Программные продукты и системы

Анализ развития учебных компьютерных технологий (УКТ) показал, что они развивались по следующим основным направлениям: отдельные компьютерные программы; пакеты программ; программно-методические комплексы; компьютеризированные курсы. УКТ рекомендовалось использовать не только в основных дисциплинах, но и в разработанных экспериментальных учебных курсах, которые ориентированы на применение компьютерной техники при обучении.

Вместе с тем при создании УКТ разработчики уделяли недостаточно внимания методикам их использования в педагогическом процессе, ограничиваясь только описанием работы и общими рекомендациями. Это вызывало определенные трудности у методистов и учителей при планировании компьютерного урока, при анализе результатов обучения и выявлении тенденций формирования способностей обучаемых, их знаний, умений и навыков, при оценивании изменившихся свойств развивающейся личности и т.д.

Под педагогической целесообразностью УКТ понимается соответствие изменения свойств и качеств личности обучающегося, предписанных (спрогнозированных) в УКТ, целям и задачам обучения и воспитания.

При оценке педагогической целесообразности разработки и внедрения УКТ в учебный процесс общеобразовательной школы (ООШ) существуют различные точки зрения. Так, в работе [3] дается экспертная оценка педагогической целесообразности на качественном уровне. Субъективное качественное описание УКТ отражает субъективный опыт и не является достаточно научно обоснованным.

Поэтому возникает проблема усиления объективности в оценке педагогической целесообразности компьютеризированных курсов (КК), чего можно, по-видимому, достичь, перейдя к строго количественному описанию и измерению оценок и показателей и затем к сравнению их с теоретическими или моделируемыми.

При оценке педагогической целесообразности решаются следующие взаимосвязанные задачи:

- определение степени влияния УКТ на развитие личности обучающегося;

- решение вопросов усовершенствования УКТ на основе анализа результатов их использования в учебном процессе с целью улучшения структуры, содержания, методики обучения, а также показателей эффективности и определения их оптимальных значений.

На наш взгляд, такой подход позволит: а) перейти от внешнего описания свойств УКТ к анализу внутренних механизмов последствий обучения; б) облегчить работу учителю по управлению учебно-познавательной деятельностью; в) решать задачи по обеспечению общей педагогической полезности УКТ в реальном учебном процессе.

Оценку педагогической целесообразности разработки и использования компьютерных технологий необходимо определять с учетом возможностей педагогической системы в смысле выполнения ею основных целевых функций [1, с. 6].

Оценка педагогической целесообразности УКТ должна осуществляться на следующих этапах:

•  проектирования и создания УКТ;

•  внедрения УКТ в учебный процесс конкретной ООШ;

•  практического использования УКТ учителями-предметниками.

В результате решения первой задачи может быть получен положительный ответ о педагогической целесообразности проектирования УКТ, построена ее концептуальная модель (макет) и спрогнозированы трансформации свойств, качеств и признаков личности обучаемого, указаны их возможные предельные значения.

Анализируя УКТ в содержательном аспекте, можно выявить, что в любой учебной компьютерной технологии определены цели обучения и воспитания, конкретное содержание, организационные формы занятий, дидактические процессы, промоделированы действия обучаемого, учителя и компьютера с программным обеспечением. Каждая УКТ решает конкретную дидактическую задачу в соответствующей технологии обучения. В реальном педагогическом процессе с применением УКТ действует конкретный учащийся.

На основании предъявляемых знаний, умений и навыков, уровня развития и результатов обучения устанавливается "портрет" обучающегося (состояние свойств личности).

Это позволяет рассматривать обучение с использованием УКТ как конкретную реализацию педагогической системы (ПС) при заданных значениях параметров. Последние задают приближение (аппроксимацию) ПС посредством УКТ.

При выборе параметризации возможно применение различных подходов, точек зрения, желаний и потребностей.

Главной задачей образования является развитие личности.

