Особенности применения ОЭИ на разных уровнях образования
В третью группу ОЭИ могут входить виртуальные тренажеры, виртуальные учебные лаборатории, лаборатории удаленного доступа и другие подобные им компьютерные системы. Отличительными особенностями таких систем является использование в их работе математических моделей изучаемых объектов или процессов и специализированный интерфейс, поддерживающий учащихся при решении учебных задач в режиме управляемого исследования.
Основное дидактическое предназначение ОЭИ третьей группы заключается в формировании и развитии неартикулируемой части ЗУН, исследовании свойств изучаемых объектов или процессов.
Четвертую группу ОЭИ составляют компьютерные системы автоматизации профессиональной деятельности или их учебные аналоги в виде пакетов прикладных программ. Они могут использоваться учащимися для решения различных задач по изучаемой теме, в ходе курсового или дипломного проектирования. При использовании ОЭИ данной группы процесс учебной работы проходит в режиме свободного исследования и близок по своему характеру к профессиональной деятельности специалиста.
В таком же режиме производятся эксперименты на удаленных уникальных стендах при исследовательской работе студентов.
Существуют и более сложные неявные способы классификации ОЭИ. В качестве критерия для классификации может выступать стратегия обучения, реализуемого с помощью ОЭИ. Под стратегией обучения понимается композиция действий, основанных на выводах, вычислениях, модификации представлений и знаний, экспериментировании, извлечении информации и т.п.
Стратегии обучения различаются по достигаемым целям, по воздействию на базу знаний, по способу комбинации таких воздействий.
В зависимости от природы используемых при функционировании ОЭИ правил вывода и предоставления учебного материала выделяются стратегии, основанные на дедукции, индукции, абдукции и аналогии,
определяемых в современной математической логике.
ОЭИ, основанные на дедукции, используют процесс вывода новых высказываний на основе других высказываний с использованием множества дедуктивных правил вывода. Все выводимые высказывания представляют собой некоторые логические следствия.
ОЭИ, основанные на индукции, используют процесс вывода более общих высказываний на основе высказываний, установленных для частных случаев, при использовании множества правил индуктивного вывода.
ОЭИ, основанные на абдукции, используют процесс вывода высказывания, которое объясняет данное высказывание.
ОЭИ, основанные на аналогии, используют процесс вывода высказывания, характеризующего неизвестную ситуацию, по высказыванию, определяющему известное и подобное состояние с помощью правил вывода аналогий.
Особенности применения ОЭИ на разных уровнях образования
На разработку, экспертизу, содержание и специфику функционирования ОЭИ накладывают существенные ограничения особенности подготовки специалистов в высшем профессиональном образовании, дополнительном образовании для детей и взрослых, образовании для учащихся с ограниченными возможностями.
Основной целью функционирования системы высшего профессионального образования является подготовка высококвалифицированных специалистов, владеющих знаниями в необходимых отраслях науки и техники. При этом качество образования выпускника должно соответствовать требованиям образовательного стандарта и отражать достигнутую в обучении степень мастерства владения профессиональной деятельностью.
Образовательный стандарт включает в себя требования к подготовке выпускников при соответствующих этим требованиям содержании, методах, средствах обучения и контроля. Разработка и практическое применение ОЭИ в системе высшего профессионального образования способствует более глубокому соответствию уровня подготовленности обучаемых требованиям государственного стандарта.
На основании этих требований, а также с учетом возможного использования ОЭИ разрабатываются учебные планы, программы, методики проведения различных занятий по всем дисциплинам, изучаемым в вузе.
ОЭИ, применяемые в вузах, строятся с учетом требований к образованности специалистов, выделенных в государственном образовательном стандарте высшего профессионального образования.
