Педагогика и психология высшей школы

Содержание - ведущий компонент задачи, на основе которого начинается процесс решения. Оно обладает определенной подвижностью и относительной независимостью от формы и структуры. Особое значение в содержании задачи имеют данные. Данные могут быть чрезмерными, т.е. содержать лишнюю информацию, могут быть противоречивыми. Учебные задачи, как правило, содержат необходимое и достаточное количество данных для нахождения неизвестных при данной структурной связи.

Учебная задача предполагает необходимость сознательного поиска, направленного на достижение результата. Чтобы решить задачу, необходимо найти хорошо продуманную схему, которая позволит результативно прийти к цели. В литературе приводится методика Д. Пойа, которая позволяет регулировать эвристическую (поисковую) деятельность в процессе решения задачи (табл. 6.3). В таблице сконцентрированы наиболее типичные наводящие вопросы, призванные помочь обучаемому в решении задач. В зависимости от специфики задачи вопросы могут модифицироваться, изменяться, варьироваться.

Элементы эвристической деятельности, их основные характеристики

Эвристическая деятельность осуществляется на основе эвристических правил, эвристических операций и стратегий, основанных на правдоподобных рассуждениях. Все названное составляет элементы эвристической деятельности.

Эвристические операции представляют собой мыслительные операции, результатом которых станет эвристическое знание (аналогия, обобщение, синтез, анализ и др.).

Вся эвристическая деятельность по нахождению решения направляется эвристической стратегией, состоящей из эвристических операций и регулируемой эвристическими правилами. Одновременно в эвристической стратегии присутствуют элементы формальной логики в виде доказательных рассуждений. В несложных учебных задачах часто нахождение решения основано на одной эвристической операции, которая выступает эвристической стратегией решения задачи.

Элементы эвристической деятельности как мыслительные операции находят место в традиционных подходах к обучению.

Однако в них не учитываются многие существенные характеристики элементов, что значительно снижает их активизирующий потенциал. К характеристикам элементов эвристической деятельности можно отнести:

* характер деятельности;

* информационную динамику;

* эвристические функции.

Представленные систематизированные по основным характеристикам элементы эвристической деятельности должны найти применение в учебно-познавательном процессе, что, несомненно, активизирует мыслительную деятельность обучаемых, сделает ее организованной, целенаправленной, результативной.

Организация целенаправленного обучения элементам эвристической деятельности является основной проблемой педагогической эвристики.

Эвристические методы и методики их применения

Рассмотренные элементы эвристической деятельности - правила, операции, стратегии и правдоподобные рассуждения - являются достаточным инструментом при решении учебных задач.

Для более сложных учебных задач, которые приближаются к задачам научно-исследовательского характера и имеют нестандартные элементы в своей структуре, разработаны системные методы поиска, решения задач и активизации мыслительной деятельности в этом процессе. Эти методы служат и решению задач различного характера: экономических, технических, организационно-управленческих и др.

Системные методы эвристического поиска принципиально новых решений задач различного характера начали создаваться и применяться в 40-60-х гг. XX в. Было разработано множество различных методов и их модификаций. Практика показала, что ряд методов имеет высокую эффективность и необходимость их дальнейшего развития не вызывает сомнения. Такая работа началась в 70-х гг. и была направлена на теоретическое исследование и сравнительный анализ эффективности и доступности методов для широкого применения.

Рассмотрим некоторые из методов, которые, на наш взгляд, могут использоваться в учебно-познавательной деятельности как обучающий инструмент, выступать сильнейшим орудием активизации мыслительной деятельности студентов.

Метод "мозгового штурма", его модификация

"Мозговой штурм" относится к эффективным методам активизации коллективной творческой деятельности. Идея метода основана на том, что критика и боязнь тормозят мышление, сковывают творческие процессы. Учитывая это, было предложено разделить во времени выдвижение гипотез и их критическую оценку. Проводить эти два процесса должны разные люди.

Решением задачи в ходе применения данного метода управляет руководитель. Он обеспечивает выполнение всех правил "мозгового штурма", а именно:

1. Условие задачи формулируется перед "штурмом" в общих чертах.

2. Группа "генераторов идей" за отведенное время (20-40 мин) выдвигает максимальное количество гипотез. Выдвигаются любые гипотезы: фантастические, явно ошибочные, шутливые. Идеи должны следовать непрерывно, дополняя и развивая друг друга. Регламент на каждую идею отводится в пределах 2 мин, доказательств не требуется. Все идеи протоколируются или записываются на магнитофон. На этом этапе запрещена любая критика, в том числе скрытая, в виде скептических улыбок, жестов, мимики. Для повышения продуктивности "мозгового штурма" полезно предварительно ввести его участников в состояние мышечной и психической релаксации, снять у них психическую напряженность и мышечные зажимы тела.

3. Группа экспертов выносит суждение о ценности выдвинутых гипотез. Экспертиза и отбор гипотез должны проводиться тщательным образом, оцениваются несерьезные и нереальные гипотезы.

4. Не решенная в процессе "штурма" задача может быть предложена тому же коллективу, но в несколько измененном виде, формулировке.

5. Для активизации процесса генерирования идей в ходе "штурма" рекомендуется использовать некоторые приемы: инверсия (сделай наоборот), аналогия (сделай так, как это сделано в другом решении), эмпатия (считай себя частью задачи, выясни при этом свои чувства, ощущения), фантазия (сделай нечто фантастическое).

6. Гипотезы оцениваются по 10-балльной системе и выводится средний балл по оценкам всех экспертов.

Модификации "мозгового штурма"

Письменный "мозговой штурм" состоит в том, что задача формулируется письменно. Отсутствие влияния участников друг на друга благоприятно сказывается на всех этапах "мозгового штурма". Организационно проходит аналогично.

