Глава 3. Эффективность применения электронного учебника.
3.1 Области применения электронного учебника в учебном процессе.
Электронный учебник при грамотном использовании может стать мощным инструментом в изучении большинства дисциплин, особенно связанных с информационными технологиями (ИТ). Первые электронные учебники появились еще на заре мультимедиа-технологии и получили распространение на компакт-дисках, но и сейчас редко удается встретить в учебном процессе использование таких дисков. Есть две основные причины этого явления:
1. Использование электронных учебников сопряжено с установкой дорогостоящего оборудования. Только в последнее время персональные компьютеры, пригодные для работы с мультимедиа-программами, стали относительно дешевы, но даже сейчас финансовое состояние многих образовательных учреждений не позволяет обеспечить ими учащихся в достаточном объеме.
В зависимости от вида изложения (лекция, семинар, тест, самостоятельная работа) сам ход занятия должен быть соответствующим образом адаптирован для достижения эффекта от использования учебника, а сам учебник должен поддерживать те режимы обучения, для которых его используют. Информация о предназначении электронного учебника для того или иного вида занятий должна быть указана в описании, а разработчики обязаны проработать предлагаемые режимы (интерфейс, озвучание, анимационные и видеофрагменты, гибкие настройки учебного курса и свойств программы).
Использование информационных технологий в обучении более эффективно, если работа идет в едином информационном пространстве, т. е. все доступные вычислительные ресурсы вуза объединены в сеть с регламентированным доступом к информации и оборудованию, на которой развернуты и функционируют сетевые программные средства автоматизации процессов (от электронной бухгалтерии до электронного каталога библиотеки) и учебных программных средств, интегрированы в единую информационную систему вуза. Примеры подобного использования ИТ существуют как в Казахстане, так и за рубежом, но если в Казахстане эти примеры единичны, то для западных вузов это — многолетняя традиция.
Единая информационная система вуза строится на базе интрасети и объединяет в единое информационное пространство все службы, таким образом достигается не только автоматизация многих процессов, но и появляются новые возможности по мониторингу. Важную роль здесь могут играть электронные учебники.
Новые образовательные технологии используют компьютерные сети для доставки знаний потребителям, на смену персональным компьютерам приходят мобильные системы на базе карманных компьютеров (PDA). Электронное образование (e-learning) в понимании западных специалистов однозначно воспринимается как дистанционное. Мы рассмотрим применение в целях образования электронного учебника, базирующегося на внутривузов-ской сети. Ниже перечислены различные режимы работы электронного учебника как составной части единой информационной системы вуза.
1. ЛЕКЦИЯ
Здесь электронное пособие призвано помочь лектору доходчиво и наглядно изложить материал в соответствии с его программой, которая должна обеспечить лектору поддержку как в проведении лекции, так и в ее подготовке. Помимо презентации в заготовке лекционного материала должны содержаться шаблоны для печати раздаточных материалов, которые бы могли быть использованы в чистом виде или с дополнениями преподавателя для раздачи студентам на лекции. Полезны следующие возможности:
• Интерактивная презентация с возможностью перехода в любой фрагмент и возврата к кадру, из которого был произведен переход.
• Просмотр анимационных и видеофрагментов, проигрывание звука в презентации. Раздельное управление фоновым и дикторским звучанием, возможность прерывания и запуска с любого логического фрагмента дикторской фонограммы. Увеличение графических изображений на весь экран и более с возможностью перемещения по экрану.
• Возможность предварительного выбора лектором материала в соответствии с программой лекции (редактор сценариев). Инструментарий создания презентации с возможностью использования заготовок и внедрения дополнительного материала.
• Отдельно можно рассматривать режим автоматического представления материала, где программа полностью заменяет лектора и учащийся может только приостановить изложение или повторить необходимый фрагмент (режим самостоятельного изучения материала).
Например, приведем такую схему. На лекциях преподаватель рассказывает ученикам основы курса, а ученики, имея выход в сеть, получают дополнительную информацию. Эта дополнительная информация может быть взята как из необъятных мировых ресурсов глобальной сети, так и из так называемого электронного учебника, который разработан специально для читаемого курса. Ученик может так же использовать средства электронной почты для связи с преподавателем.
2. СЕМИНАРЫ И ТЕКУЩЕЕ ТЕСТИРОВАНИЕ
Многие возможности компьютерных технологий могут оказаться полезными при их приложении к семинарским занятиям. Персональная работа каждого учащегося может контролироваться программой, а статистическая информация — собираться у преподавателя. Следует учитывать, что электронные учебники являются только вспомогательным инструментом, они дополняют, а не заменяют преподавателя. Таким образом, преподаватель получает инструмент мониторинга успеваемости студента в реальном времени (возможен вывод на монитор изображения с выбранного рабочего места). Статистика выполнения заданий также может собираться на экране преподавателя, что позволит учитывать разницу в скорости выполнения заданий студентами. Появляется возможность отказа от действий, не связанных напрямую с процессом обучения (например, от переписывания задания с доски).
