодар, 2002. - 167 с.
2. Соломатин Н.М. Информационные семантические системы. - М.: Высшая школа, 1989. - 127с.

Библиографическая ссылка

Рыкова Е.В., Рыков В.Т. КОМПЬЮТЕРНЫЕ ОБУЧАЮЩИЕ СИСТЕМЫ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПОТОКИ // Успехи современного естествознания. – 2004. – № 3. – С. 87-88;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=12424 (дата обращения: 19.09.2019). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»

ВВЕДЕНИЕ

Создание и совершенствование компьютеров привело и продолжает приводить к созданию новых технологий в различных сферах научной и практической деятельности. Одной из таких сфер стало образование - процесс передачи систематизированных знаний, навыков и умений от одного поколения к другому. Будучи само по себе мощной информационной сферой, и владея опытом использования различных классических (не компьютерных) информационных систем, образование быстро откликнулось на возможности современной техники. На наших глазах возникают нетрадиционные информационные системы, связанные с обучением; такие системы естественно называть информационно-обучающими.

Автоматизированные обучающие системы (АОС) - это системы помогающие осваивать новый материал, производящие контроль знаний, помогающие преподавателям готовить учебный материал.

В своей профессиональной деятельности я интенсивно использую компьютерные информационные технологии: обучающие и контролирующие программы, интернет-технологии и мультимедиа.

КОМПЬЮТЕРНЫЕ ОБУЧАЮЩИЕ СИСТЕМЫ

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ НОВЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ОБУЧЕНИЯ

С началом промышленного изготовления компьютеров первых поколений и их появлением в образовательных учреждениях возникло новое направление в педагогике - компьютерные технологии обучения. Первая обучающая система Plato на основе мощной ЭВМ фирмы «Control Data Corporation» была разработана в США в конце 50-х годов и развивалась в течение 20 лет. По-настоящему массовыми создание и использование обучающих программ стали с начала 80-х годов, когда появились и получили широкое распространение персональные компьютеры. С тех пор образовательные применения ЭВМ выдвинулись в число их основных применений наряду с обработкой текстов и графики, оттеснив на второй план математические расчеты.

С появлением примеров компьютерного обучения к созданию компьютерных обучающих программ приобщились десятки тысяч педагогов - специалистов в различных областях знания, чаще всего в технических науках. В разрабатываемых ими программах, опираясь в основном на интуицию и практический опыт, они воплощали свои представления о преподавании конкретных дисциплин с помощью компьютеров. Педагоги-теоретики долгое время оставались в стороне от этого нового направления в обучении. В результате до сих пор отсутствует общепризнанная пснхолого-педагогическая теория компьютерного обучения, компьютерные обучающие программы продолжают создаваться и применяться без необходимого учета принципов и закономерностей обучения.

Благодаря своим конструктивным и функциональным особенностям современный персональный компьютер является уникальной по своим возможностям обучающей машиной. Он находит применение в обучении самым разнообразным дисциплинам и служит базой для создания большого числа новых информационных технологий обучения. Какие же особенности персонального компьютера так выгодно отличают его от прежде известных обучающих машин и технических 1 средств обучения?

Это не столько какая-то одна возможность персонального компьютера, сколько сочетание

интерактивного (диалогового) режима работы (действие человека - реакции компьютера - ... - действие человека - реакция компьютера и т.д.);

«персональности» (небольшие размеры и стоимость, позволяющие обеспечит компьютерами целый класс);

хороших графических, иллюстративных возможностей (экраны распространенных модификаций имеют разрешающую способность 640x480 точек при 16 млн. цветовых оттенков - это качество хорошего цветного телевизора или журнальной иллюстрации);

простоты управления, наличия гибких языков программирования человеко-машинного диалога и компьютерной графики;

легкости регистрации и хранения информации о процессе обучения и работе учащегося, а также возможности копирования и размножения обучающих программ.

Технические возможности персонального компьютера, если компьютер используется как обучающее средство, позволяют:

активизировать учебный процесс;

индивидуализировать обучение;

повысить наглядность в предъявлении материала;

сместить акценты от теоретических знаний к практическим;

повысить интерес учеников к обучению.

Активизация обучения связана с диалоговым характером работы компьютера и с тем, что каждый ученик работает за своим компьютером. При традиционном классном обучении основное - это восприятие учащимися информации в устной форме, при этом ученику не часто приходится проявлять активность на уроке и учитель не в состоянии организовать и контролировать активную работу каждого ученика на его рабочем месте. Поэтому традиционное обучение, в основном, является пассивным - многие педагоги сетуют, что на уроке активно работают 20 - 30% учащихся. Если же обучение ведется в компьютерном классе, компьютер диалоговым характером своей работы стимулирует ученика к деятельности и контролирует ее результаты.