Выпускник вуза должен:
- уметь использовать научные методы в различных видах профессиональной и социальной деятельности;
- знать общие законы, владеть культурой мышления, быть способным в письменной и устной речи правильно и логично оформить результаты исследований;
- уметь организовать свой труд на научной основе, владеть компьютерными методами сбора, хранения и обработки информации, применяемой в сфере его профессиональной деятельности;
- уметь использовать методы решения задач на определение оптимальных соотношений параметров различных систем;
- иметь целостное представление о процессах и явлениях, происходящих в природе, понимать возможности современных научных методов познания природы и владеть ими на уровне, необходимом для выполнения профессиональных функций;
- уметь приобретать новые знания, используя современные информационные технологии;
- видеть взаимосвязь проблем различных дисциплин в целостной системе знаний;
- уметь строить и использовать модели для описания и прогнозирования различных явлений, осуществлять их качественный и количественный анализ;
- знать современные методики и аппаратуру для проведения эксперимента, в том числе с использованием средств современных информационно-коммуникационных технологий;
- быть готовым методически и психологически к изменению вида и характера своей профессиональной деятельности, работе над междисциплинарными проектами.
ОЭИ должны оказывать обучаемым существенную помощь в выполнении требований стандарта высшего профессионального образования. Так, например, повышения эффективности различных видов профессиональной деятельности с помощью современных информационных технологий, а также формирования целостного представления о процессах и явлениях можно достичь, если использовать в применяемых в обучении ОЭИ компьютерную графику и анимацию.
Овладения культурой мышления и развития мыслительных способностей можно добиться, если использовать в ОЭИ проблемные и исследовательские задания, интеллектуальные обучающие подсистемы.
В системе высшего профессионального образования конкретизируются цели использования ОЭИ. Такими целями являются:
- автоматизация таких видов учебной деятельности как поиск, сбор, хранение, анализ, обработка и передача соответствующей информации;
- автоматизация обработки результатов лабораторного эксперимента;
- автоматизация расчетов и других информационных обработок в процессе выполнения контрольных заданий, курсового и дипломного проектирования;
- автоматизация проектирования и конструирования;
- организация интерактивного диалога и оперативного взаимодействия между участниками учебного процесса;
- имитация и моделирование работы сложных объектов, протекания различных явлений и процессов в реальном, ускоренном или замедленном масштабах времени;
- подготовка к будущей профессиональной деятельности с помощью тренинга в предметной виртуальной среде;
- автоматизация контроля результатов учебной деятельности.
Важной составляющей профессиональной подготовки является применение в учебном процессе компьютерных систем автоматизации труда в соответствующей отрасли: систем автоматизации проектирования, производства, инженерного анализа, экономических расчетов, документооборота, научных исследований, экспертно-диагностирующих систем. Подобные системы в последнее время включаются в состав многих ОЭИ, применяемых в высшем профессиональном образовании.
Разработка и создание ОЭИ для вузов проводятся с учетом того, что автоматизация учебных работ профессионального характера создает предпосылки для глубокого познания свойств изучаемых объектов и процессов на математических или имитационных моделях и реальных физических стендах, проведения параметрических исследований и оптимизации. Вместе с тем, осмысленное применение систем автоматизации требует достаточно высокой профессиональной квалификации, которой учащиеся еще не обладают.
Нередко они успешно овладевают лишь аппаратными и программными компонентами автоматизированных систем и самого ОЭИ.
Следует учесть, что отрицательное влияние на качество профессиональной подготовки оказывает скрытность расчетов, выполняемых компонентами ОЭИ. Многие вычисления, которые в ОЭИ нередко объявляются рутинной работой, обладают большим обучающим эффектом, так как позволяют проследить и понять связь значений варьируемых переменных изучаемых объектов или процессов с их характеристиками.
- В целом для системы высшего профессионального образования наиболее перспективна разработка ОЭИ, обеспечивающих:
- доступное изложение учебного материала повышенной сложности, обусловленной сложностью содержания образовательных областей высшего образования, абстрагированием, идеализацией изучаемых объектов и явлений, многообразием реальных систем и режимов их существования и функционирования;
- отражение большого объема теоретических понятий, используемых в дисциплинах высшего профессионального образования, высокой степени их логической взаимосвязи и высокого уровня иерархичности системы этих понятий;
- сравнительно большой объем разнообразных контролируемых тренировочных действий.
