Файл: Могилев А.В. Информатика.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 31.03.2021

Просмотров: 6620

Скачиваний: 50

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
background image

 

556 

логии  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  го-
дов, когда появились и получили широкое распространение персональные компьютеры. С тех пор 
образовательные применения ЭВМ выдвинулись в число их основных применений наряду с обра-
боткой 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 пси-
холого-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  персо-

нальный компьютер является уникальной по своим возможностям обучающей машиной. Он нахо-
дит  применение  в  обучении  самым  разнообразным  дисциплинам  и  служит  базой  для  создания 
большого числа новых информационных технологий обучения. Какие же особенности персональ-
ного компьютера так выгодно отличают его от прежде  известных обучающих машин и техниче-
ских средств обучения? 

Это не столько какая-то одна возможность персонального компьютера, сколько сочетание 
• интерактивного (диалогового) режима работы (действие человека - реакция компьютера - 

... - действие человека - реакция компьютера и т.д.); 

• «персональности» (небольшие размеры и стоимость, позволяющие обеспечить компьюте-

рами целый класс); 

• хороших графических, иллюстративных возможностей  (экраны распространенных моди-

фикаций имеют разрешающую способность 640х480 точек при 16 млн цветовых оттенков - это ка-
чество 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 

обучаюшее 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, явля-
ется 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  интерактив-

ным характером работы с компьютером и наличием компьютеров на рабочих местах: каждый уче-
ник 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 соот-
ветствии  с  этим  уровнем  предъявлять  теоретический  материал,  вопросы  и  задачи,  а  также  под-


background image

 

557 

сказки 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 изобретатель-
ности и интуиции, а помощь имеет косвенный характер - намека или наводящего на правильный 
путь соображения. Между этими крайними случаями обучающая программа может учитывать бо-
лее тонкую градацию подготовленности учащихся. 

Каждый ученик в процессе обучения сталкивается с трудностями индивидуального харак-

тера, 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 програм-

мирования 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 относи-
тельности, закономерностей числовых рядов и т.п.). На этой возможности компьютеров основыва-
ется, так называемая, когнитивная компьютерная графика - особое направление применения ком-
пьютеров  в  научных  исследованиях,  когда-иллюстративные  возможности  компьютера  использу-
ются 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  гетевский  Мефистофель:  «Суха  теория, 
мой  друг,  но  древо  жизни  вечно  зеленеет»).  Традиционное  обучение  является  преимущественно 
теоретическим. Классно-урочная форма обучения исподволь, незаметно подталкивает каждого пе-
дагога в отдельности и всю систему образования в целом к усилению теоретической стороны обу-
чения  в  ущерб  практической.  В  самом  деле,  любому  педагогу  излагать  теоретические  знания  у 
доски и требовать от учеников воспроизведения этого изложения значительно легче, чем органи-
зовывать  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 со множеством факторов: содержанием изу-
чаемого 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  настоя-
тельный социальный заказ в отношении всего, что связано с компьютерами (в подготовке специа-
листов по компьютерам и их применению, в развитии компьютерных технологий, в распростране-
нии  компьютерной  грамотности  -умению  использовать  компьютер  для  решения  разнообразных 
прикладных задач в различных сферах профессиональной деятельности). 

Действию скрытого социального заказа мы обязаны появлением большого числа «компью-

терных» 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 вопро-
сами  управления компьютерами, программированием различных компьютерных эффектов. В не-
которых  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  ин-

форматикой. Новое в организации учебного процесса с участием компьютера., само изменение ха-


background image

 

558 

рактера работы ученика на уроке способствуют повышению интереса к учебе. В то же время, бо-
лее  тонкое  использование  возможностей  компьютера  позволяет  управлять  мотивацией  учеников 
во время компьютерного обучения. Здесь имеются в виду. в первую очередь, мотивирующие реп-
лики обучающих программ, т.е. фразы, в которых обучающая программа оценивает работу учени-
ка и стимулирует дальнейшее обучение. Эти фразы могут иметь неформальный характер с оттен-
ком юмора и создавать теплую партнерскую эмоциональную атмосферу при работе с компьюте-
ром.  Важное  значение  имеют  элементы  игры,  состязательности  в  компьютерном  обучении  (на-
пример, 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

 

перспектив-

ным для использования в учебном процессе обучающим средством. 

Итак,  компьютеры  -  эти  уникальные  по  своим  возможностям  обучающие  машины  -  уста-

новлены 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  раз-

ным предметам, ориентированных на самые различные категории  учащихся, начиная континген-
том 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  общеобразова-
тельным  предметам  средней  школы.  Их  очень  много,  и  четкая  классификация  разновидностей 
этих программ еще не установилась. 

 

5.2. ТИПЫ ОБУЧАЮЩИХ ПРОГРАММ 

 
Основанием  для  классификации  служат  обычно  особенности  учебной  деятельности  обу-

чаемых при работе с программами. Многие авторы выделяют четыре типа обучающих программ: 

• тренировочные и контролирующие; 
• наставнические; 
• имитационные

 

и моделирующие; 

• развивающие игры. 