Индивидуальный "мозговой штурм" представляет собой процесс генерирования и оценки гипотез одним лицом. Генерирование идей происходит в течение 10-15 мин с их записью, а оценка через 3-5 дней. Допускается оценка гипотез одним лицом.

Обратный "мозговой штурм" основан на максимальной критике для раскрытия противоречий, недостатков высказанной гипотезы.

Синектический метод, методика его использования

Синектика (греч. "совмещение разнородных элементов") - система методов интенсивной психологической активизации процессов нахождения решения проблемы. Методика представляет собой логическое развитие "мозгового штурма". Отличие состоит в том, что последний проводится с людьми, которые могут не иметь опыта творческой деятельности. Синектика же предполагает создание постоянных групп, которые в процессе своей деятельности накапливают опыт, разнообразные приемы и т.д.

Синектвческие группы представляют собой объединение людей различных специальностей, научных дисциплин, возраста и т.д. Оптимальная численность группы - 5-7 человек. В течение 8-12 мес. группу готовят к работе. Подготовка ведется в общенаучном, профессиональном и психологическом направлениях. Целью деятельности таких объединений является попытка нахождения творческого решения проблемы. Реализуется она на сессии синекторов.

Сессии синекторов, как правило, начинаются не с точной постановки задачи, а с обсуждения ее признаков. Затем руководитель сессии переключает внимание на обсуждение более конкретных вопросов, постепенно направляя дискуссию в нужное русло. Таким образом, проблема сначала формулируется в общем виде. Сессия синекторов решает задачу вместе со специалистами в области обсуждаемых проблем. Постепенно участники подходят к пониманию проблемы и формулировке ее в понимании синекторов.

Для решения сформулированной проблемы проводится "экскурсия" по различным научным областям с целью выявления возможных решений, проблем в них. В процессе экскурсии используют 4 вида аналогий (прямую, личную, символическую, фантастическую), с помощью которых производится перенос новых гипотез на проблему, выявляют состоятельность гипотез. Большое значение придается анализу магнитофонных записей заседания.

8. Технология знаково-контекстного обучения

Развиваемая в русле деятельностной теории усвоения социального опыта, технология знаково-контекстного обучения - технология профессионального образования.

Исходя из тщательного анализа процесса подготовки специалиста в учебном заведении (колледж, университет), известный ученый, доктор психологических наук А.А. Вербицкий предложил технологию обучения, назвав ее знаково-контекстной, которая, по его убеждению, может "снять" так называемые "проблемные точки" профессионального обучения, а также прогнозировать процессы развития в сфере профессионального образования.

Согласно А.А. Вербицкому, одна из основных целей профессионального образования - формирование целостной структуры будущей профессиональной деятельности обучаемого в период его обучения. Это означает, что для достижения целей формирования личности специалиста в профессиональном учебном заведении необходимо организовать такое обучение, которое обеспечивает переход, трансформацию одного типа деятельности (познавательный) в другой (профессиональный) с соответствующей сменой потребностей и мотивов, целей, действий, средств, предметов и результатов. Между тем в процессе подготовки специалиста обозначилось явное противоречие между учебной деятельностью и деятельностью профессиональной. Это основное противоречие получило свое выражение в следующих конкретных противоречиях:

* между абстрактным предметом учебно-познавательной деятельности (тексты, знаковые системы, программы действий) и реальным предметом будущей профессиональной деятельности, где знания не даны в чистом виде, а заданы в общем контексте производственных процессов и ситуаций;

* между системным использованием знаний в профессиональной деятельности и "разнесенностью" их усвоения по разным учебным дисциплинам, кафедрам. Усвоение "изолированного" и бессистемного знания не способствует формированию и развитию у студентов интереса ни к самим знаниям, ни к будущей профессиональной деятельности;

* между индивидуальным способом усвоения знаний и опытом в обучении, индивидуальным характером учебной работы студентов и коллективным характером профессионального труда, предлагающим межличностные взаимодействия специалистов, соответствующие формы общения, обмена мнениями, принятия решений и т.п.;

* между вовлеченностью в процессы профессионального труда специалиста на уровне творческого мышления и социальной активности и опорой в традиционном обучении прежде всего на процессы внимания, восприятия, памяти в соответствии с широко распространенным представлением об учении как о процессе передачи информации от преподавателя к студентам и формировании посредством этого системы знаний, умений, навыков.

Исследования показывают, что в процессе подготовки обучаемого и его активному включению в профессиональную деятельность доминирующим остается предметный контекст будущей профессиональной деятельности (знания, умения, навыки).

Исключается социальный контекст, открывающий пути и возможности вхождения молодого специалиста в коллектив, формирующий умение социального взаимодействия и общения, совместного принятия решений, ответственности за дело, за себя и за других. Наблюдения убеждают, что именно социальная сторона адаптации наиболее сложна для выпускника, "поскольку в вузе в лучшем случае научат предметным действиям, а не социальным поступкам".

Между тем педагогической практике известны формы и методы обучения, в которых воссоздается не только предметное, но и социальное содержание будущей профессиональной деятельности: метод анализа конкретных производственных ситуаций и ситуационных задач, деловые игры, проблемные ситуации, научно-исследовательская работа студентов, производственная практика, курсовое и дипломное проектирование. Особая роль среди них принадлежит деловой игре (см. гл. 6 § 6). Являясь воссоздателем контекста будущего труда в его предметном и социальном аспектах, деловая игра предоставляет студенту возможности систематизировать, интегрировать абстрактные знания и трансформировать их в профессиональные, включая реальный процесс подготовки и принятия решений, разработки конкретных проблемных ситуаций и т.п.