Электронный учебник должен содержать избыточное количество заданий, чтобы при необходимости преподаватель мог давать повторные задания по той же теме. Не исключено использование автоматической генерации заданий в тех случаях, где потребуется, например, лишь заменить числовые значения таким образом, чтобы получился «красивый» ответ.
В режиме решения задач важной проблемой является создание такого пользовательского интерфейса, который бы не требовал отдельного обучения его использованию, при этом давал бы возможность учащемуся сократить до минимума все несущественные действия.
Опишем ход семинара. Преподаватель излагает некоторый материал, используя презентацию, показываемую учащимся через проектор, делая дополнительные пояснения на доске. Студентам выдаются задания, которые они выполняют на своих рабочих местах. В данном случае недопустимо совместное использование компьютеров, идентификатором студента является его сетевое имя. Если рассматривать математические задачи, то электронный учебник должен располагать инструментами ввода математического текста (примерами достаточно удобного и простого в освоении графического ввода формул являются, например, MathCAD или редактор формул MS Word). Программа отслеживает ход решения задачи, по запросу пользователя строит графики и т. д. В программе должны быть заложены возможные пути решения поставленной задачи, включая неэффективные, чтобы она могла, получив ответ, подтвердить его правильность и предложить оптимизировать решение. В случае получения неверного ответа — проанализировать решение и сделать замечание, направляющее студента на верный путь решения. Часто бывает, что по невнимательности в формуле была допущена опечатка, исказившая ответ. В таком случае решение, в принципе верное, обычно засчитывается как ошибочное, но если компьютер сможет вычислить опечатку и отличить ее от ошибки в логике решения, то и оценивать это нужно по-разному. Возможно ввести многокритериальную оценку, складывающуюся в ходе семестра и к формальному сроку отчетности дающую экзаменатору живую картину различных параметров успеваемости студента, представленную в виде временных диаграмм или в ином удобном виде. Поскольку информация об успеваемости поступает в реальном времени, преподаватели или руководство кафедры, факультета могут своевременно принять меры и предотвратить появления недочетов в обучении.
При данном подходе исключается возможность списывания решений — за счет генерации схожих вариантов, возможно выдавать каждому студенту уникальную задачу, причем программа будет следить, чтобы задания имели решения.
Все данные, собранные статистическим модулем электронного учебника, должны сохраняться на сервере института. Они могут быть использованы и деканатом, и другими службами вуза, например, при составлении статистики по факультетам, группам, при сравнении уровня подготовки разных потоков. Возможна практика публикации рейтингов групп и отдельных студентов —такая подробная статистическая информация лучше отражает действительное состояние академических успехов студентов, чем традиционная пятибалльная (а в действительности — трех-, четырех балльная) система оценки на редких и не всегда объективных контрольных работах или экзаменах. Их использование в конкурсном отборе или в выборе кандидатов для материального поощрения более оправдано, нежели обращение к результатам экзаменационных сессий.
Использование компьютеров на семинарских занятиях позволяет существенно упростить проведение тестов, сбора и анализа информации об успеваемости студентов. Становится возможным проведение моментальных тестов, в которых повторяемость вариантов и неточность оценки минимальны. Также значимым может стать использование «разветвленной» системы оценок, в которой задачи, относящиеся к нескольким темам, оцениваются соответствующим количеством оценок, выставляемых в различные разделы. Таким образом, у преподавателя будет складываться целостная картина и об успеваемости учеников, и об усваеваемости материала.
Если при решении задач студенту понадобится обратиться к лекционному материалу, то он не должен искать во многочисленных меню ту лекцию, которая ему потребовалась; все переходы должны быть предусмотрены, в том числе и на логически связанные темы (то, что в справке к программам называется Related Topics). Если предполагается исключительно самостоятельная работа (без учебного материала), то у преподавателя должна быть предусмотрена возможность отключения доступа студентов к лекционным материалам. Поскольку речь идет о сетевой версии электронного учебника, это не представляет сложности.
3. ИТОГОВЫЕ ТЕСТЫ, ЭКЗАМЕНЫ
Зачет по пройденному курсу может также проходить с использованием электронного учебника. Для его проведения используется тот же механизм, что и для текущих тестов. Разработчикам программного обеспечения следует уделить особое внимание защите системы учета и базы данных успеваемости учащихся от взлома.