Программы  1-го  типа

  (тренировочные)  предназначены  для  закрепления  умений  и  навы-

ков. Предполагается, что теоретический материал уже изучен. Эти программы в случайной после-
довательности предлагают учащемуся вопросы и задачи и подсчитывают количество правильно и 
неправильно  решенных  задач  (в  случае  правильного  ответа  может  выдаваться  поощряющая  уче-
ника реплика). При неправильном ответе ученик может получить помощь в виде подсказки. 

Программы 2-го типа

 (наставнические) предлагают ученикам теоретический материал для 

изучения. Задачи и вопросы служат в этих программах для организации человеко-машинного диа-
лога, для управления ходом обучения. Так если ответы, даваемые учеником, неверны, программа 
может «откатиться назад» для повторного изучения теоретического материала. 

Программы наставнического типа являются прямыми наследниками средств программиро-

ванного обучения 60-х годов в том смысле, что основным теоретическим источником современно-
го компьютерного или автоматизированного обучения следует считать программированное обуче-
ние. В публикациях зарубежных специалистов и сегодня под термином «программированное обу-
чение» понимают современные компьютерные технологии. Одним из основоположников концеп-
ции программированного обучения является американский психолог Б.Ф.Скиннер. 

Главным  элементом  программированного  обучения  является  программа,  понимаемая  как 

упорядоченная последовательность рекомендаций (задач), которые передаются с помощью дидак-
тической  машины  или  программированного  учебника  и  выполняются  обучаемыми.  Существует 


background image

 

559 

несколько известных разновидностей программированного обучения. 

1.Линейное  программированное  обучение.

  Основатель  -  Б.Ф.Скиннер,  профессор  психоло-

гии Гарвардского  университета, США. Впервые выступил со своей концепцией в 1954 г. При ее 
создании Скиннер опирался на бихевиористскую психологию, в соответствии с которой обучение 
основано на принципе S - R, т.е. на появлении некоторых факторов (S - stimulus) и реакции на них 
(R  -  reaction).  По  этой  концепции  для  любой  реакции,  соответственно  усиленной,  характерна 
склонность  к  повторению  и  закреплению.  Поощрением  для  обучаемого  является  подтверждение 
программой каждого удачного шага, причем, учитывая простоту реакции, возможность соверше-
ния ошибки сводится к минимуму. 

Линейная программа в понимании Скиннера характеризуется следующими особенностями: 
• дидактический материал делится на незначительные дозы, называемые шагами, которые 

обучаемые преодолевают относительно легко, шаг за шагом; 

• вопросы, содержащиеся в отдельных рамках программы, не должны быть очень трудны-

ми, чтобы обучаемые не потеряли интереса к работе; 

•  обучаемые  сами  дают  ответы  на  вопросы,  привлекая  для  этого

 

необходимую

 

информа-

цию; 

• в ходе обучения учащихся сразу же информируют о том, правильны или ошибочны их от-

веты; 

• все обучаемые проходят по очереди все рамки программы, но каждый делает это в удоб-

ном ему темпе; 

• во избежание механического запоминания информации одна

 

и та же мысль повторяется в 

различных вариантах и нескольких рамках программы. 

2.

 

Разветвленная  программа.

  Автор  концепции  разветвленного  программирования  -  Нор-

ман  А.Кроудер.  Разветвленная  программа  основана  на  выборе  одного  правильного  ответа  из  не-
скольких данных, она ориентирует на текст многократного выбора. По мнению автора, выбор пра-
вильных  ответов  требует  от  обучаемых  больших  умственных  способностей,  нежели  припомина-
ние  какой-то  информации.  Непосредственное  подтверждение  правильности  ответа  он  считает 
своеобразным типом обратной связи. 

Вопросы, в понимании Кроудера, имеют целью 
• проверить, знает ли ученик материал; 
• в случае отрицательного ответа отсылать обучаемого к координирующим и соответствен-

но обосновывающим ответ порциям информации; 

• возможность закрепления основной информации с помощью

 

рациональных

 

упражнений; 

•  увеличение  усилий  обучаемого  и  одновременную  ликвидацию

 

механического

 

обучения 

через многократное повторение информации; 

• формирование требуемой мотивации обучаемого. 
Если основой линейной программы является стремление избежать ошибок, то разветвлен-

ная программа не направлена на ликвидацию ошибок в процессе обучения; ошибки Кроудер трак-
тует как возможность обнаружить недостатки в знаниях обучаемых, а также выяснить, какие про-
блемы  обучаемые  уяснили  недостаточно;  благодаря  этому  о  его  программе  можно  было  бы ска-
зать, что она сводится к «управлению процессом мышления», в то время как линейная программа 
основана на «управлении ответами». 

Постепенно оба классических типа - линейное и разветвленное программированное обуче-

ние-уступили место смешанным формам. 