Из определения педагогической системы [1, с. 34-37], где норма развития определяется запросами общества, параметрическое пространство для решения задач идентификации УКТ следует формировать, по-видимому, на основе общей структуры личности (свойства, качества и признаки) и свойств ПС.

Формируемая метрика по возможности должна позволять:

- достаточно легко интерпретировать желаемые и реальные последствия обучения, то есть проводить анализ возможных и достигнутых результатов обучения каждого учащегося, но в условиях выбранной аппроксимации;

-предъявлять прогноз достижения планируемых целей обучения, планировать будущий учебный процесс, получать из моделируемых ситуаций выводы вероятных следствий;

- строить диагностические системы, подбирать корректные дидактические тесты, отвечающие аппроксимации;

-конструировать системы мониторинга с ориентиром на допустимые, желаемые, усредненные значения параметров и их нормы;

-планировать алгоритм действий субъектов педагогического процесса (педагога и учащегося) и компьютера, которые следует выполнить для достижения учебных целей в соответствующей аппроксимации;

-проектировать технологию обучения в ПС, педагогический сценарий урока, этапы обучения, исходя из заданных аппроксимацией требований, ограничений и возможностей.

В роли значений конкретных параметров будут выступать признаки качеств личности. Оценки признаков представят значения конкретных переменных, соотносимых со свойствами педагогической системы с включенной в нее УКТ. Последние будут являться отправной точкой для анализа педагогической целесообразности УКТ. Заданные конкретные значения, смоделированные в УКТ и соотносимые с реальными, полученными в процессе обучения, смогут и далее служить материалом для оценки педагогической эффективности.

После решения задачи идентификации педагогической целесообразности УКТ педагог-предметник может получить следующую информацию: какие классы дидактических задач можно решить с использованием УКТ; какие задачи будут основными, а какие вспомогательными; какова должна быть стратегия и тактика достижения учебных целей у всех участников учебного процесса, каков уровень и характер процесса обучения; какие дидактические процессы будут активизированы; каков предполагаемый генезис изменений свойств и качеств развивающейся личности, уровень раз-вития, типология учебно-познавательной деятельности; организационные формы протекания цикла обучения; реальные последствия обучения и их отношение к прогнозируемым.

Решение вопроса о педагогической эффективности УКТ позволяет педагогу получить информацию о действительных возможностях УКТ в реальных условиях протекания учебного процесса. Это информация о том, соответствуют ли итоговые результаты обучения тому, что предписано в УКТ как по отдельному ученику, так и по всей группе обучаемых. Более того, обоснованно ли реализованы в УКТ как в программе алгоритмические приемы, методические принципы, дидактические свойства, требования физиологии, эргономики и т.д.

Основные вопросы, ответы на которые должны быть получены - это какова степень адекватности модели УКТ к реальному учебному процессу и какова цена достижения по ней целей обучения.

Для того, чтобы научно обоснованно и эффективно применять УКТ в учебном процессе, необходимо найти решение проблемы о педагогической целесообразности, так как она обусловливает дальнейший анализ (оценку эффективности) и направления по применению УКТ.

В основе концепции построения системы количественных измерителей для решения вопроса о педагогической целесообразности УКТ лежит системное представление о личности обучаемого.

Исходя из структуры личности [1, с. 36], выделим свойство, основанное на качествах личности: "опыт", характеризующее развитие способностей, формирование знаний, умений и навыков.

При оценке педагогической целесообразности УКТ используется следующая система измерителей: научность, мастерство, объем, осознанность. Они характеризуются соответственно: ступенью абстракции, уровнем усвоения, "широтой опыта", степенью осознанности.

В свойстве "опыт" качество "научность" призвано в определенной степени отразить современное развитие науки, представления об изучаемом предмете, наличие основополагающих теорий, моделей явлений, количественных понятий и т.д. В приложении к ПС с включенной в нее УКТ это соответствует научному уровню учебного содержания и его представлению в компьютерной программе (КП), может служить характеристикой дидактической задачи, а также мерой уровня мастерства ученика в выполнении учебно-познавательной деятельности.