Под тестом принято понимать разновидность вопросника с несколькими вариантами ответов на каждый вопрос (multiple choice question). У данной системы оценки знаний есть существенные недостатки с точки зрения выявления знаний учащегося, хотя она очень удобна для автоматизированной проверки и не требует написания сложных программ анализа ответов. Тем не менее, в процессе обучения важен не столько ответ, сколько логика решения задачи, а в ответе интересно не только число или выражение, а еще и объяснение этого ответа. Применение электронных учебников в роли ассистентов преподавателя при надлежащем подходе позволяет превратить групповое занятие отчасти в индивидуальное. Компьютер не только выполняет рутинные операции, но и позволяет проверить по шагам решение, тем более что часто в задачах бывает более одного варианта решения.
Компьютерный учебник может стать мощным инструментом повышения качества преподавания и обучения, но сперва следует досконально продумать каждый из его узлов — как систему тестирования, систему обработки, так и дизайн; все должно быть удобно и понятно.
4. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА С УЧЕБНИКОМ
В большой степени возможности электронных учебников раскрываются при работе учащегося. Здесь могут оказаться востребованными все мультимедийные функции: анимация и видео, интерактивные компоненты, вовлекающие обучаемого в учебный процесс и не дающие ему отвлечься, дикторский голос и подобранное музыкальное сопровождение и все возможности компьютерной поисковой системы. Все, кто пользовался электронными словарями (например, ABBYY Lingvo) или энциклопедиями, смогли оценить их неоспоримые преимущества в поиске информации перед классическими бумажными изданиями.
5. РАБОТА СО ССЫЛКАМИ
Даже самый полный учебник не в состоянии вместить в себя весь объем информации, которая может понадобиться учащемуся по данному предмету, всегда требуется дополнительная литература. С появлением Интернета и бурным развитием тематических сайтов и порталов различного назначения стало возможным найти практически любую информацию, подключившись к сети и сделав несколько запросов к поисковым машинам. Но и с подобной системой поиска информации возможны определенные сложности.
Для облегчения поиска информации существуют порталы — большие тематические сайты в Интернете, содержащие информацию по выбранной теме, ссылки на сайты по той же теме и поисковую систему с возможностью тематического поиска.
Электронный учебник физически традиционно представляет собой компакт-диск объемом 650 или 700 Мб. Это достаточно большой объем информации для текста (примерно 350 тысяч страниц), вполне достаточный, чтобы разместить там программу-оболочку, реализующую все описанные выше режимы, все мультимедиа и коммуникационные функции, но сколько бы информации не было бы записано на диск, она не будет исчерпывающей. В таком случае разработчикам в качестве поддержки диска было бы полезно создать тематический сайт со ссылками, пополняемыми и структурируемыми по мере поступления. В свою очередь, учебник может содержать ссылку на этот сайт.
6. В ПОМОЩЬ ПРЕПОДАВАТЕЛЮ
В большой степени электронные учебники полезны и преподавателям. Помимо очевидных функций наглядной демонстрации, тестирования и учета, стоит уделить внимание подготовке преподавателя к лекции, причем как к презентационной части, так и к содержательной.
Говоря о применении электронных учебников, мы подразумеваем внедрение новой методики преподавания: преподаватель объясняет материал, а надиктует его для записи. Все, что студенту может понадобиться записать, есть в раздаточном материале, от восприятия лекции студент не отвлекается, лишь иногда делает пометки.
Подготовка раздаточного материала — дело трудоемкое, ведь по сути — это подготовка учебного пособия, и от того, насколько оно хорошо составлено, зависит, в частности, и качество усвоения материала. Очевидно, много времени преподавателю сэкономит наличие в комплекте с электронным учебником заготовок для раздаточного материала или брошюр по учебному курсу, в которые преподаватель мог бы внести необходимые изменения или на основе которых делать свои собственные.
Если говорить о качестве проведения лекций и роли электронных учебников в его повышении, то искомых результатов можно достигнуть, составив при разработке учебника раздаточный материал, готовый к печати и редактированию. Даже если в учебном заведении возникнут трудности с распечаткой, то учащиеся смогут сами распечатать необходимый материал.
Другой стороной подготовки лекции является подготовка презентации. Наличие в системе электронного учебника инструментов создания презентации по готовому шаблону и с возможностью выбора материала и ввода собственных текста и графики уменьшит время подготовки и повысит качество и наглядность преподавания материала на лекциях.