По  своей  методической  структуре  педагогическое  программное  средство  (ППС),  реали-

зующие программированный подход, характеризуются наличием следующих блоков: 

• блока ориентировочной основы действий (ООД), содержащего текстово-графическое из-

ложение теоретических основ некоторого раздела автоматизированного курса; 

•  контрольно-диагностического  блока,  контролирующего  усвоение  ООД  и  управляющего 

обучением; 

•  блока  автоматизированного  контроля  знаний,  формирующего  итоговую  оценку  знаний 

учащегося. 

Известно несколько видов организации программ наставнического типа, называемых также 

алгоритмами программированного обучения. 

1. 

Последовательно-подготовительный  алгоритм.

  Начальный  элемент  задания  относи-


background image

 

560 

тельно  прост,  он  подготавливает  выполнение  второго,  более  сложного,  а  тот,  в  свою  очередь, 
третьего и т.д. Заключительные элементы имеют достаточно высокий уровень сложности. 

2. 

Параллельно-подготовительный  алгоритм.

  Начальные  элементы  заданий  независимо 

один от другого подготавливают выполнение следующего за ним комплексного элемента высоко-
го уровня. 

3. 

Последовательно-корректирующий  алгоритм.

  Начальные  элементы  задания  имеют  вы-

сокий уровень сложности, а каждый последующий элемент корректирует выполнение предыдуще-
го, указывая, например, на противоречия, к которым приводят неправильные ответы. 

4. 

Параллельно-корректирующий  алгоритм.

  Обучаемому  предлагается  комплексный  эле-

мент высокого  уровня, последующие  элементы играют роль наводящих (подсказывающих), при-
чем с разных позиций, независимо один от другого. 

5. 

Алгоритм  переноса.

  Приводятся  два  массива  элементов  A(N)  и  B(N).

 

Ими  могут  быть 

понятия, отношения, действия, характеристики и т.д. Требуется установить логическое соответст-
вие между ними. 

6. 

Аналитический  алгоритм.

  Предлагаются  элементы  A(N).  Необходимо  установить  при-

надлежность каждого из них к одному из классов 

В(К).

 

7. 

Синтезирующий алгоритм.

  Элементы  массива  A(N)  уже  разбиты  на  подгруппы.  Задача 

обучаемого - установить критерий, по которому осуществлялась классификация. 

8. 

Алгоритм упорядочения.

 Элементы массива A(N) необходимо упорядочить по некоторо-

му указанному критерию В(К). Этот алгоритм требует для своего выполнения комплексной умст-
венной деятельности. 

Большинство  инструментальных  систем  предоставляют  преподавателю  возможность  со-

ставлять обучающие и контролирующие задания с различными типами ответов 

1. С 

выборочным ответом.

 Обучаемому предлагается задание (вопрос) и набор (меню) го-

товых  ответов,  из  которых  он  может  сделать  выбор  правильного,  по  его  мнению,  ответа  (утвер-
ждения). 

Такой вариант задания наиболее удобен для машинной реализации, так как ЭВМ анализи-

рует лишь номер, по которому легко определяет правильность ответа. На первый взгляд задания с 
выборочным ответом имеют ряд недостатков, а именно: обязательное предъявление верного отве-
та, возможность его  угадывания, а  значит, ограничение  мыслительной деятельности обучаемого. 
Эти недостатки существенно снижаются путем правильного, творческого и остроумного примене-
ния различных принципов составления таких заданий. 

Вероятность угадывания правильного ответа сводится к минимуму следующими простыми 

приемами: 

• повторением аналогичного по смыслу вопроса в нескольких различных формах; 
•  увеличением числа элементов для выбора (при выборе из пяти ответов вероятность  уга-

дывания равна 0,2): 

• увеличение числа верных ответов до двух или до нескольких пар. Подбирать ответы в за-

даниях необходимо таким образом, чтобы они были правдоподобными и равнопривлекательными. 

2. С 

частично-конструируемьш ответом.

 Задания этого типа являются промежуточным и 

связующим  звеном  между  заданиями  с  выборочным  ответом  и  свободно-конструируемым.  Час-
тично-конструируемый ответ составляется

 

из частей, предложенных преподавателем. 

Эта  форма  используется  для  заданий  по  составлению  определений  законов,  теорем,  стан-

дартных формулировок и т.д. В верный ответ входят, как правило, не все элементы задания, и по-
рядок их выбора не является жестким. 

3. 

Со  свободно-конструируемым  ответом.

  Задания  такого  типа  являются  наиболее  пред-

почтительными  для  автоматизированного  обучения  и  контроля.  Они  позволяют  слушателю  об-
щаться с компьютером на естественном языке, имитируя диалог обучаемого и преподавателя. За-
дания со свободно-конструируемым ответом наиболее сложны для обучаемого, так как полностью 
исключают возможность угадывания и требуют значительной умственной работы перед вводом в 
компьютер ответа, набираемого на клавиатуре в свободной форме. В то же время резко возрастает 
сложность деятельности преподавателя - автора курса по формированию автономных ответов для 
анализатора инструментальной системы. 

Эталон может содержать, как правило, не более 80 символов, включая пробелы. Ответ обу-

чаемого на заданный вопрос сравнивается с текстом эталона и вырабатывается соответствующий