Повышение эффективности обучения средствами интерактивных информационных технологий: На примере изучения курса «Педагогика»

Актуальность и постановка проблемы исследования. В современных условиях высшего образования возрастает потребность в усвоении значительно большего количества информации, получаемой с помощью различных методов, обучающих технологий и при непосредственном взаимодействии «педагог учащийся». Особое место в этом процессе информатизации обучения принадлежит компьютерным технологиям и созданным на их основе учебно-образовательным программам. Однако в этой связи возникает целый ряд вопросов, относящихся к педагогическим аспектам формирования образовательной среды. К ним можно отнести следующие вопросы:

1. Какой должна быть коммуникативная связь «педагог — учащийся», если посредником коммуникации выступает персональный компьютер?

2. В чем должна состоять суть обучающих программ, их алгоритм и психолого-педагогическое обоснование?

3. Каковы наиболее оптимальные сроки для эффективного усвоения знаний, и каким образом это способствует формированию профессиональных навыков и умений?

4. Можно ли использовать алгоритмы образовательных программ для автоматизации некоторых этапов обучения, и каково их влиянием на особенности складывающих интерактивных отношений в структуре образовательного процесса «педагог <-> учащийся».

И в наше время — время новых информационных технологий — по-прежнему сохраняется противоречие между необходимостью приобретения в ограниченные сроки обучения в вузе все большей совокупности знаний, умений и навыков и фактическими возможностями существующих методов обучения. Поиск путей повышения эффективности обучения становится, следо: вательно, одной из приоритетных задач профессионального высшего образования.

В отечественной педагогической и психологической литературе вопросы компьютеризации образования рассматривались с позиций этапности обучения (П. Я. Гальперин), применения электронно-вычислительных машин в целях создания алгоритмов для решения мыслительных задач, а также обучающих программ (О. К. Тихомиров, Е. И. Машбиц). В работах Б. С. Гер-шунского, А. А. Вербицкого и др. рассматриваются общие педагогические аспекты применения компьютера в образовании. Так, в частности, труды В. А. Белавина, И. Ю. Паскаля, Б. И. Пойзнера были посвящены исследова-: нию возможности использования компьютеров в процессе самостоятельных и лабораторно-практических работ учащихся. А в исследованиях А. И. Баш-макова, Ю. В. Кожевникова, А. И. Соловьева осуществлялся анализ существующих в практике образования обучающих компьютерных программ.

Представители особо зарекомендовавшего себя в образовании лично-стно-ориентированного подхода к обучению настаивают на использовании «дозированной помощи», «системы подсказок», в основе которых теоретические положения JI. С. Выготского, П. Я. Гальперина, В. В. Давыдова об актуальном и ближайшем развитии когнитивных и личностных способностей. Последователи данного направления аргументируют и широко используют принципы гуманистической ориентированности образования, которое не исключает применения передовых обучающих технологий, в том числе и в сфере компьютеризации образования (Е. В. Бондаревская, И. Б. Котова, А. В. Петровский, В. В. Сериков, В. Д. Шадриков, И. С. Якиманская, А. В. Непомнящий и др.).

Наряду с этим, по-прежнему, актуальной остается проблема учета педагогических факторов в системе компьютеризации образования, а именно — учета индивидуальных особенностей личности учащихся, дифференциации обучения, то есть применения образовательных компьютерных программ. Активное участие педагога в создании и моделировании образовательных компьютерных программ, учитывающих педагогические условия, в том числе и в сфере интерактивных коммуникаций, способствовало бы повышению эффективности обучения — решению одной из важных задач профессионального высшего образования — усвоению и практическому использованию полученных знаний.

Компьютерные программы с развитием систем «искусственного интеллекта» потенциально могут заменить преподавателя. Но разработка систем такого уровня нередко под силу только целому научному коллективу. Прототипом систем с искусственным интеллектом можно считать программы с высокой степенью интерактивности, под которой понимают: способность «откликаться» на действия обучающегося, вступать с ним в диалог. Интеракт тивные информационные технологии позволяют учитывать не только актуальный уровень развития, но и воздействовать на зону ближайшего развития, учитывать индивидуальные особенности учащегося.

Целью настоящего исследования являлась: разработка модели интерактивной информационной технологии, способствующей повышению усвоения знаний студентов технического и гуманитарного вузов. Реализация цели исследования предполагала применение созданного алгоритма обучающих компьютерных программ на основе дифференцированности обучения в зависимости от уровня актуального развития учащихся.