Опыт показал, что качество "научность" удобно измерять признаком "ступень абстракции", приписывая ей соответствующий ранг.

Вместе с тем для обоснования целесообразности использования УКТ в педагогическом процессе этого еще недостаточно. Поэтому будем различать уровень развития науки изучаемой предметной области и фактическую ступень абстракции, на которой ведется преподавание данной учебной дисциплины. Кроме того, необходимо учитывать применяемые организационные формы и методики обучения, возрастные и психофизиологические особенности отдельных обучающихся и класса в целом, уровень подготовки учащихся и т.д.

Обоснованность моделируемой ступени абстракции измеряется отношением реализованной ступени абстракции к конкретной (базовой) ступени научности изучаемой учебной дисциплины.

В реальных условиях параметр научности закладывается разработчиком УКТ в структуру КК. Обоснованность применения данного уровня научности определяется пользователем экспертным путем по коэффициенту обоснованности. Исходными данными для выбора фактического уровня абстракции служат: уровень и тип общеобразовательной школы, подготовленность учащихся, соответствие содержания, заложенного в предметный компонент КК, реальным потребностям учителя.

Если через измерение качества "научность" можно проследить выполнение дидактического принципа "от простого к сложному", то параметр "мастерство" позволяет дать аналитический прогноз модели процесса обучения, реализованной в ПС, с включенной в нее УКТ в соответствии с ее структурными элементами (цель, содержание, методы и средства обучения, организационные формы и контроль) на выделенном уровне абстракции.

Процесс обучения протекает во времени и состоит из отдельных этапов, на которых требуется достичь заранее заданных дидактических целей. В практике этот процесс детерминируют посредством уровней учебной деятельности, обучение внутри которых приводит к достижению желаемых педагогических результатов.

Таким образом, технологии обучения адаптируются к определенному типу познавательной деятельности на каждом отдельном этапе образовательного процесса. Следовательно, для того, чтобы спрогнозировать требуемый уровень мастерства развивающейся личности, необходимо оценить характер связи между деятельностью и технологией обучения. Это можно осуществить посредством измерения уровня учебно-познавательной деятельности, приписывая ей также соответствующий ранг.

Для того, чтобы моделируемая технология обучения по соответствующему уровню усвоения была совместима с оценкой учебно-познавательной деятельности (контролем), необходимо выполнение свойства функциональной валидности (соответствие уровню усвоения) и допустимого качества для диагностируемых процедур.

Свойство функциональной валидности может быть измерено оценкой уровня контроля, определяемой через качество диагностируемых процедур.

Соответствие уровню усвоения и уровню контроля может быть определено коэффициентом корректности контроля (отношение уровня усвоения к уровню контроля).

Введенный в работе [2] "индекс развития" позволяет устанавливать пороговое значение необходимого уровня сформированности умения или навыка. Встраивание его конкретного значения в технологию обучения с применением КП позволит не только управлять учебным процессом, но также прогнозировать степень автоматизма и давать после обучения реальную ее оценку индивидуально по каждому обучающемуся.

При этом время формирования требуемого действия может быть связано с индексом развития. Установка экспозиции такого времени в план урока позволит совместить реальное время обучения и время формирования заданных качеств личности.

В зависимости от уровня усвоения требования к пороговым значениям индекса развития определяются постановкой дидактической задачи и технологией обучения и могут быть различными.

Качество автоматизма умений и навыков можно измерить коэффициентом степени достижения автоматизма в выполнении определенных в УКТ учебных действий относительно среднего ученика.

Прогнозируемая эффективность формирования умений и навыков, а также способностей может быть представлена парой позиционных значений параметров экспозиции времени и достигаемого индекса развития в пределах этой экспозиции.