Основной характеристикой обучения контекстного типа, реализуемого с помощью системы новых и традиционных форм и методов обучения, является моделирование предметного и социального содержания будущей профессиональной деятельности.

В контекстное обучение выделяют три базовые формы деятельности студентов и некоторое множество переходных от одной базовой формы к другой.

К базовым относится:

* учебная деятельность академического типа (собственно учебная деятельность), в которой ведущая роль принадлежит академической лекции;

* квазипрофессиональная деятельность (деловые игры и другие игровые формы);

* учебно-профессиональная деятельность (НИРС, производственная практика, "реальное" дипломное проектирование). В качестве переходных от одной базовой модели к другой выступают все остальные формы: лабораторные и практические занятия, имитационное моделирование, анализ конкретных производственных ситуаций, разыгрывание ролей, спецкурсы, спецсеминары и т.д.

В своем системном качестве все это составляет технологию знаково-контекстного (контекстного) обучения.

Следует отметить, что содержание знаково-контекстного обучения, предполагающего собственно учебную, квазипрофессиональную и учебно-профессиональную деятельность, должно проектироваться так же, как соответственно предмет учебной, квазипрофессиональной и учебно-профессиональной деятельности. Это означает, что оно должно подчиняться следующим требованиям: * семиотическим, организующим текстовую информацию;

* психолого-педагогическим, отражающим закономерности усвоения знаний;

* научным, отражающим фундаментальные основы учебных предметов;

* профессиональным, отражающим модель специалиста. Таким образом, содержание знаково-контекстного обучения отражает две важнейшие характеристики обучения данного типа:

* субъект учения с самого начала ставится в деятельностную позицию, предмет которой постепенно превращается из чисто учебного в практически профессиональный;

* требования со стороны профессиональной деятельности оказываются системообразующими, они задают контекстный принцип построения и развертывания не только отдельных учебных дисциплин, но и содержание всей подготовки специалиста в вузе.

Важно иметь в виду, что при этом необходимо проектировать не только предметное содержание, обеспечивающее профессиональную компетентность специалиста, но и социальное содержание, обеспечивающее способность работать в коллективе, быть организатором производства.

Такое обучение, в котором с помощью всей системы дидактических форм, методов и средств моделируется предметное и социальное содержание будущей профессиональной деятельности специалиста, а усвоение им абстрактных знаний как знаковых систем наложено на канву этой деятельности, называют знаково-контекстным (контекстным) обучением.

9. Технологии развивающего обучения

На сегодняшний день в рамках концепции развивающего обучения разработан ряд технологий развивающего обучения, отличающихся целевыми ориентациями, особенностями содержания и методики. В 1996 г. Министерство образования России официально признало существование системы Л. В. Занкова и Д. Б. Эльконина-В.В. Давыдова. Остальные развивающие технологии имеют статус авторских, альтернативных.

Общие основы технологий развивающего обучения.

Под развивающим обучением понимается новый активно-деятельностный способ (тип) обучения, идущий на смену объяснительно-иллюстративному способу (типу).

Прогрессивное развитие личности - процесс физического и психического изменения индивида во времени, предполагающий совершенствование, переход в любых его свойствах и параметрах от меньшего к большему, от простого к сложному, от низшего к высшему.

Свойства и закономерности процесса развития.

Специфическими свойствами развития личности является следующее:

* имманентность: развитие есть неотъемлемое свойство личности, заложенное природой;

* биогенность: психическое развитие личности во многом определяется наследственностью;

* социогенность: влияние социальной среды;

* психогенность: человек - саморегулирующаяся и самоуправляющаяся система;

* индивидуальность: личность представляет собой уникальное явление, отличающееся индивидуальным подбором качеств и собственным вариантом развития;

* стадийность: развитие личности подчиняется всеобщему закону цикличности;

* нелинейность: каждая личность развивается в своем темпе, испытывая случайно распределенные во времени ускорения и противоречия роста;

* физический возраст определяет количественные и качественные характеристики и возможности психического развития. Развивающее обучение учитывает и использует закономерности развития, уровень и особенности индивидума. В развивающем обучении педагогическое воздействие опережает, стимулирует, направляет и ускоряет развитие наследственных данных обучаемых. При такой форме обучения обучаемый - полноценный субъект деятельности на всех ее этапах. Каждый этап вносит специфический вклад в развитие личности. В деятельности целеполагания воспитываются свобода, целеустремленность, достоинство, честь, гордость, самостоятельность; при планировании - инициатива, творчество, организованность, самостоятельность, воля; при реализации целей - трудолюбие, дисциплина, активность, мастерство; на этапе анализа формируются отношения, ответственность, критерии оценки.

В современной педагогике все группы качеств личности:

ЗУН - знания, умения, навыки;

СУД - способы умственных действий;

СУМ - самоуправляющие механизмы личности;

СЭН - эмоционально-нравственная сфера;

Педагогическое проектирование и педагогические технологии 231

СДП - деятельностно-практическая среда - взаимосвязаны и представляют сложнейшую динамически развивающуюся целостную структуру. Индивидуальные различия определяют уровень развития той или иной группы качеств.

Технология развивающего обучения (РО) направлена на целостное гармоничное развитие личности, где проявляется вся совокупность ее качеств:

РО = ЗУН + СУД+СУМ+СЭН+СДП.

Развивающее обучение ориентировано на "зону ближайшего развития", т.е. на деятельность, которую обучаемый может выполнить с помощью педагога.