Индивидуализация обучения при использовании компьютера также связана с интерактивным характером работы с компьютером и наличием компьютеров на рабочих местах: каждый ученик теперь может сам выбирать темп обучения, делать в работе паузы. Более глубокий и тонкий учет индивидуальных особенностей учащихся может осуществлять компьютерная программа, с помощью которой ведется обучение (педагогическое программное средство, сокращенно ППС). С помощью начального теста программа может определить уровень обученности ученика, и в соответствии с этим уровнем предъявлять теоретический материал, вопросы и задачи, а также подсказки и помощь. Обучение слабых учеников программа ведет на самом легком (базовом) уровне, изложение теоретических сведений максимально упрощено, вопросы и задачи облегчены, помощь имеет характер прямой подсказки. Обучение сильных учеников ведется на наиболее сложном уровне, теория излагается углубленно, предлагаются творческие задачи, требующие изобретательности и интуиции, а помощь имеет косвенный характер - намека или наводящего на правильный путь соображения. Между этими крайними случаями обучающая программа может учитывать более тонкую градацию подготовленности учащихся.

Каждый ученик в процессе обучения сталкивается с трудностями индивидуального характера, связанными с наличием пробелов в знаниях или особенностями мышления. При обучении с помощью компьютера обучающая программа может диагностировать пробелы в знаниях ученика, его индивидуальные особенности и строить обучение в соответствии с ними.

Графические возможности дисплеев персональных компьютеров и гибкие языки программирования позволяют сделать компьютерное обучение очень наглядным. В самом деле, теперь на каждом рабочем месте ученика имеется телевизор - дисплей, на экране которого с помощью языка программирования можно без всякой кино- и видеосъемки показывать геометрические фигуры и построения, стилизованные изображения реальных объектов и т.п. - и все это как статически (т.е. неподвижно), так и динамически, в движении. С помощью компьютерной графики можно сделать зримыми или, как еще говорят, визуализировать такие явления и процессы, которые не могут быть увидены в действительности (тем более в условиях школьного класса), можно создать наглядный образ того, что на самом деле никакой наглядности не имеет (например, эффектов теории относительности, закономерностей числовых рядов и т.п.). На этой возможности компьютеров основывается, так называемая, когнитивная компьютерная графика - особое направление применения компьютеров в научных исследованиях, когда иллюстративные возможности компьютера используются для изучения различных закономерностей.

Всегда остро стоит вопрос о соотношении теории и практики применительно к научному знанию, обучению и т.д. (на это обращал внимание еще гётевский Мефистофель: «Суха теория, мой друг, но древо жизни вечно зеленеет»). Традиционное обучение является преимущественно теоретическим. Классно-урочная форма обучения исподволь, незаметно подталкивает каждого педагога в отдельности и всю систему образования в целом к усилению теоретической стороны обучения в ущерб практической. В самом деле, любому педагогу излагать теоретические знания у доски и требовать от учеников воспроизведения этого изложения значительно легче, чем организовывать ориентированную на практику работу учащихся. Если же вести обучение с помощью компьютера, оно приобретает практический уклон: диалоговый характер работы с компьютером, его вычислительные моделирующие возможности предрасполагают к обучению в форме решения задач (и к тому же задач практической направленности).

Важным условием успешного обучения является интерес учеников и изучаемому предмету, ходу обучения и его результату. Этот интерес связан с множеством факторов: содержанием изучаемого предмета, уровнем его сложности, организацией процесса обучения, системой поощрений и наказаний, применяемой учителем, личностными качествами самого учителя (его мастерством и интересом к предмету), системой ценностей ученика, его ближайшего окружения, родителей, взаимоотношениями в классном коллективе, социальным заказом в подготовке по направлению науки, представляемому данным предметом. В последнее десятилетие действует очень настоятельный социальный заказ в отношении всего, что связано с компьютерами (в подготовке специалистов по компьютерам и их применению, в развитии компьютерных технологий, в распространении компьютерной грамотности - умению использовать компьютер для решения разнообразных прикладных задач в различных сферах профессиональной деятельности).