Величина экспозиции времени может служить мерой требований, означающей, что по окончании обучения значение коэффициента степени автоматизма будет близко к расчетному.

Степень освоения материала в зависимости от времени может быть измерена отношением экспозиции времени к реальному времени сеанса работы с УКТ.

Управление временем учебной работы конкретного учащегося может адаптироваться к его индивидуальным особенностям с учетом поправок на коэффициент степени автоматизма и коэффициента освоения и представлять истинную картину последствий обучения.

В свойстве "опыт" с помощью параметра "объем" можно описывать усвоенную информацию посредством целенаправленной учебно-познавательной деятельности учащегося.

Для характеристики этого параметра в качестве измерителя используется параметр "широта опыта", который оценивается числом учебных элементов в логической структуре содержания изучаемого предмета. Измерение этого параметра позволяет оценить также широту основы ориентировочных действий. Общая формула для вычисления признака "широта опыта" по простейшим составным единицам определяется как сумма изучаемых объектов, явлений, процессов и видов деятельности.

Значение полученной оценки зависит от общей цели формирования личности. Поэтому эта величина относительна. Чем более обобщенно изучается та или иная учебная дисциплина, тем меньше элементов будет включено в процесс ее усвоения.

Качество усвоения зависит от того, какую учебно-познавательную деятельность выполняет обучаемый. Оно характеризуется уровнем мастерства или уровнем усвоения. В плоскости этого уровня качество усвоения можно определить коэффициентом усвоения.

Для того, чтобы определить коэффициент усвоения внутри каждого уровня, требуется использовать специальные диагностические процедуры (тесты).

Такие процедуры должны содержать определенные задания. В них включаются все элементы из признака "широта опыта" и их эталонные значения или образцы полного и правильного выполнения диагностируемого действия. Коэффициент усвоения определяется как доля верных результатов к предложенному их числу.

По значению этого коэффициента можно судить о процессе завершенности обучения по усвоению объема учебного содержания на выделенном уровне усвоения и установленной основы ориентировочных действий (ООД). При этом должен учитываться индекс развития, характеризующий течение процесса формирования требуемого уровня автоматизма.

В реальных условиях параметр "объем" определяется разработчиком УКТ. Для определения качества усвоения предлагаемого объема вычисляется коэффициент усвоения, встроенный в алгоритмы диагностирования последствий обучения. По окончании обучения с помощью УКТ учителю может быть выдана количественная величина усвоения данного учебного материала.

Установление осознанности позволяет оценить, как выполняется дидактический принцип сознательного усвоения знаний, умения обоснованного выбора способов выполнения заданий, то есть соответствия модельной основы

ориентировочной деятельности реально выбираемой и используемой обучаемым.

Представление о степени осознанности усвоения позволит не только прогнозировать степень вполне осмысленной деятельности обучаемого, но и дать определенные гарантии формирования соответствующих этой степени способности к переносу знаний и способности к объяснению.

Технологии обучения настраивают ученика на определенный тип учебно-познавательной деятельности на каждом отдельном этапе образовательного процесса, адаптируют его на определенную ООД. Чтобы спрогнозировать требуемый уровень осознанности развивающейся личности, необходимо оценить характер связи между деятельностью и информацией, используемой в момент реализации этой деятельности. Эту связь можно измерить оценкой степени осознанности, измеряемой в ранговой шкале.

Для оценки достижения осознанности усвоения можно использовать показатель сформированности осознанности, определяемый отношением достигнутого уровня к целевому.

На практике этот показатель определяется или устанавливается по результатам учебно-познавательной деятельности обучающихся. При этом целевая степень осознанности проектируется разработчиком УКТ в КК. Он определяется содержанием учебного материала, возрастными и психофизиологическими особенностями учащихся, их уровнем подготовленности, типом используемой учебной информации и т.д.