Развивающее обучение происходит в зоне ближайшего развития (по Л. С. Выготскому). Из всех технологий развивающего обучения наибольший интерес для эксперимента вызывают система Л. В. Занкова, технология Д. Б. Эльконина-В.В. Давыдова, технология саморазвивающего обучения Г. К. Селевко и система развивающего обучения с направленностью на развитие творческих качеств личности Г.С. Альтшуллера. Указанные инновационные технологии, кроме последней, - это технологии школьной педагогики, но их дидактические принципы применимы к педагогике высшей школы и могут послужить базой для разработки их вузовской модификации.

Ценность концептуальных дидактических положений Л. В. Занкова в системности и целостности содержания, обучении на высоком уровне трудности, быстром темпе продвижения, осознанной мотивации, вариантности, индивидуальности, применении индуктивного метода, проблематизации содержания и во включении в процесс обучения рационального и эмоционального мышления.

Технология Д. Б. Эльконина - В. В. Давыдова построена на "содержательных обогащениях", куда могут входить наиболее общие понятия науки, выражающие глубинные причинно-следственные связи и закономерности, фундаментальные генетически исходные представления (число, слово, энергия, материал), понятия, в которых выделены внутренние связи, теоретические образы, полученные путем абстракции. Акцент целей авторов указанной технологии:

* формировать теоретическое сознание и мышление;

* формировать не столько ЗУНы, сколько способы умственной деятельности - СУДы;

* воспроизвести в учебной деятельности логику научного мышления.

Особенностью данной методики является целенаправленная учебная деятельность, ЦУД, признаки которой суть познавательно-побуждающие мотивы, цель сознательного развития, субъект-субъектные отношения педагога и обучаемого, направленность на методологию формирования ЗУН и СУД, творческая рефлексия.

Данная методика может рассматриваться как целенаправленная учебная деятельность, в которой обучаемый ставит цели и задачи самоизменения и творчески их решает. Метод включает проблемное изложение материала, моделирование учебных задач. Проблемное изложение побуждает к коллективной мыслительной деятельности, диалогу-полилогу, формированию межличностных отношений в учебной деятельности.

Педагогам высшей технической школы следует уделить пристальное внимание системам развивающего обучения с направленностью на развитие творческих качеств личности (И. П. Волков, Г. С. Альтшуллер, И. П. Иванов). Акценты целей этих теорий следующие:

1. По И. П. Волкову - выявить, учесть и развить творческие способности; приобщить обучаемых к творческой деятельности с выходом на конкретный продукт.

2. По Г. С. Альтшуллеру - обучить творческой деятельности; ознакомить с приемами творческого воображения; научить решать эвристические (изобретательские) задачи.

3. По И. П. Иванову - воспитать общественно активную творческую личность, способную приумножить собственную культуру, внести вклад в построение правового демократического общества.

Особенности содержания вышеуказанных методик

Дидактическая реконструкция учебного материала и блочно-параллельная система обучения основана на внутрипредметных и межпредметных связях. Вместо последовательности предметов, разделов и тем традиционно построенной программы предлагается объединить узловые вопросы, на которых основан раздел, предмет или несколько предметов. Эти вопросы вводятся в кратчайшие сроки после начала обучения и изучаются одновременно параллельно, во взаимосвязи путем выполнения практических работ по всем разделам, входящим в блок.

Такая реконструкция учебного материала может быть использована при разработке итогового межпредметного курса по блокам фундаментальных, гуманитарных, профессиональных дисциплин.

Основное содержание обучения, по Г. С. Альтшуллеру, представляет процесс поисковой изобретательской деятельности. Его ТРИЗ успешно применяется в курсе инженерной педагогики на кафедре педагогики высшей школы Южно-Российского государственного технического университета (НПИ).

Акмеология и акмеологический подход к инженерному образованию

Акмеология (от греч. акте - "пик, вершина, высшая ступень чего-либо, цветущая сила") - новая область научного знания, комплекс научных дисциплин, объектом изучения которых является человек в динамике его саморазвития, самосовершенствования, самоопределения в различных жизненных сферах самореализации.

Предмет акмеологии - творческий потенциал человека, закономерности и условия достижения субъектом деятельности (индивидом или объединением индивидов) различных уровней раскрытия творческого потенциала, вершин самореализации.

Задача акмеологии - вооружение субъекта деятельности знаниями и технологиями, обеспечивающими его возможность успешной самореализации в различных сферах деятельности, в том числе и в области избранной профессии или профессий.

Специфическим методом акмеологии служит сравнительное моделирование поведения и профессиональной деятельности в различных областях труда, характерных для самореализации творческого потенциала зрелого человека на различных уровнях успешности. Для оценки достигнутого уровня самореализации субъекта деятельности в различных областях акмеология разрабатывает специальные критерии, оценочные нормы, соответствующие методы измерений.

Информационной базой акмеологии являются все области наук в их "технологической части", т.е. те знания, которые непосредственно отвечают на вопрос, как действовать, чтобы успешно решать задачи определенной дисциплины или специальности.

Изучая закономерности и условия (внутренние и внешние) достижения субъектом деятельности вершин самореализации, акмеология разрабатывает методы и технологии, позволяющие руководителям, преподавателям, учащимся всех видов профессиональных учебных заведений достигать успехов в профессиональном образовании, деятельности, самосовершенствовании, выстраивать авторскую систему деятельности.

Конечный результат использования акмеологических технологий - приобретаемая индивидом (объединением индивидов) способность к положительной природосообразной самореализации в изменяющихся жизненных условиях. В том числе результатом реализации указанных методов, технологий и исследований должна быть готовность выпускника учебного заведения к самостоятельному творческому, ответственному решению профессиональных и жизненных задач - его авторская система деятельности.