В системе высшего профессионального образования наибольлую эффективность обучения можно достичь, благодаря объединению рассмотренных в предыдущем параграфе Концепции групп компонентов ОЭИ в единое издание. В этом случае рациональная, дидактически обоснованная последовательность обучения с использованием соответствующего ОЭИ сводится к следующим методическим этапам:
1. Первоначальное знакомство с теорией с помощью печатных материалов, аудио- и видеозаписей;
2. Осмысление и закрепление теории с помощью ЭУ, виртуальных учебных кабинетов, контроль знаний по теории с помощью систем компьютерного тестирования;
3. Формирование и развитие практических умений, профессионально-ориентированной интуиции на тренажерах, проведение учебных исследований на реальных экспериментальных стендах и в виртуальных лабораториях;
4. Решение профессионально-ориентированных задач по тематике ОЭИ в курсовом и дипломном проектировании с помощью средств четвертой группы.
Нередко компьютерную поддержку учебного процесса в вузах, особенно технических, осуществляют с помощью пакетов прикладных программ (ППП), являющихся либо промышленными разработками, либо учебными копиями таких разработок. Учебные ППП, как правило, имеют ряд упрощений по сравнению с их промышленными аналогами, обусловленных, в основном, экономическими соображениями.
Многие ОЭИ, разрабатываемые для высшего профессионального образования могут включать в свой состав либо целые ППП, либо их отдельные компоненты.
В большинстве случаев сценарии работы обучаемых с отмеченными выше компонентами ОЭИ копируют технологию работы специалистов-профессионалов.
Обучающие функции в этих сценариях реализуются преподавателем.
На начальном этапе работы с ОЭИ обучаемый уясняет задачу и разрабатывает варианты ее решения: генерирует проекты в проектно-конструкторских задачах, выдвигает гипотезы в учебном исследовании. Здесь же выбираются математическая модель объекта или процесса и соответствующая компонента ОЭИ, готовятся исходные данные для расчета.
Следующий этап работы со специализированной прикладной частью ОЭИ включает ввод исходных данных, собственно расчет и вывод результатов расчета. Эта работа выполняется в диалоговом или близком к пакетному режиме взаимодействия учащегося с ОЭИ.
Обучение на этом этапе ограничивается освоением техники работы с ОЭИ, что, безусловно, важно для современного специалиста, но не затрагивает сущности профессиональной подготовки.
Основная учебная деятельность, имеющая исключительную значимость для профессиональной подготовки, выполняется на этапах анализа результатов расчета, выбора рационального решения, корректировки ранее принятых решений.
Существенной областью применения различных видов ОЭИ является расширяющаяся в настоящее время система дополнительного образования для детей и взрослых. Создание такой системы и применение в ней ОЭИ направлены на разрешение ряда противоречий, сложившихся в сфере образования. В их числе противоречия:
- между специфическими общественными потребностями и запросами обучаемых в рамках дополнительного образования и качеством традиционной системы обучения;
- между декларируемым равенством возможностей получения дополнительного образования и реальной его доступностью для различных возрастных и социальных групп населения;
- между формирующимся рыночным характером экономики страны и сохраняющимся распределительным характером экономики системы образования;
- между функционально-территориальной и организационной структурами системы образования и потребностями регионов.
Анализ состава потенциальных и реальных потребителей услуг дополнительного образования показывает, что в качестве обучаемых следует рассматривать различных субъектов профессиональной среды, стремящихся к развитию собственной компетентности, повышению профессиональной квалификации, к расширению и изменению сферы своей профессиональной деятельности. В их числе учащиеся средних общеобразовательных, специальных и высших профессиональных учебных заведений, взрослые люди, находящиеся в интеллектуальном и деятельностном развитии, руководители и менеджеры действующих предприятий, преподаватели и консультанты.
Исследование потребностей этих и других потенциальных учащихся системы дополнительного образования вместе с условиями деятельности предприятий в России позволяют выявить ряд особенностей разработки и функционирования ОЭИ, применяемых в дополнительном образовании.
Многие из подобных ОЭИ создаются целенаправленно для переобучения или дополнительного обучения взрослых. Взрослый человек - это лицо, обладающее физиологической, психологической, социальной, нравственной зрелостью, экономической независимостью, жизненным опытом и уровнем самосознания, достаточными для ответственного самоуправляемого поведения.