Параметрическая база для идентификации педагогической целесообразности применения в учебном процессе ООШ КК определена параметрами ступень абстракции, уровень усвоения, широта опыта, степень осознанности как основными, а также рядом вспомогательных, уточняющих дидактический смысл количественных значений основных параметров. Они позволяют характеризовать КК как модель педагогической системы.

Использование данных параметров позволяет ввести оценки для условий, характеризующих функционирование УКТ в дидактическом процессе (дидактический объем) (ДО), и степень интенсивности (СИ). При этом ДО будет мерой, а СИ ценой педагогической целесообразности УКТ.

ДО определяется как произведение коэффициента усвоения, показателя объема учебного материала, определенного для усвоения, оценки широты опыта, на степень качества осознанности, показатель подготовленности учащихся.

Качество подготовленности учащихся определяется как разность между достигнутым (достигаемым) уровнем подготовленности и начальным уровнем.

Следовательно, для практического доказательства педагогической целесообразности применения в учебном процессе КК необходимо получить как по каждому ученику, так и по группе обучаемых в целом значение ДО реальное, близкое к решению дидактической задачи.

Под решением задачи идентификации педагогической целесообразности мы понимаем смоделированные в УКТ количественные оценки признаков (начальная ступень абстракции, конечная ступень абстракции, начальный уровень усвоения, конечный уровень усвоения, оценка "широты опыта" и предполагаемой степени осознанности). Интерпретация этих признаков на качествах личности приводит к решению дидактической задачи (формируемые качества личности).

Установление дидактического объема позволяет и спрогнозировать цену достижения учеником конечного результата при обучении. Такой мерой может быть интенсивность освоения ДО.

СИ дидактического процесса для отдельного ученика по отношению к установленной норме интенсивности (заданной скорости усвоения) определяется как произведение степени усвоения содержания, степени подготовленности, степени сформированности осознанности, степени перегрузки (недогрузки) обучения.

Отметим, что СИ может быть равна и нулю только в том случае, если дидактический процесс не состоялся (ничего не усвоено либо оценки уровня усвоения и ступени абстракции не изменились). Отсюда получаем важные практические следствия. Интенсивность дидактического процесса не тождественна интенсивности потока информации, даже учебной. Оценки скорости усвоения или интенсивности дидактического процесса могут служить количественной характеристикой при принятии решения по использованию УКТ в учебном процессе.

По значению ДО (скорости усвоения или интенсивности дидактического процесса) все учебные программные средства обучения можно разбить на два класса: программные изделия как модели, реализующие технологии обучения, и программные изделия как средства, обеспечивающие учащихся и учителей разнообразной информацией в автоматизированном режиме.

Из всего сказанного следует, что при решении задачи идентификации педагогической целесообразности УКТ получаем решение в виде количественных оценок параметров. После проведения анализа числовых величин принимается решение о самой педагогической целесообразности УКТ.

Интерпретация установленных значений параметров на свойствах, качествах и признаках личности приводит к решению дидактической задачи. Это аналитическое решение определяет педагогические и дидактические пределы изменений формирующейся личности учащегося, реализованных в УКТ как в модели ПС, которые могут быть достигнуты в реальном учебном процессе.

Отметим также, что получить решение задачи идентификации педагогической целесообразности УКТ, аналитическое решение дидактической задачи и дать характеристику условий функционирования УКТ можно не только на этапах разработки УКТ, но и при решении вопроса об использовании уже разработанного УКТ в учебном процессе.

Список литературы

1.    Беспалько В.П. Слагаемые педагогической технологии. - М.: Педагогика, 1989. -192 с.

2. Дремина Л.А., Скибицкий Э.Г., Слуднов А.В. К вопросу о моделировании измерения развития личности при обучении с помощью компьютеризированных курсов // Информационные технологии в образовании. - Новосибирск: ИПСО РАО, 1994. - №11. - С. 38-41.

3. Роберт И.В. Современные информационные технологии в образовании: дидактические проблемы; перспективы использования. - М.: Школа-Пресс, 1994. - 205 с.