Предметом исследования — изучение особенности применения интерактивных информационных технологий в учебном процессе вуза в связи с характером непосредственного и опосредованного взаимодействия субъектов педагогической деятельности.

Объектом исследования являлись: студенты технического и гуманитарного вузов в процессе усвоения гуманитарных дисциплин с применением интерактивных информационных технологий.

Общей гипотезой исследования являлось положение о понимании интерактивной информационной технологии как своеобразной педагогической модели, в которой субъекты педагогического взаимодействия — педагог и учащийся — участвуют в процессе обучения посредством алгоритма образовательной задачи, куда включены и коммуникативные особенности субъектов совместной деятельности.

Данное педагогическое взаимодействие успешно реализуется, если в учебном процессе соблюдаются следующие условия: интерактивные информационные технологии используются на этапах формирования умений и навыковв структуру традиционных обучающих компьютерных программ включены элементы высокой интерактивности (многоуровневые подсказки) — предусмотрена возможность коррекции методики преподавания i. учебной дисциплины, учитывающей интерактивные информационные технологии1.

Задачи исследования:

1. Осуществить теоретический анализ разработанности проблемы внедрения инновационных компьютерных технологий в образовательную среду профессионального высшего образования.

2. На основе анализа состояния проблемы — компьютеризации обучения — определить роль и место обучающих компьютерных программ, в основе которых используются интерактивные коммуникативные характеристики субъектов педагогического взаимодействия.

1 В настоящей работе цели и гипотеза исследования реализованы на материале изучения студентами технического вуза курса «Педагогики».

3. Разработать и обосновать педагогическую модель обучающих компьютерных программ, основанную на характеристиках интерактивной связи субъектов педагогического взаимодействия.

4. Исследовать дидактические возможности и экспериментально установить эффективность применения образовательных компьютерных программ с интерактивными коммуникативными характеристиками субъектов педагогического взаимодействия в условиях технического вуза и при усвоении дисциплин гуманитарного цикла.

В соответствии с поставленными задачами применялись следующие методы исследования: а) анализ научной литературы в области педагогики высшего профессионального образованияб) метод обобщенных характеристик педагогического опыта с использованием обучающих компьютерных программв) анализ учебно-методической документации учебного заведения по циклу гуманитарных предметных дисциплинг) педагогическое наблюдениед) метод анкетированияе) педагогический (формирующий) экспериментж) математико-статистические методы.

Теоретическую базу исследования составили концепция личностно-ориентированного подхода в образовании (JI. С. Выготский, А. В. Петровский, А. Г. Асмолов, И. Б. Котова, В. В. Сериков, В. Д. Шадриков, И. С. Якиманская, Е. В. Бондаревская и др.), научно-прикладные исследования,-проведенные в области психолого-педагогических аспектов компьютеризации образования (Ю. К. Бабанский, В. П. Беспалько, Б. С. Гершунский, А. М. Ма-тюшкин, Е. И. Машбиц, М. И. Махмутов, Н. Ф. Талызина, Г. К. Селевко, Б. Ф. Скинер, JI. Н. Ланда, И. Я. Лернер, К. М. Шоломий и др.).

Положения, выносимые на защиту:

1. Интерактивные информационные технологии представляют собой педагогическую модель взаимодействия субъектов совместной деятельности посредством алгоритма когнитивно-личностных ориентированных задач, решаемых в процессе усвоения учебной дисциплины.

2. Интерактивные информационные технологии позволяют индивидуализировать учебно-познавательную деятельность студентов, создать условия в дифференциации процесса обучения, относящиеся как к срокам усвоения учебного материала, так и к качеству образования. Повышение эффективности обучения прямопропорционально интерактивной характеристике особенностей педагогического взаимодействия субъектов совместной дея.

Ч тельности.

3. Интерактивные характеристики учащихся формируются и проявляются в условиях индивидуализации и дифференциации обучения на основе актуализации принципа самостоятельности и принципа построения алгоритма решения учебных задач, учитывающих зону актуального и ближайшего развития в освоении учебной дисциплины.

4. Особенности обратной связи в условиях педагогического взаимо-ш действия «учащийся педагог» могут свидетельствовать об уровне эффективности предложенной модели интерактивной информационной технологии и о приобретенных знаниях, сформированных навыках и умениях учащихся в конкретной предметной деятельности.