Действию скрытого социального заказа мы обязаны появлением большого числа «компьютерных» талантов и дарований. Сфера деятельности, связанная с компьютером, непосредственная работа на компьютере сама по себе обладает привлекательными чертами, втягивает в себя людей. Существует даже особая категория людей («хакеров»), увлекшихся сложными и тонкими вопросами управления компьютерами, программированием различных компьютерных эффектов. В некоторых случаях можно говорить даже о возникновении психологической зависимости человека от компьютера - настолько велико мотивирующее влияние компьютера.

Компьютерная технология повышает интерес к обучению предметам, не связанным с информатикой. Новое в организации учебного процесса с участием компьютера, само изменение характера работы ученика на уроке способствуют повышению интереса к учебе. В то же время, более тонкое использование возможностей компьютера позволяет управлять мотивацией учеников во время компьютерного обучения. Здесь имеются в виду, в первую очередь, мотивирующие реплики обучающих программ, т.е. фразы, в которых обучающая программа оценивает работу ученика и стимулирует дальнейшее обучение. Эти фразы могут иметь неформальный характер с оттенком юмора и создавать теплую партнерскую эмоциональную атмосферу при работе с компьютером. Важное значение имеют элементы игры, состязательности в компьютерном обучении (например, подсчет очков и сравнение достижений различных учеников) или звуковые и зрительные эффекты (звучание музыкальных мелодий, мигание и цвета на экране дисплея).

Вот далеко неполный арсенал возможностей компьютера, делающих его очень перспективным для использования в учебном процессе обучающим средством.

Итак, компьютеры - эти уникальные по своим возможностям обучающие машины - установлены в классе... И тут выясняется, что не понятно, как к этим компьютерам подступиться, т.е. говорить о компьютерном обучении еще рано. Как быть, с чего начать переход к компьютерному обучению?

Ответ таков: «с подбора обучающих программ и продумывания организационных форм их применения, с разработки методик, использующих возможности компьютера в обучении». Нельзя рассматривать компьютер в обучении (да и в других сферах тоже) отдельно, сам по себе, в отрыве от:

• а) программного обеспечения - педагогических программных средств;
• б) организационных форм использования компьютеров.

В настоящее время существует огромное множество обучающих программ по самым разным предметам, ориентированных на самые различные категории учащихся, начиная контингентом детских садов и кончая персоналом атомных электростанций. Кроме того, каждая из программ предназначена только для одного типа компьютеров - а ведь этих типов великое множество - и не годится для других! Далее будем иметь в виду лишь обучающие программы по общеобразовательным предметам средней школы. Их очень много, и четкая классификация разновидностей этих программ еще не установилась.

История появления программ компьютерного обучения

Компьютерные технологии обучения в педагогике появились с появлением промышленных компьютеров в образовательных учреждениях. Первой обучающей системой на основе мощной ЭВМ фирмы Control Data Corporation была система Plato, разработанная в США в конце 1950-х гг., которая развивалась в течение 20 лет. Массовым создание и использование обучающих программ стало с начала 1980-х гг. с появлением и широким распространением персональных компьютеров. С тех пор применение ЭВМ для математических расчетов было оттеснено на второй план, а основным их применением стали образовательные функции и обработка текстов и графики.

С появлением примеров программ компьютерного обучения к их созданию приступило огромное количество педагогов, в основном специалистов по техническим наукам. В разрабатываемых программах реализовывался практический опыт преподавания конкретных дисциплин с помощью персональных компьютеров. В силу того, что педагоги-теоретики долгое время не принимали участие в разработке принципов этого нового направления в обучении, до сих пор нет общепризнанной психолого- педагогической теории компьютерного обучения. Таким образом, компьютерные обучающие программы создаются и применяются без необходимого учета принципов и закономерностей обучения.

Возможности компьютерных обучающих систем

Современный персональный компьютер может находить применение в обучении практически всем обучающим дисциплинам.

Возможности персонального компьютера в обучающей деятельности состоят в:

• интерактивном (диалоговом) режиме работы;
• «персональности» (небольшие размеры и доступная стоимость, которые позволяют обеспечить компьютерами учебный класс);
• высоких графических и иллюстративных возможностей;
• простоте управления;
• легкость регистрации и хранения информации о процессе обучения учащегося;
• возможность копирования и размножения обучающих программ.

При использовании персонального компьютера в качестве обучающего средства, его технические возможности:

• активизируют учебный процесс;
• индивидуализируют обучение;
• смещают акценты от теоретических знаний к практическим;
• повышают наглядность в предъявлении материала;
• повышают интерес учеников к обучению.