От разработчиков зависит судьба идеи: если создавать презентацию в рамках оболочки учебника окажется неудобно (например, сложнее, чем в MS PowerPoint), то идея останется невоплощенной. Если преподаватели и будут создавать презентации, то их качество (следовательно, качество преподавания) будет сильно зависеть от дизайнерских способностей и ресурсов времени преподавателей. Интерфейс пользователя и функциональные возможности должны быть четко проработаны.
7. ЛАБОРАТОРНЫЕ И ГРУППОВЫЕ ЗАНЯТИЯ
Неотъемлемой частью многих учебных курсов являются лабораторные работы. Рассмотрим несколько вопросов, связанных с проведением лабораторных работ в вузе с использованием персональных компьютеров.
1. При проведении классических лабораторных работ (например, по курсу общей информатики целью является наглядное представление теории на основе проведения опытов.
Различия проявляются при работе с материалом, которые студент может изучать без персональных компьютеров, например переустановка операционной системы персонального компьютера. При традиционном лабораторном подходе студент сам участвует в постановке опыта, результат получается легко зримый или осязаемый. Компьютер не сможет предоставить студенту возможность сделать опыты своими руками, их результаты будут представлены в виде анимации, видеоролика, таблицы или графика. В этом проявляются недостатки «компьютерных» занятий. Но если попытаться оценить, какие из лабораторных занятий при переходе на компьютерное обучение потеряют в наглядности, а какие, возможно, приобретут, то становится ясно, что наглядная и понятная программа часто заменяет дорогостоящее и громоздкое оборудование учебных программных лабораторий.
2. Для классических дисциплин (в которых лабораторные работы проводились и раньше, но без применения компьютеров):
• Студент получает наглядное описание опыта в едином стиле с лекцией и семинаром, персональный виртуальный «стенд», ему не приходится работать с ветхой и испорченной техникой (часто ресурс лабораторной аппаратуры в вузах выработан). Программно можно смоделировать достаточно сложные устройства и процессы. Программа, моделирующая работу сложных приборов, намного дешевле и нагляднее, поскольку анализирует и выдает собранную воедино необходимую информацию.
• Поскольку для проведения, например, лабораторных работ по информатике используется тот же класс, что и для семинаров по математическому анализу, то у каждого студента будет персональный виртуальный стенд и преподаватель сможет качественно оценивать успеваемость учащихся и в этом ему поможет сама программа-симулятор. Таким образом, у преподавателя высвобождается время на работу со студентами. Поскольку особых требований к аппаратуре компьютеров нет, они могут быть одинаковыми во всем вузе, главное, чтобы они были и отвечали требованиям по необходимой производительности.
• Институт получает некоторую унификацию учебного процесса, что позволяет отказаться от содержания лабораторной аппаратуры и, за счет освободившегося места, решить проблему нехватки учебных помещений. Поскольку все компьютерные классы для проведения лабораторных работ и семинаров могут быть одинаковыми, упрощается распределение аудиторий и, при правильном составлении расписания, не потребуется устанавливать много компьютерных классов. Унифицируется обслуживание техники — теперь всю технику может обслуживать один отдел.
3. Для дисциплин, ориентированных на информационные технологии, применение электронных симуляторов очевидно. Часто используются рабочие модели: так, на лабораторной работе по локальным сетям все опыты проводятся на локальной сети лаборатории. Данный процесс наиболее приближен к жизни, хотя наглядность иногда страдает. В тех же случаях, когда создать ситуацию, изучаемую в данной работе, невозможно, используются программы-симуляторы.
8. ПРОГРАММЫ-СИМУЛЯТОРЫ (ТРЕНАЖЕРЫ, ИМИТАТОРЫ)
На протяжении многих лет программы симуляторы используются для обучения специальностям, связанным с профессиональным риском или с большими затратами на тренировки с реальными инструментами. Практика таких тренировок показала, что, несмотря на высокую стоимость аппаратно-программных тренажеров, обучение с их применением обходится намного дешевле занятий на реальном оборудовании.
Принцип действия симулятора можно описать следующим образом: создается компьютерная модель, поведение которой максимально приближено к поведению имитируемого объекта. Учащийся дает команды и получает отклик системы, таким образом развивается учебная ситуация.
В последнее время с повсеместным распространением персональных компьютеров симуляторы стали применяться и в других областях, не связанных с использованием дорогостоящих машин или с созданием опасных для жизни ситуаций. Например, инженер-электронщик, проектирующий какое-либо устройство (скажем, усилитель), сэкономит много времени, если вместо ручного составления и расчета схемы, пробной сборки и отладки макета воспользуется компьютером. В программу можно заложить свойства элементной базы, требуемые характеристики конечного устройства и условия его работы; таким образом, машина не только поможет создать и оттрасировать схему, но и хорошо ее протестирует, предоставив готовые данные (графики АЧХ и ФЧХ, измерения в контрольных точках и т. д.). У подобного симулятора есть недостаток — отличия в свойствах модели и реального объекта. Поэтому реальный усилитель, собранной по этой схеме, вряд ли будет в точности соответствовать по своим характеристикам тому, что прогнозировал компьютер, однако большой объем работ конструкторам уже не придется выполнять.