Научная новизна исследования состоит: в определении и теоретическом обосновании возможности повышения эффективности обучения путем использования интерактивных информационных технологий в процессе самостоятельной работы студентовф организованной с учетом индивидуальной восприимчивости учащегося к тому или иному способу подачи информации, дозированной помощив поиске теоретических и практических путей реализации принципов диалогичности, комплексности, системного подхода и активности учащихся при разработке обучающих компьютерных программ, направленных на решение задач индивидуализации обучения, в частности, при усвоении курса такой учебной дисциплины, как «Педагогика" — в разработке и обосновании модели интерактивной информационной технологии для повышения эффективности обучения при усвоении дисциплин гуманитарного цикла (на примере курса «Педагогика»),.

Практическая значимость исследования заключается в следующем: предложенная модель обучающей компьютерной программы направлена на совершенствование учебного процесса в условиях совместной деятельности «педагог <-» учащийся", посредством заданного алгоритма образовательных задачвнедрение разработанной модели интерактивной информационной технологии в педагогический процесс вуза позволило оптимизировать дозированную помощь учащимся при усвоении ими конкретной учебной дисциплины, повысить качество усвоения знаний, формирование навыков и умений в заданной предметной деятельности (на примере изучения курса «Педагогика» в Таганрогском государственном радиотехническом университете1 и в Таганрогском государственном педагогическом институте2) — разработанная модель обучающей компьютерной программы с применением интерактивной информационной технологии может быть успешно применена при изучении других дисциплин гуманитарного цикла, стать моделью других образовательных информационных технологий.

Полученные в работе результаты направлены на реализацию актуальных задач высшего профессионального образования по подготовке квалифицированных специалистов.

Апробация и внедрение результатов исследования. Исследования проводились с 1999 по 2004 гг. на базе двух высших учебных заведений России — ТРТУ и ТГПИ. Общий замысел и логика исследования определили следующие этапы работы:

1 Далее по тексту: ТРТУ.

2 Далее по тексту: ТГПИ. первый этап (1999—2000 гг.) носил констатирующе-поисковый характер. На этом этапе была изучена основная философская, психолого.

Щ педагогическая, социологическая и техническая литература, проведены первичный сбор, обработка и обобщение информации, рассмотрена предметная область, проведен анализ существующих взглядов и выявлены недостаточно исследованные аспекты решения поставленной задачивторой этап (2000—2002 гг.) был посвящен подготовке и реализации педагогического эксперимента, который проводился на двух контрольных и одной экспериментальной группах с приблизительно равным количеством студентов, одинаковыми диагностическими целями обучения. По одному и тому же предмету были охвачены педагогическим экспериментом два различных на профессиональной направленности вуза России: ТРТУ (кафедра «Психологии и безопасности жизнедеятельности» — (1-я контрольная группа) — ТГПИ (кафедра «Информационных систем и технологий управления (2-я контрольная группа) и экспериментальная группа, состоящая из студентов указанных вузов. В контрольных группах занятия проводились традиционными методами, а в экспериментальной — с применением обучающей компьютерной программы с высокой степенью интерактивности. Целью эксперимента являлось определить количественные характеристики эффективности дидактического процесса в трех группах и сравнить ихтретий этап (2002—2004 гг.) связан с обработкой, обобщением, систематизацией и апробацией полученных результатов, коррекцией исходных данных с целью повышения достоверной значимости эксперимента, литературным оформлением диссертации.

Структура и объем диссертации

Работа состоит из введения, трех глав, заключения. Материал изложен на 123 страницах, содержит 20 таблиц, 8 рисунков. Имеется 4 приложения. Указатель литературы включает 120 источников.

Выводы по второй главе.

Компьютерное обучение может использоваться на всех этапах процесса обучения. Однако наиболее эффективным является его использование на этапе формирования умений и навыков. Высокая роль на данном этапе отводится самостоятельной работе учащихся. При этом обучаемость мы рассматриваем как возможную восприимчивость учащегося к получению помощи. Повышение эффективности обучения возможно за счет адаптации обу-* чающей программы к индивидуальным особенностям учащегося, то есть за счет повышения внутренней активности последнего посредством интерактивных компьютерных технологий (ОКП). Интерактивность компьютерных средств обучения обеспечивается системой многоуровневых подсказок. За основу многоуровневых подсказок берутся знания, навыки, умения опыт — как когнитивная деятельность, свидетельствующая о зоне актуального разви-ц? тия. Учитываются также и ближайшие перспективы развития (зона ближайшего развития) — возможности выполнения задания, как обучение, освоение опытом. Система подсказок имеет методическое сопровождение, основанное на программных продуктах ПК.