Инженерная акмеология является одной из дисциплин, относящихся к области профессиональной акмеологии. Предметом инженерной акмеологии являются творческий потенциал человека, посвятившего себя инженерной деятельности, закономерность и условия, позволяющие субъекту этой деятельности достичь вершин самореализации в решении инженерных задач, раскрыть свой творческий потенциал в этой сфере. Положительная самореализация специалиста обязательно предполагает адекватное самосознание, должное представление своей социальной роли, значимость своей личности, своего интеллекта, знание традиций, оценочных норм, ценностей своей профессиональной сферы.

Особенностью, отличительной чертой специалиста, его характерным признаком является умение грамотно и ответственно решать профессиональные задачи.

Важным условием успешной подготовки будущего инженера в вузе оказывается представление и преподавателей, и студентов о структуре и информационной базе инженерной деятельности, ее специфических особенностях.

Самореализация инженера происходит в деятельности, направленной на создание техносферы, на фактическое изменение того мира, в котором мы живем. Цель труда инженера - инженерное решение, содержащее информационную основу для изменения действительности - преобразование и развитие техносферы. Это решение, будучи принятым, через труд рабочих материализуется, так или иначе изменяет мир, окружающую нас среду, природу, жизнь на нашей планете. Инженер - главное действующее лицо, предопределяющее судьбу ноосферы, судьбу Земли. Сознает ли это инженер или не сознает, но на его плечи ложится груз ответственности за принимаемые им решения, ибо от их качества зависят безопасность жизни людей, общества, многочисленные экологические и социальные последствия.

Цели деятельности специалиста, формулируемые им задачи, выбираемые средства их решения в значительной степени зависят от уровня гуманитарной и методологической подготовки специалиста, его общей культуры.

Инженерная деятельность полидисциплинарна. Это значит, что ее информационной базой является множество научных дисциплин. Однако структура этой информационной базы подобна структуре научной дисциплины.

Анализ науки как системы знаний и вида деятельности позволяет построить информационную модель научной дисциплины.

Такая модель может быть достаточно полно представлена семью структурными элементами:

* задачи научной дисциплины (НД);

* факты НД;

* теории НД;

* методы НД;

* методология НД;

* оценочные нормы НД;

* тезаурус (словарь лексических единиц, обозначений и символов) НД.

Научная деятельность в рамках конкретной НД представляет собой процесс решения задач, позволяющих получить новое знание о реальном мире применительно к объекту и предмету НД. Эти задачи удобно разбить на две группы. К первой группе относятся задачи, решаемые "для общества". К этой группе можно отнести пять типов задач: исследование; описание; объяснение; прогнозирование; преобразование.

Все применительно к объекту и предмету НД. Вторая группа задач связана с получением нового знания, необходимого для успешного функционирования самой дисциплины, т.е. для самой науки. Эта группа задач имеет шесть направлений: разработка и совершенствование методов исследования (6); описания (7); объяснения (8); прогнозирования (9); преобразования (10) и соответственно развития и совершенствования тезауруса НД (11). По обеим группам всего 11 задач.

Будучи информационной моделью научной дисциплины (моделируя ее содержание), учебная дисциплина структурно подобна дисциплине научной. В ней также можно выделить семь элементов: задачи, факты, теории, методы, методологию, тезаурус, оценочные нормы.

Принципиальное отличие между научной и учебной дисциплинами состоит не в содержании и структуре обеих, а в их социальной функции. Учащиеся изучают не научную дисциплину, а дисциплину учебную. Однако это изучение осуществляется ради того, чтобы в конечном итоге уметь решать задачи дисциплины научной.

Результатом корректно поставленного учебного процесса должны стать умения студента решать задачи своей специальности.

Связывающим звеном в структуре полидисциплинарной информационной базы инженерной деятельности является методологическое знание. Отсутствие интегрирующей методологической дисциплины (или группы таких дисциплин) в общеобразовательных программах для инженеров не позволяет сформулировать целостное профессиональное мировоззрение будущего специалиста, без чего у выпускника вуза не может быть должной способности к адаптации в условиях быстро меняющейся жизни.

Акмеологический подход дает возможность обеспечить с единых позиций синтез всех дисциплин, как гуманитарных, так и общенаучных и специальных. Этот синтез необходим, ибо профессиональная деятельность полидисциплинарна, а в традиционном учебном процессе студента цриучают мыслить в рамках отдельной дисциплины. Каждый студент, начиная с первого курса, при акмеологическом подходе к построению учебного процесса в вузе создает свою собственную (авторскую) систему деятельности. Акмеологические технологии позволяют успешно формировать гностические, проектировочные, конструктивные, организаторские и коммуникативные умения. При подготовке инженеров необходимо особый акцент делать на анализе исходной профессиональной ситуации, целеполагании, выборе средств решения задач, прогнозировании последствий деятельности, оформлении и презентации результатов (инженерного решения). Обучение всем этим этапам деятельности требует опыта старшего поколения инженеров.

10. Информационные технологии обучения

II Международный конгресс ЮНЕСКО "Образование и информатика" (1996) стратегическим ресурсом в образовании объявил информационные технологии.

Компьютер, телекоммуникационные и сетевые средства существенно изменяют способы освоения и усвоения информации, открывают новые возможности для интеграции различных действий, тем самым способствуют достижению социально значимых и актуальных в современный период развития общества целей обучения.

Информационные технологии обучения (ИТО) определяют как совокупность электронных средств и способов их функционирования, используемых для реализации обучающей деятельности.

В качестве классификационных признаков программно-технических средств (ПТС), используемых в образовании, можно выделить:

* дидактическую направленность;

* программную реализацию;

* техническую реализацию;

* предметную область применения.

