Педагогические технологии

Теперь, рассмотрим возможности обучающих систем и попытаемся сравнить их с "обычным живым учителем"

Сначала дадим некоторые определения и пояснения, которые нам могут помочь при дальнейшем рассмотрении темы.

Этот процесс протекает как последовательность сменяющих друг друга состояний. Смена состояний идет благодаря событиям и сигналам. Заметим также, что процесс должен быть управляемым с одной стороны, но с другой стороны направленным на усвоение способов познавательной деятельности, развития творческих способностей, интересов, что не так часто вспоминают, говоря об обучении.

В системе знаний можно выделить, по крайней мере, три категории: знания, умения, навыки. Каждая категория вносит определенный вклад в совокупную категорию - качество образования.

Знания - это то, что известно или та информация, которая эффективно используется в конструктивной деятельности. Знания отражают начальный уровень образования в какой-либо предметной области, позволяя осознать потребности, выделить объекты исследования из "окружающей среды" и частично ассоциировать информацию с классами решаемых задач в этой предметной области (уровень школьника, уровень студента и дилетанта).

Умения - это процессы планирования, применения и преобразования знаний в какой-либо вид конструктивной деятельности. Умения отражают развитый уровень образования в какой-либо предметной области (уровень специалиста).

Навыки - это выработанный автоматизм в реализации умений или наивысший уровень умений в фиксированной среде реализации ("навык мастера ставит"). Навыки отражают наивысший уровень образования в какой-либо предметной области (уровень специалиста).

Классификация методов обучения и обучающая система как метод обучения.

В педагогике долгое время существует и успешно применяется классификация методов обучения. Посмотрим, как в нее вкладывается обучающая система, как метод обучения:

1) классификация по источнику знаний:

• 
  практические методы;
  
• 
  наглядные методы;
  
• 
  видео методы.
  

• 
  активная;
  
• 
  пассивная.
  

• 
  объяснительно-иллюстративные;
  
• 
  репродуктивные;
  
• 
  методы исследования;
  
• 
  проблемно-поисковые (эвристические) методы.
  

Исходя из всего вышеперечисленного, можно отметить, что обучающая система как метод достаточно универсальна. В разных ситуация она может себя вести по-разному, гибко используя преимущества и недостатки традиционных методов и видов обучения.

Анализируя формы обучения легко заметить, что обучающие системы в первую очередь ориентированы на индивидуальную форму обучения, преодолевая при этом такой недостаток этой формы, как неэкономичность. Необходимо также отметить, что само применение обучающих систем не противоречит всем основным принципам, правилам и закономерностям обучения, о которых так много говорят педагоги. Чаще бывает, что система сама помогает в соблюдении этих принципов.

Обучающие системы - это новый универсальный метод для реализации педагогических замыслов, апробирования новых экспериментальных планов, обеспечивающий эффективность и гибкость обучения в целом.

Для создания какой бы то ни было теории, или технологии построения обучающих систем, а также при рассмотрении проблем обучения, нам необходимо знать предмет теории и соответственно его представление. Выделим основные формы представления учебного материала:

Надо заметить, что в большинстве обучающих систем форму представления знаний выбирает сам эксперт. Исходя из теорий обучения, выделяют следующие основные типы обучающих систем, которые опираются на соответствующие модели обучения:

Первый из них, названный законом тренировки, говорит о том, что, чем чаще повторяется определенная реакция на ситуацию, тем прочнее связь между ними, а прекращение тренировки (повторения) приводит к ослаблению этой связи.

Второй закон был назван законом эффекта : если связь между ситуацией и реакцией сопровождается состоянием удовлетворенности (удовольствия) индивида, то прочность этой связи возрастает и наоборот: прочность связи уменьшается, если результат действия приводит к состоянию неудовлетворенности. Опираясь на эти законы, последователь Торндайка Б. Ф. Скиннер разработал в начале 50-х годов весьма технологичную методику обучения, названную в дальнейшем линейным программированием.

Учебный материал Скиннер предлагал разбивать на мелкие дозы, каждая из которых должна содержать одну ситуацию. Ситуации должны быть настолько простыми (что почти автоматически обеспечивалось малостью доз учебного материала), чтобы реакции на них практически всегда были правильными.

По мнению Скиннера, правильное выполнение учебного задания уже само по себе является положительным подкреплением и приводит учащегося в состояние удовлетворенности.