При разработке учебной программы курса «Педагогика» важными условиями выступали: а) подготовка программы и ее адаптация с учетом специфики направленности профессионального образования студентов технического и гуманитарного вузовб) особенности моделирующего интерфейса, в котором предусматривались интерактивные отношения субъектов педагогического взаимодействияв) система обучающих уроков-подсказок, мотивирующих учебную деятельность и интерактивные отношения субъектов педагогического взаимодействияг) многоуровневая система подсказок, основанная на актуальных и расширенных представлениях в познавательной и личностной сферах обучающихся.

Настоящие условия-детерминанты оказались существенными в ходе проверки положений выдвинутых на защиту. Данные эмпирических наблюдений показали, что разнообразие обучающих компьютерных программ усиливает мотивационные предпочтения учащихся к изучаемому предмету, и, в то же время, не выхолащивает традиционный дидактический подход в системе взаимодействий «педагог <-> учащийся». Психологический аспект опосредования коммуникативной деятельности учащихся в связи использованием ПК приобретает смысл будущего профессионального становления, а поэтому * ОКП целевым образом реконструируют опыт и ближайшие перспективы развития по пути освоения дисциплин гуманитарного цикла.

Полученные в исследовании данные позволяют заключить:

1. Алгоритмы ОКП основываются на актуальных знаниях и опыте работы учащегося с ПК. Коммуникативная функция учащегося, опосредованная его включением в систему «человек — машина», реализуется с учетом индивидуальных особенностей и характером интерактивных отношений, выстраиваемых в ситуации взаимодействия субъектов педагогической деятельности.

2. Применение ОКП на основе зоны актуального и ближайшего развития способствует поэтапному формированию навыков, умений и способов взаимодействия не только в системе «человек — машина», но и «человек — человек», а в условиях педагогической деятельности — формированию навыков профессионально-педагогического общения.

3. Сама программа ОКП в процессе освоения студентами приобретает • дидактический и креативный характер, что способствует совершенствованию когнитивно-личностных свойств учащихся.

4. Сравнительные показатели успешности усвоения материала в экспериментальной и контрольной группах учащихся свидетельствуют также в пользу мотивации к учению с применением новейших технологий ОКП.

Заключение

.

Использование информационно-компьютерных технологий (ИКТ) в образовательном процессе вуза неминуемо приводит к модернизации традиционных дидактических приемов взаимодействия субъектов педагогической деятельности («педагог учащийся»). И в то же время, ИКТ привносят особенности новой педагогической парадигмы в структуру высшего профессионального образования, целью которого является подготовка высококвалифицированных специалистов. В научной литературе проблеме применения компьютерных технологий в образовании отводятся дискуссии на общеметодологическом и конкретно-педагогическом (психологическом) уровнях. Ученые сходятся на мысли, что компьютеризация в системе образования несет в себе как позитивные, так и негативные моменты. Однако, рассматривая ее общем контексте оптимизации учебно-образовательной среды, ученые в области применения ПЭВМ в обучении считают, данное направление наиболее эффективным и педагогически обоснованным. Увеличение количества информации, потребности в ее систематизации, особенности усвоения дисциплин гуманитарного или технического характера требуют конкретизации теории и методики дисциплин профессионального образования.

В настоящем исследовании была предпринята попытка теоретического и прикладного анализа применения обучающих компьютерных технологий (ОКТ) в освоении студентами дисциплин гуманитарного цикла на примере курса «Педагогика». Студенты технического (ТРТУ) и гуманитарного (ТГПИ) вузов изучали курс «Педагогики» по разработанной нами обучающей компьютерной программе (ОКП), суть которой сводилась к тому, что алгоритм программного продукта основывался на применении индивидуального подхода к учащемуся с учетом его зоны «актуального» и «ближайшего» развития, и с учетом перспектив формирования интерактивных особенностей взаимодействия в системе: «педагог <-» учащийся". % Полученные результаты и их анализ позволили по-новому подойти к вопросу о методике преподавания профессиональных дисциплин в связи с интенсивным процессом информатизации в системе образования. Причем было установлено, что методический аспект создания ОКП имеет две стороны: первая — педагогическая, учитывающая дидактические подходы к представлению учебного материала, вторая — психологическая, включающая в * себя специфику когнитивного уровня развития учащегося, его личностные особенности. Их взаимовлияние представляет собой оптимизацию учебного процесса и формирование у студентов коммуникативных функций, опосредующихся применением ПЭВМ1.