Классификация по дидактической направленности

В литературе встречается несколько подходов к классификации компонентов программно-аппаратных комплексов по дидактической направленности. Например, предлагается прежде всего классифицировать знания, передаваемые обучающимся с помощью компьютера, следующим образом. Во-первых, существовало деление знаний на явные и неявные. В дальнейшем, с развитием исследований в области искусственного интеллекта, эти знания стали называться артикулируемыми и неартикулируемыми.

Артикулируемая часть знаний - это знания, которые легко структурируются и могут быть переданы обучающемуся с помощью порций информации (текстовой, графической, видео и т.д.).

Неартикулируемая часть знаний представляет собой компонент знания, основанный на опыте, интуиции и т.п. Эта часть знания охватывает умения, навыки, интуитивные образы и другие части человеческого опыта, которые не могут быть переданы обучающемуся непосредственно, а "добываются" им в ходе самостоятельной познавательной деятельности при решении практических задач. Опираясь на такую классификацию знаний, можно классифицировать образовательные программно-аппаратные комплексы. Технологии, положенные в основу этих комплексов и применяемые для поддержки процесса обучения артикулируемой части знаний, являются декларативными. К ним целесообразно отнести:

* компьютерные учебники;

* учебные базы данных;

* тестовые и контролирующие программы и другие компьютерные средства, позволяющие хранить, передавать и проверять правильность усвоения обучающимся информации учебного назначения.

Технологии, применяемые при создании программно-аппаратных комплексов, поддерживающих процесс освоения неартикулируемой части знаний, являются процедурными. Компьютерные информационные технологии (КИТ) этого класса не содержат и не проверяют знания в виде порций информации. Они построены на основе различных моделей. В этом случае к КИТ этого класса относятся:

* пакеты прикладных программ (ППП);

* компьютерные тренажеры (КТ);

* лабораторные практикумы;

* программы деловых игр;

* экспертно-обучающие системы (ЭОС) и другие компьютерные средства, которые позволяют обучающемуся в ходе учебного исследования получать (добывать) знания по изучаемой предметной области.

Приведенная классификация по признаку декларативных и процедурных технологий является, как и любая другая, условной. Один и тот же образовательный программно-аппаратный комплекс может быть использован по первой или второй технологии в зависимости от применяемой методики. Например, лабораторный практикум может быть снабжен гибкими инструкциями, что и в какой последовательности выполнять. В этом случае обучающийся получает готовую информацию о процессе и соответственно получает декларативные знания. Если же учебная задача поставлена таким образом, что обучающемуся необходимо для ее решения провести исследование, то этот же программно-аппаратный комплекс позволяет получить некоторую порцию процедурных знаний.

Возможен и другой подход к классификации ПТС по дидактической направленности. В этом случае современные компьютерные технологии обучения также делятся на два класса:

* системы программированного обучения (СПО);

Педагогическое проектирование и педагогические технологии 239

* интеллектуальные системы обучения (ИСО). Технология программированного обучения предполагает получение обучающимся порций информации (текстовой, графической, видео - все зависит от технических возможностей) в определенной последовательности и обеспечивает контроль за усвоением в точках учебного курса, определенных преподавателем.

Интеллектуальные системы обучения отличаются такими особенностями, как адаптация к знаниям и особенностям учащегося, гибкость процесса обучения, выбор оптимального учебного воздействия, определение причин ошибок учащегося. Для реализации этих особенностей ИСО применяются методы и технологии искусственного интеллекта.

Структура ИСО содержит общие и специальные знания трех классов:

* о предметной области;

* о стратегии обучения;

* об учащемся (модель обучающегося).

В интеллектуальных системах обучения эти знания представлены в соответствующих базах знаний с помощью различных методов и средств. При этом в модели обучающегося выделяются три компонента, каждый из которых включает процедурную и декларативную составляющую:

* база знаний обучающегося;

* диагностика его знаний и выполняемых заданий;

* алгоритм формирования новых заданий.

Модель обучающегося постоянно обновляется в ходе обучения в соответствии с изменениями отражаемых ею характеристик обучаемого.

Деление технологий разработки программно-аппаратных комплексов на СПО и ИСО не может быть строгим, так как системы одного класса могут включать в себя и элементы другого.

Для реализации ИСО используются следующие средства:

* экспертные системы;

* гипертекстовые системы;

* системы мультимедиа;

* программы деловых игр;

* динамическая графика и анимация.

Приведенное выше разделение технологий компьютерного обучения на процедурные и декларативные, а также на СПО и ИСО вытекает из деления целей обучения на два класса: * обучение навыкам использования конкретных методов в практической деятельности, получение и систематизация различных фактических данных;

* обучение анализу информации, ее систематизации, творчеству, исследованиям.

Системы второго класса позволяют проектировать учебные курсы, значительно более сложные, чем системы первого класса. Именно с их помощью можно научить процессам проведения синтеза, анализа, аналогии, сравнения, дедукции, индукции и т.п. Оба класса технологий взаимно дополняют друг друга, поэтому в целом ряде случаев неверным является отказ от систем первого класса в пользу систем второго класса.

Классификация по способу программной реализации

По способу программной реализации программно-аппаратные комплексы можно разделить на три класса:

* созданные с помощью прямого программирования на языке высокого уровня;

* созданные с использованием средств объектного программирования;

* созданные с помощью инструментальных авторских систем (ИАС).

Это деление также не является достаточно строгим, так как большинство авторских оболочек имеет выход в среду прямого программирования. Это объясняется тем, что универсальные, а тем более специализированные инструментальные оболочки, обычно не реализуют многие функции, необходимые для создания образовательных программно-аппаратных комплексов по типу процедурной реализации дидактической составляющей. Например, они не имеют средств для математического моделирования объектов.