В текстах программированных учебных пособий Скиннера содержались пропуски (ситуации) - один пропуск на фразу из 2-3 строк. Пропущенные слова располагали на полях страницы. Учащийся, изучая такое пособие, сначала закрывал поля, читал текст, вставляя пропущенные слова, и сразу же проверял себя, открывая ответы. Тексты учебных пособий были написаны таким образом, чтобы в процессе их чтения обеспечивалось многократное повторение всех существенных элементов учебного материала.

Необходимыми условиями для применения ассоциативно - рефлекторной теории усвоения являются наличие у обучаемых определенного фундамента знаний и владение ими логическими операциями, позволяющими связывать между собой ранее изученные и новые элементы знания. Методику ассоциативно-рефлекторного обучения можно представить в виде схемы из шести следующих этапов.

1. Актуализация ранее усвоенных элементов знания (контроль, напоминание).

2. Установление связей между ранее усвоенными и новыми элементами знания

3. Фиксация и осмысление новых элементов знания.

4. Закрепление новых знаний.

5. Обобщение ранее усвоенных и новых элементов знания в единую систему.

6. Закрепление обобщенного знания.

1. Создание мотивации для изучения учебного материала.

2. Формирование ориентировочной основы деятельности, например, изучение общей структуры учебного материала.

3. Материальная или материализованная форма деятельности. На этом этапе организуется учебная деятельность непосредственно с изучаемыми материальными объектами или с их заменителями: макетами, чертежами, схемами и т.п.

5. Абстрагированная деятельность, протекающая в форме внутренней речи (внешняя речь "про себя").

6. Учебная деятельность, протекающая в абстрагированной свернутой, умственной форме.

Концепция алгоритмизации. Основная сфера применения этой теории усвоения - изучение алгоритмов решения задач. Технологическая схема учебной работы по этой теории состоит из пяти этапов.

1. Осознание области применения усваиваемых способов.

2. Ознакомление с алгоритмом решения задачи в целом.

3. Учебная деятельность по алгоритму с внешней опорой (алгоритм перед глазами).

4. Учебная деятельность по алгоритму с эпизодической внешней опорой (алгоритма перед глазами нет, но есть возможность заглянуть в его описание).

5. Учебная деятельность по алгоритму без внешней опоры.

В трансформационной теории обучения разные стратегии активного владения знаниями представляются через регулярные связи между критериями эффективности деятельности и основными психологическими факторами сложности деятельности. Такое представления позволили выявить закономерности процессов трансформации стратегий деятельности в ходе обучения и установить, что эти процессы лишь в частных случаях могут описываться монотонными моделями.

Математическое моделирование обучающих систем

В основе любой обучающей системы лежит математическая модель процесса обучения. Чаще всего моделируют поведение обучающего, с целью повышения эффективности обучения. Модель определяет, в какой последовательности и какие блоки знаний увидит обучаемый в тот или иной момент обучения. Модель обязательно включает в себя представление состояния, в котором находится ученик. Сюда обычно относят:

• 
  текущий изучаемый блок знаний;
  
• 
  пройденные блоки знаний;
  
• 
  результаты ответов на контрольные вопросы;
  
• 
  уровень подготовки ученика;
  
• 
  его биологические характеристики (как он быстро устает, как быстро забывает пройденный материал, как быстро он успевает трансформировать, полученные знания);
  

Модель определяет, каким образом будет изменяться состояние ученика во времени в результате его недетерминированного поведения.

Обзор существующих подходов

Работы психологов и педагогов, которые были рассмотрены ранее, дают возможность сделать следующие выводы:

• 
  знания удобнее представлять в виде блоков (бихейворизм);
  
• 
  блоки знаний должны быть взаимосвязаны друг с другом (ассоциативно-рефлекторная теория);
  
• 
  новые знания должны мотивировать обучаемого (теория поэтапного формирования умственных действий);
  
• 
  необходимо повторение пройденного материала (бихейворизм, теория поэтапного формирования умственных действий);
  
• 
  при оценке ответов на поставленные вопросы необходимо учитывать уровень ученика (бихейворизм, теория поэтапного формирования умственных действий);
  
• 
  необходимо предоставить ученику возможность обобщения знаний в систему и ее трансформацию (трансформационная теория обучения);
  
• 
  для успешного поиска ответов на поставленные задачи необходимо изучение алгоритмов решения задач (концепция алгоритмизации).
  