Проведенное исследование подтвердило общую гипотезу — положение о понимании интерактивной информационной технологии как своеобразной педагогической модели, в которой субъекты педагогического взаимодействия (педагог и учащийся) участвуют в процессе обучения посредством алгоритма образовательной задачи, куда включены и коммуникативные особенности субъектов совместной деятельности.

Обоснован вывод о том, что педагогические подходы к построению обучающей компьютерной программы с высокой степенью интерактивности (ОКПВСИ) и ее программная реализация в дальнейшем могут использоваться как отдельный модуль (элемент) для создания законченного программно-педагогического продукта — автоматизированной обучающей системы с вы* сокой степенью интерактивности. Однако решение такой большой научной.

1 Данный процесс, не только в системе образования, но и в сфере общественной жизни в связи с высокими информационными технологиями, приобретает широкое распространение и нередко носит стихийный характер, то есть речь идет о том, что вопросы практики использования ПЭВМ забегают вперед и ставят соответствующие вопросы перед такими науками, как педагогика и психология, с точки зрения образовательных технологий или выстраивания отношений типа «человек — машина». задачи объективно будет под силу творческому коллективу специалистов различных профилей. г^- Экспериментально подтверждена эффективность занятий проводимых с применением ОКПВСИ. Опираясь на теоретические положения методики, проведено педагогическое исследование, в результате которого обосновано повышение эффективности обучения через внедрение в учебный процесс педагогических программно управляемых систем (на примере ОКПВСИ) по сравнению с учебным процессом, проводимым по традиционной схеме.

В итоге исследования получены следующие выводы:

1. Методологические и методические аспекты создания ОКП пересекаются в плоскости теории и практики преподавания профессиональных дисциплин в условиях вуза, ориентированной на профессиональное становление будущего специалиста.

2. Использование новых психолого-педагогических технологий в разработке ОКП по дисциплинам гуманитарного цикла ориентировано на участии субъектов педагогического взаимодействия («педагог <-> учащийся») в освоении разделов и тем предметной области, например, курса «Педагогики», и тем самым — на формирование навыков и умений в будущей профессионально-педагогической деятельности.

3. Алгоритмы ОКП представляют собой набор дидактических приемов, реализующих непосредственное и опосредованное включение учащегося в структуру педагогического взаимодействия и совместной деятельности в освоении учебной дисциплины, что повышает уровень интерактивности щ предложенной модели ОКП.

4. Создание ОКП основывается на актуальных знаниях и опыте работы учащегося с ПК, где особое место отводится алгоритму обучающих программ, учитывающих индивидуальные особенности коммуникативной сферы учащегося.

5. Психолого-педагогическое обоснование применения ОКП в условиях вуза основано на представлениях о зоне «актуального» и «ближайшего» развития (по JI. С. Выготскому) когнитивных и личностных функций, что способствует поэтапному формированию навыков, умений и способов взаимодействия человека с ПЭВМ и формированию стиля педагогического взаимодействия («педагог <-> учащийся») в условиях совместной деятельности.

6. Сравнительные показатели успешности усвоения материала в экспериментальной и контрольной группах студентов ТРТУ и ТГПИ свидетельствуют в пользу мотивации к учению с применением новейших технологий ОКП: 48% студентов экспериментальной группы и 16% студентов контрольной группы используют ПК в образовательной ситуации вуза- 76% студентов экспериментальной группы владеют ИКТ и создают собственные информационные базы знаний, тогда как 44% студентов контрольной группы пока лишь мотивированы в потребности освоения обучающих технологий в целях формирования навыков работы на ПК.

7. Функция интерактивности ОКП, реализуемая педагогом опосредованно с помощью ПК, по данным экспериментальной группы, способствует формированию самостоятельности в решении образовательных задач (78%), позволяет индивидуализировать потребности в общении с педагогом (62%), снизить эмоциональное напряжение (56%). Примерно 7з студентов контрольной группы, напротив, рассматривают использование ПК в учебном процессе, как сдерживающий фактор вербальной коммуникации, а 20% учащихся вообще не имеют каких либо представлений о возможностях применения ОКП в системе образования.

Таким образом, результаты диссертационного исследования позволяют наметить перспективы продолжения работы по совершенствованию методики создания интерактивных информационных технологий на основе ОК-ПВСИ для дисциплин гуманитарного цикла и их внедрения в практику работы вузов с различным профилем профессиональной подготовки специалистов.