Классификация по целевому назначению

По принципам организации процесса обучения инструментальные авторские системы (ИАС) разделяются на интеллектуальные и традиционные.

Интеллектуальные ИАС опираются на последние достижения в области искусственного интеллекта и являются, безусловно, передовыми для разработки прикладных компьютерных учебных программ (КУП), нацеленных на проблемно-ориентированный подход к обучению.

Традиционные ИАС в зависимости от наличия в них тех или иных функциональных возможностей целесообразно разделять на универсальные и специализированные.

Педагогическое проектирование и педагогические технологии 241

Универсальные ИАС должны обеспечивать следующие функциональные возможности:

* ввод н анализ ответов;

* формирование логической структуры КУП;

* поддержку и формирование текстового и графического материала;

* обеспечение динамики изображений;

* математическое моделирование с визуализацией результатов;

* организацию гипертекстовых структур;

* сбор и обработку статистической информации;

* формирование рейтинговой оценки уровня знаний;

* возможность работы в локальной вычислительной сети;

* функционирование КУП в автономном режиме.

В настоящее время существуют десятки как зарубежных, так и отечественных универсальных ИАС. В последние годы в связи с развитием технических возможностей для создания программно-аппаратных комплексов на основе технологий мультимедиа к функциональным возможностям универсальных ИАС добавились еще две: звуковое сопровождение и поддержка видеоизображения.

Специализированные ИАС компьютерных учебных программ в зависимости от их целевого назначения целесообразно разделять на следующие типы:

* гипертекстовое и гипермедиа ИАС;

* моделирующие ИАС;

* ИАС для контроля знаний и педагогического тестирования;

* ИАС для организации лекционного сопровождения.

1) Гипертекстовые и гипермедиа ИАС характеризуются следующими возможностями:

* работа с такими фрагментами, как текст, графика, звук и видео;

* наличие различных способов поиска информации (по ключевым словам и "горячим точкам" экрана, по функциональным кнопкам, по темам в многооконном режиме, по графическим картам узлов и связей);

* многооконный режим работы;

* различные способы навигации (наличие стандартных маршрутов и возможность фильтрации материала);

* наличие механизма "закладок";

* внесение и сохранение комментариев;

* построение новых гипертекстовых структур с множественной интерпретацией материала (сбор и сохранение рефератов и конспектов);

* организация взаимодействия с внешней средой (подключение моделирующих программ и т.д.).

2) Моделирующие ИАС используются для разработки программ моделирования процессов и объектов различной физической природы, а также создания различных компьютерных тренажеров (КТ), в том числе в реальном масштабе времени, и должны обеспечивать следующие функциональные возможности:

* моделирование процессов, описанных алгоритмически, а также системами математических уравнений и неравенств;

* обеспечение различных сценариев моделирования (кроме жестких, т.е. сценариев с возможностью управления действиями учащегося и самой моделью);

* поддержку интерактивного режима разработки модели с коррекцией действий разработчика;

* применение различных процедур (рекурсивных, итерационных и т.д.);

* наличие библиотеки готовых форм индикаторов и датчиков;

* обеспечение работы в реальном масштабе времени;

* возможность подключения к реальным аппаратным средствам;

* наличие достаточного количества переменных и спецфункций.

3) Поскольку конечной целью контроля и тестирования является определение и научное измерение степени усвоения учебного материала и овладения необходимыми знаниями, умениями и навыками, специализированные АИС должны поддерживать следующие функциональные возможности:

* широкий набор способов предъявления заданий (случайный выбор, генерация заданий по шаблонам и т.д.);

* полный набор способов анализа и ввода ответов;

* гибкость в способах выставления оценки уровня учебных достижений обучающегося;

* сбор и обработку индивидуальной и групповой статистической информации о результатах контроля;

* возможность работы в локальной вычислительной сети

Педагогическое проектирование и педагогические технологии 243 с целью автоматического сбора информации о ходе контроля и его результатах со всех компьютеров одновременно.

Для создания педагогических тестов, которые представляют собой совокупность взаимосвязанных заданий возрастающей сложности, позволяющих надежно и валидно оценить знания и другие интересующие педагога характеристики личности, необходимо выполнение ряда дополнительных требований. К таким требованиям относятся:

* возможность составления тестовых заданий всех известных типов (открытых, с выборочным ответом, на установление соответствия, контролируемых, включая и контролируемое конструирование графических изображений);

* возможность создания адаптационных тестов, в которых выбор следующего задания определяется в зависимости от результата выполнения предыдущего;

* наличие средств анализа педагогического теста на валидность;

* наличие в АИС инструкции для преподавателя в виде спецификации теста, включающей в себя общее описание, пример тестового задания, характеристику формы и содержания задании, характеристику ответов и т.д.;

* необходимость средств сбора статистики прохождения теста учебными группами для интерпретации тестовых баллов с учетом нормативно-ориентированного подхода (сравнение отдельных учебных достижений обучающихся) и критериально-ориентированного (степень овладения обучающимся необходимого учебного материала).

4) Сопровождение лекционного материала. АИС, используемые для этих целей, должны поддерживать следующие функциональные возможности:

* создание и подключение динамических изображений;

* создание собственной и подключение качественной статической графики (считываемой с помощью сканера или созданной в других графических редакторах);

* оформление текста разнообразными стилями;

* звуковое сопровождение материала.

Характеристика и способы использования автоматизированных систем обучения в подготовке специалистов в вузе

Проведенная классификация базовых средств НИТ, предназначенных для использования в учебном процессе, позволяет сформулировать принципы создания и использования автоматизированных средств обучения в процессе подготовки специалистов в вузе.