ОЭИ для дополнительного образования должны строиться с учетом особенностей обучения взрослого человека:
- взрослому человеку принадлежит ведущая роль в процессе обучения;
- взрослый человек стремится к самостоятельности, самореализации, самоуправлению во всех сферах жизни, в том числе и в учебной деятельности;
- взрослый обладает опытом, который может быть использован как при его обучении, так и при обучении коллег;
- взрослый человек обучается для решения важной для него жизненной проблемы и достижения конкретной цели;
- взрослый рассчитывает на немедленное применение результатов обучения;
- у взрослого обучающегося много ограничений в учебе (социальные, временные, финансовые, профессиональные и др.);
- процесс обучения взрослого человека организован в виде совместной деятельности обучающегося и обучающего и носит характер партнерства;
- взрослого интересуют не столько количественные, сколько качественные характеристики знаний;
- взрослый обладает рядом стереотипов относительно форм своего образования.
Существует ряд аспектов психологического характера, присущих системе дополнительного образования. Как правило, дополнительное обучение и переобучение оказывает на обучаемого (как взрослого, так и ребенка) психологическое давление, поскольку личный опыт человека не всегда соответствует тому, чему его учат в ходе получения дополнительного образования.
Негативные психологические аспекты проявляются в условиях, когда велико несоответствие рекламных предложений о дополнительном образовании действительным потребностям обучаемого.
Большое воздействие на эффективность дополнительного образования и используемых в нем ОЭИ оказывают психологические установки обучаемых, складывающихся в результате прошлого жизненного и учебного опыта обучаемых. Положительная роль психологических установок заключается в том, что они определяют устойчивый последовательный и целенаправленный характер деятельности обучаемых, а также освобождают человека от необходимости принимать решения и сознательно корректировать деятельность в стандартных, встречавшихся ранее ситуациях.
В то же время психологические установки оказывают и отрицательное воздействие на дополнительное обучение, выступая в качестве фактора, обусловливающего инертность и косность деятельности, затрудняя приспособление человека к новым изменившимся ситуациям.
Анализ особенностей дополнительного образования для детей и взрослых позволяет выявить специфику соответствующих ОЭИ. Такие издания должны учитывать:
- возможность занять ведущую роль в дополнительном образовании, проявляющуюся в свободе выбора различных форм обучения и использования ОЭИ;
- изначальные ожидания обучаемых, их возможности и ограничения;
- ориентацию на короткие вспышки учебной активности у обучаемых;
- профессиональные потребности и мотивацию обучаемых в построении ОЭИ и организации взаимодействия с ними;
- необходимость ознакомления обучающихся с целями обучения, возможность изменять характер работы с ОЭИ в зависимости от изменения целей обучения;
- возможность предоставления конкретных заданий, основанных на развивающейся практике профессионально занятых обучаемых;
- возможность связывания изложения учебного материала с тем, что может быть известно потенциальным слушателям;
- целесообразность максимального обращения обучаемых к практике;
- максимальное использование демонстрационных приемов;
- выбор формы подачи материала с целью создания наибольшей мотивации для обучения;
- возможность использования нескольких каналов восприятия информации для усиления и убыстрения эффекта освоения материала;
- необходимость интенсификации методов ЪупаковкиЛ идей и концепций учебных курсов;
- ориентацию на компактные и эффективные циклы обучения;
- обязательное наличие атмосферы всесторонней поддержки;
- необходимость расширения представлений о целях дополнительного образования, о возможностях различных средств, способствующих достижению этих целей.
Все больший интерес к разработке и использованию ОЭИ проявляется в процессе становления современной системы непрерывного многоуровневого образования лиц с ограниченными возможностями здоровья (инвалидов). В такой образовательной системе ОЭИ выступают в качестве одного из средств специальных образовательных и реабилитационных технологий, представляющих собой особую совокупность организационных структур и мероприятий, системных средств и методов, оптимальным образом обеспечивающих реализацию и усвоение образовательных программ в объеме и качестве, предусмотренными государственными образовательными стандартами, создание системы мер, направленных на устранение или возможно более полную компенсацию ограничений жизнедеятельности, вызванных нарушением здоровья со стойким расстройством функций организма.
Реабилитационная и образовательная деятельность проводится с учетом действующих в образовательной среде ограничений по срокам обучения, состоянию материально-технической базы, квалификации персонала, интеллектуального, образовательного и реабилитационного потенциала обучаемых лиц и их специальных образовательных потребностей.