Диалоговый характер работы компьютера и его персональность позволяет активизировать обучение. При традиционном классном обучении на уроке активно работает 20–30% учащихся. При обучении в компьютерном классе работа с компьютерной обучающей программой стимулирует учеников к деятельности и позволяет контролировать ее результаты.

При организации компьютерного обучения каждый ученик может выбирать подходящий для него темп обучения. Для более глубокого и тонкого учета индивидуальных особенностей учащихся разработаны компьютерные программы, с помощью которых ведется обучение – педагогические программные средства (ППС):

• проведение начального теста дает возможность программе определить уровень обученности ученика, что позволяет соответственно этому уровню предлагать теоретический материал, вопросы и задачи, подсказки и помощь;
• легкий (базовый) уровень позволяет обучить слабых учеников, изложить теоретические сведения максимально упрощено, представить легкие вопросы и задачи, помощь имеет вид прямой подсказки;
• сложный уровень для обучения сильных учеников: теория излагается углубленно, предлагается решение творческих задач, которые требуют изобретательности и интуиции, помощь имеет вид наводящего на правильный путь сообщения.

Между легким и сложным уровнем обучающая программа может учитывать более тонкое деление подготовленности учащихся.

Определение 1

Компьютерные обучающие системы (КОС) – это специально разработанные программные модули, которые применяются в образовательном процессе и предназначены для управления познавательной деятельностью обучаемого, формирования и совершенствования его профессиональных знаний, умений и навыков.

Виды компьютерных обучающих систем

Существуют следующие виды КОС:

Интерактивная обучающая система – это компьютерная программа, которая предназначена для обучения и проверки знаний обучаемого в диалоговом режиме с применением современных средств компьютерного дизайна и технологии мультимедиа.

Интерактивная обучающая система может работать в нескольких режимах:

• Обучение – предоставляет учебно-теоретический материал, оснащенный рисунками, схемами и видеофрагментами. В конце каждого раздела размещаются контрольные вопросы.
• Экзамен – режим проверки усвоения полученного материала, формирование оценки;
• Помощь – сведения об обучающей системе;
• Лектор – формирование преподавателем демонстрационного блока из рисунков, фотографий, видеофрагментов, которые входят в обучающую систему;
• Статистика – вывод информации об успеваемости обучаемого при работе с обучающей системой.

1. Тренажер-имитатор – компьютерная обучающая программа, которая моделирует технологические ситуации при работе технологического оборудования и которые требуют управляющих воздействий персонала.

   Тренажеры-имитаторы также могут работать в нескольких режимах:

   • Навыки работы – предназначен для обучения управлением имитируемым технологическим оборудованием. Сначала все действия выполняются Мастером, а затем предполагается их самостоятельное повторение.
   • Обучение – происходит управление технологическим оборудованием с целью приведения технологических параметров к нужному значению.
   • Экзамен – для выполнения тех же технологических задач, что и в режиме Обучение, но без помощи Мастера и с ограничением по времени.
   • Помощь – сведения о работе с тренажером-имитатором.

   Преимущества тренажеров-имитаторов:

   • максимально приближены к реальной обстановке при использовании графического 3D-моделирования технологических объектов и полномасштабного математического моделирования всех физико-химических процессов;
   • дают возможность задавать и корректировать управляющие действия, контролировать все параметры по показаниям приборов на экранах дисплеев на технологической установке в лаборатории;
   • предоставляют возможность выполнять учебно-тренировочную задачу с помощью Мастера, подсказывающего следующее действие;
   • выполнение анализа действий ученика с выведением оценки каждого действия и протокола решения учебно-тренировочной задачи.

2. Обучающие-контролирующие системы и автоматизированные системы контроля знаний.

3. Электронный учебник.
4. Интерактивный учебный видеофильм.

Интерактивная обучающая система и тренажер-имитатор обладают максимальной информативностью, которая позволяет достичь наибольшей эффективности преподавания материала. С их помощью можно организовывать обучение и осуществлять контроль за результатом использования.

Замечание 1

Компьютерные обучающие системы стали обязательным компонентом учебного процесса, в связи с чем возникает все больше вопросов по их использованию. Особенно это касается краткосрочного обучения. Дистанционное обучение с помощью сетей Интранет и Интернет предоставляет учащимся использовать обучающие системы самостоятельно, при этом промежуточный и итоговый контроль за усвоением материала может проводится в традиционном очном режиме непосредственно на аудиторных занятиях с преподавателем.

Преимуществом использования компьютерных обучающих систем в учебном процессе является предоставление возможности оперативной переработки их содержимого, что соответствует высокому темпу технического прогресса и модернизации оборудования.