Эффективность использования средств НИТ в учебном процессе во многом зависит от успешности решения задач методического характера, связанных с информационным содержанием и способом использования АОС в учебном процессе. В связи с этим целесообразно рассматривать АОС, используемые в конкретной учебной программе (определяемой предметным содержанием, целями и задачами обучения), как программно-методические комплексы (ПМК). В данном случае под ПМК понимается совокупность программно-технических средств и реализованных с их использованием методов (методик) обучения, предназначенных для решения конкретных задач учебного процесса.

Можно выделить следующие основные виды ПМК:

* поддержки лекционного курса;

* моделирования процесса или явления;

* моделирования функционирования технической системы (обучение ее использованию и (или) управлению);

* тестовые и контролирующие ПМК;

* электронный учебник;

* сборники и генераторы задач;

* справочные информационные системы;

* игровые учебные программы;

* интегрированные обучающие системы;

* экспертные интегрированные ПМК.

Существует тесная взаимосвязь между существующими методами обучения (педагогическими приемами) и методическим содержанием и педагогическим назначением ПМК того или иного типа (рис. 6.2).

Современные возможности НИТ, ориентированные на максимальную унификацию, на уровне программного и технического обеспечения, позволяют создавать ПМК обучения как совокупность учебных фрагментов, объединенных алгоритмическими средствами, задающими траекторию обучения. Для иллюстрации технологии создания ПМК рассмотрим характеристики и принципы создания основных ПМК с точки зрения использования возможностей базовых НИТ.

Основные типы ПМК и их взаимосвязь с методами обучения

1) ПМК поддержки лекционного курса. Процесс создания презентационных роликов для сопровождения лекционного занятия представляет собой последовательное создание иллюстративных фрагментов, состав которых определяется целевым назначением занятия (рис. 6.3). В качестве фрагментов, применяемых в процессе лекции, могут быть использованы текстовые материалы, статические и динамические изображения, аудио- и видео фрагменты, контрольные задания и т.д. Соответственно в состав ПМК должны входить программно-технические средства, позволяющие эффективно подготавливать необходимые материалы (сканеры, средства подготовки видеоизображений, графические редакторы, средства анимационной графики). Для сборки презентационного ролика используются как авторские, так и стандартные программные средства. Для эффективного отображения лекционного материала необходимо применять специализированные мультимедийные средства отображения информации: теле-, видеоаппаратуру, видеопроекторы. Особый интерес представляет вариант реализации ПМК поддержки лекционного курса, обеспечивающего обратную связь с обучаемыми в процессе проведения занятия. 2) ПМК моделирования процесса или явления. ПМК подобного типа находят свое применение при изучении предметных областей и оборудования, реальное изучение которых осложнено либо в результате опасности и сложности (соответственно стоимости), либо из-за ограничений временного характера, не позволяющих за время обучения получить характеристики реальных объектов. Другой особенностью использования подобных ПМК является тот факт, что изучение и исследование математических или имитационных моделей реальных объектов позволяет в лучшей степени усвоить характеристики и принцип функционирования реальных процессов и явлений. Создание ПМК подобного типа требует тщательного анализа используемых для моделирования моделей с точки зрения их адекватности (так как использование для обучения моделей не обладающих таким свойством может привести к отрицательным результатам). Методический аспект использования ПМК моделирования заключается в необходимости предварительном планировании экспериментов с моделью и определением способов и методов исследования и интерпретации результатов, обеспечивающих максимальный эффект обучения. Программная реализация моделей возможна как с использованием стандартных научно-технических пакетов (MathCad, MatLab), так и авторских программ, реализующих модели, или с использованием систем моделирования (GPSS, MicroSaint). Область использования: изучение процессов или явлений, для которых реальное изучение (или изучение на физической модели) осложнено (стоимость, опасность и т.д.); изучение процессов в ускоренном масштабе времени (экономика, экология и т.д.).

Ограничения: сложность достижения достаточной адекватности для сложных объектов и процессов.

3) Тестовые и контролирующие ПМК. Основным назначением ПМК подобного типа является реализация функции контроля усвоения знаний на различных этапах обучения (от текущего контроля до итоговой оценки готовности обучаемого). Созданию ПМК должны предшествовать следующие этапы разработки, определяющие специфику контроля, зависящую от целей контроля и особенностей предметной области:

* формирование тестовых заданий и вопросов, обеспечивающих надежную оценку;

* выбор алгоритма опроса и способов предъявления заданий обучаемому;

* выбор метода обработки статистических данных оценивания;

* определение системы правил, обеспечивающих принятие решений об уровне знаний.

Существует большое количество подходов и методов решения перечисленных задач.

Наиболее эффективным средством для реализации ПМК данного типа является технология баз данных.

4) Электронные учебники. Создание электронных учебников является задачей, методически сходной с задачей создания обычного, хорошего учебника, т.е. включающего в свой состав не только теоретические разделы, но и практические примеры, задачи, методические рекомендации по изучению дисциплины. Исходя из этого электронный учебник по существу представляет собой интегрированный ПМК (рис. 6.6), включающий в свой состав ПМК различных типов.

5) Экспертные ПМК. Под экспертными ПМК понимают комплексы, реализующие режим адаптивного обучения, т.е. в отличие от принципов программированного обучения, предполагающих заданную траекторию изучения материала, экспертные ПМК ориентированы на контекстное изучение материала. Контекст изучения определяется не только уровнем усвояемости, но и целевыми установками обучаемого. Реализация подобных ПМК трудоемка и основана на использовании принципов искусственного интеллекта и технологий экспертных систем.