Процесс обучения лиц с ограничениями по здоровью имеет следующие особенности, которые могут быть частично решены в рамках создания и использования ОЭИ:
- нерегулярность посещения учебных занятий, связанная с ограничением передвижения;
- сокращение количества часов учебной нагрузки;
- щадящий режим обучения;
- ограничение возможности развития творческих способностей;
- ограничение практической подготовки, и в первую очередь, учебных экспериментов;
- ограничение информационных и иллюстративных возможностей преподавателей в учебном процессе.
Проблема создания и внедрения ОЭИ является одной из основных при организации интегрированного обучения лиц с ограниченными возможностями. Современная отечественная и зарубежная методология использования ОЭИ, применительно к инвалидам, строится на принятии в качестве определяющего того факта, что основными ограничениями для этой категории граждан являются коммуникация и доступ к информации.
ОЭИ способны сыграть существенную роль в создании безбарьерной образовательной среды, дополнив существующую технологическую базу обучения и реабилитации инвалидов такими технологиями как:
компьютерные и телекоммуникационные технологии;
- технологии проблемной ориентации;
- технологии ЪгувернерскогоЛ обучения;
- технологии графического, матричного и стенографического сжатия информации;
- технологии тотальной индивидуализации.
Практика использования средств информационных и коммуникационных технологий в обучении людей с ограниченными возможностями выявила компоненты и технологии, целесообразные к вхождению в состав соответствующих ОЭИ:
- технологии дифференциации содержания обучения;
- технологии, которые повышают соотношение формализованных и неформализованных знаний, используют дедуктивные и системно-структурные методы подачи и изложения материала, ориентированные на психофизиологические особенности контингента обучающихся;
- мультимедиа технологии, реализуемые на основе специально структурированных баз данных, электронных пособий и учебников, адаптированного программно-аппаратного обеспечения и периферии;
- специализированные мультимедиа технологии в живом контакте педагога и обучающегося (голос, жест, тактильное общение и пр.).
Информационные компьютерные технологии, используемые в создании ОЭИ для людей с ограниченными возможностями можно условно разделить на адаптационные (собственно адаптационные, коррелятивные адаптационные, компенсирующие адаптационные) и интегральные интерфейсные.
Технологии первой группы призваны облегчить проблемы образовательной и профессиональной деятельности, и не могут, к сожалению, решить их полностью. Эти технологии реализуются с помощью персональных компьютеров эксклюзивной конфигурации, оригинальных контроллеров, специального программного обеспечения и функционально-адаптированной системы внешних устройств.
Интегральные интерфейсные технологии в создании ОЭИ нацелены на радикальное решение проблемы реабилитации и интеграции инвалидов. Эти технологии реализуются на базе оригинальных процессоров, системы контроллеров и специального программного обеспечения, изготавливаемых с высокой степенью индивидуализации.
Наибольшие перспективы распространения ОЭИ в этой сфере образования связываются с глобальной визуализацией учебного материала, применением интерактивных методов наложения текста на учебный видеоматериал, использованием систем распознавания речи, разработкой и внедрением систем текстового сопровождения речи преподавателя в реальном масштабе времени, интерактивными мультимедиа презентациями и максимальным озвучиванием образовательного процесса.
Существует необходимость понимания разработчиками новых ОЭИ обязательности универсальности таких изданий по отношению к лицам с ограниченными возможностями. Пренебрежение к их специальным потребностям может привести к технологической дискриминации (и как следствие к ограничению в образовательной и профессиональной дееспособности) этой категории граждан.
Комплекс требований к ОЭИ и их классификация
Процесс создания ОЭИ, регламентируемый настоящей Концепцией, должен обеспечивать производство ОЭИ, отвечающих системе психолого-педагогических, технико-технологических, эстетических и эргономических требований. Как и сами ОЭИ, требования к ним можно классифицировать согласно нескольких различных критериев.
Все требования к ОЭИ можно разделить на две основные группы: требования, инвариантные относительно уровня образования, имеющие отношение ко всем, без исключения, ОЭИ и специфические требования, предъявляемые к ОЭИ для общего среднего, высшего профессионального, дополнительного образования, а также обучения людей с ограниченными возможностями.
ОЭИ должны отвечать стандартным дидактическим требованиям, предъявляемым к традиционным учебным изданиям, таким как учебники, учебные и методические пособия.