В существующих обучающих системах в основе лежит модель обучаемого как конечного недетерминированного автомата с функцией отображения. Это наиболее общая существующая модель. Ее основная суть заключается в представлении поведения обучаемого как конечного недетерминированного автомата с графом возможных переходов. Состояние этого автомата было описано выше. База знаний определяет доступные блоки знаний, часть которых помечена как финальные. Граф доступных переходов обычно также хранится в базе знаний, либо задается жестко программно. В каждый момент обучения ученику доступен результат работы функции отображения параметром состояния модели обучаемого. В результате выбора дальнейшего пути обучения и ответов на поставленные вопросы меняется и состояние модели обучаемого. Обучение заканчивается по желанию ученика в одной из финальных вершин.

Немаловажным аспектом является оценка знаний обучаемого. Именно этот показатель определяет эффективность применения обучающих систем. Качество образования может быть оценено через усвоенные объемы информации, глубину взаимосвязей элементов системы связей и т.д. Важно также оценивать периоды актуальности и востребованности полученных знаний.

Различают пять уровней усвоения учебного материала:

"Нулевой уровень" (Понимание) - это такой уровень, при котором учащийся способен понимать, т.е. осмысленно воспринимать новую для него информацию. Строго говоря, этот уровень нельзя называть уровнем усвоения учебного материала по изучаемой теме. Фактически речь идет о предшествующей подготовке учащегося, которая дает ему возможность понимать новый для него учебный материал. Условно деятельность учащегося на "нулевом" уровне называют Пониманием.

Первый уровень (Опознание) - это узнавание изучаемых объектов и процессов при повторном восприятии ранее усвоенной информации о них или действий с ними, например, выделение изучаемого объекта из ряда предъявленных различных объектов. Условно деятельность первого уровня называют Опознанием, а знания, лежащие в ее основе, - Знания-знакомства.

Второй уровень (Воспроизведение) - это воспроизведение усвоенных ранее знаний от буквальной копии до применения в типовых ситуациях. Примеры: воспроизведение информации по памяти; решение типовых задач (по усвоенному ранее образцу). Деятельность второго уровня условно называют Воспроизведением, а знания, лежащие в ее основе, - Знания-копии.

Четвертый уровень (Творческая деятельность) - это такой уровень владения учебным материалом темы, при котором учащийся способен создавать объективно новую информацию (ранее неизвестную никому).

На основании статистической информации, полученной в результате интерактивного взаимодействия с обучаемым, можно попытаться определить состояние обучаемого (усталость, раздраженность, волнение), и соответственно адаптировать процесс обучения. Более того, можно попытаться построить более точную модель обучаемого.

Таким образом, мы можем подвести итог: обучающие системы - это технология обучения будущего. Но, как и у всякой технологии, у нее есть недостатки. А именно:

• 
  самым главным недостатком принято считать вред для здоровья (с чем автор данного семинара ни в коем случае не согласен)
  
• 
  в общем случае обучающая система - замкнута и ограничена
  
• 
  Компьютерофобия (боязнь этого "циклопа с монитором вместо глаза")
  

Обучающие системы могут быть успешно применены не только в формальных предметных областях, например, математике, информатике, логике, но и в достаточно неформальных дисциплинах, как-то: философия, музыка, рисунок. Основным преимуществом обучающих систем является их способность предоставлять ученикам возможности к творчеству, выбору альтернатив обучения. Многие обучающие системы хорошо иллюстрированы, наглядны и всецело занимают внимание ученика, заставляя его в игровой форме отыскивать ответы на достаточно трудные вопросы. В использовании обучающие системы максимально приближены к обучаемому и обеспечивают индивидуальный подход к каждому конкретному типу обучаемого. В случаях, когда преподаватель, по каким-либо причинам не может преподнести материал, обучающая система отчасти способна решить эту проблему, беря функцию передачи знаний на себя. Обучающая система позволяет преподавателю больше времени тратить на научную работу, чем на преподавание.

Необходимо отметить, что применение автоматизированных систем в образовании - это не новая технология. Попытки ее разработки предпринимались с тех пор, как только появились первые компьютеры. В нашей стране это направление развивается с 70-х годов. Разработками в этой области занимались видные специалисты по педагогике, психологии, кибернетике и искусственному интеллекту. На эту тему написано много книг, статей, но, в то же самое время, на практике, как в нашей стране, так и за рубежом существует слишком мало обучающих систем, а те, что есть, подчас не удовлетворяют всем требованиям, которые перед ними ставят специалисты.