Использование имитационного моделирования имеет большое значение в образовательном процессе. Здесь есть два важных аспекта:
• С помощью симулятора можно воссоздать практически любую ситуацию, смоделировать практически любое устройство. Пользователь, работающий с этой программой, окажется в ситуации, близкой к реальной.
• Использование симуляторов, базирующихся на персональных компьютерах, позволяет унифицировать учебный процесс. Если перевести все опыты на компьютер, то не потребуется содержание лаборатории — занятия можно будет проводить в любом классе, оборудованном компьютерами.
Для всех функций электронного учебника, связанных со взаимодействием по сети, есть одно важное требование, нуждающееся в предварительной договоренности, выраженной в едином стандарте на формат данных, используемый для передачи информации между рабочим местом учащегося и преподавателя и для обмена информацией об успеваемости и учебными материалами с электронной сетью учебного заведения. Отдельное внимание следует уделить возможности проведения удаленных занятий и экзаменов при использовании электронного учебника в системе дистанционного образования.
Возможности программы ограничиваются, как правило, фантазией разработчиков, а реализация фантазий ограничивается в основном финансированием и сроками исполнения проекта. Современные персональные компьютеры позволяют успешно выполнять практически все учебные задачи; проблемы внедрения информационных технологий связаны уже не с несовершенством техники, а с недостаточной проработкой учебного программного обеспечения. Требования к интерфейсу программ чрезвычайно высоки и продолжают расти, притом мотивация студентов к обучению относительно невысока. В этих условиях перед разработчиками стоит задача не только выполнить проект грамотно с научной точки зрения, но и сделать его красивым, привлекательным, а главное, нужным для студента. Чтобы обеспечить столь высокие требования, разработки концепции информационной системы вуза и электронных учебников в частности следует вести комплексно и целенаправленно. Неграмотное и непоследовательное внедрение информационных технологий может принести больше вреда, чем пользы и вызвать устойчивую отрицательную реакцию у потребителей технологии. Очевидно, что сразу создать, протестировать и внедрить столь сложную и дорогостоящую систему не представляется возможным даже при наличии достаточного финансирования, поэтому следует также проработать вопрос поэтапного внедрения новых технологий без ущерба для существующих.
С точки зрения повышения качества образования стоит отметить, что полноценное и повсеместное внедрение электронных учебников, выполняющих описанные функции в вузе, обеспечивает следующие положения:
• Контроль за студентами упрощается и сама функция контроля переходит от преподавателя к программе, которая работает в соответствии со стратегией вуза, в нее заложенной, и лишена предвзятости в оценке.
• Предотвращение «пробелов в образовании» обеспечивается на ранних стадиях его зарождения, благодаря постоянному и многокритериальному мониторингу успеваемости студентов.
• Оценка успеваемости складывается на основе большого числа измерений, вероятность неверной оценки снижается.
• Руководство и преподаватели получают статистику в реальном времени и ее накопление позволяет делать аргументированные выводы достоинствах и недостатках проводимых программ по повышению качества образования.
3.2 Опыт использования электронного учебника.
Информационная культура личности формируется на протяжении всех лет обучения сначала в школе, а затем в вузе. Поэтому в программу средней и высшей школы введена дисциплина "Информатика", содержание которой включает разделы, посвященные теории информации, алгоритмам, информационным технологиям, в том числе сетевым.
При проведении практических занятий по Экономике с использованием электронного учебника перед преподавателем возникает ряд проблем, существенно усложняющих учебный процесс.
Прежде всего, это неоднородность довузовской подготовки студентов по данной дисциплине. В ряде школ, особенно в сельской местности, информатика как предмет отсутствует вообще, преподается в бескомпьютерном варианте или с использованием устаревших моделей персональных компьютеров типа. Такая материальная база не позволяет изучать многие разделы информатики, не обеспечивает формирование у школьников практических навыков работы на компьютере. С другой стороны, по мере дальнейшей компьютеризации все большая часть школьников получает среднее образование в оснащенных современной техникой школах, гимназиях, лицеях с углубленным изучением информатики. Определенная часть учащихся имеет домашние компьютеры, как правило, классом не ниже Pentium. Многие учащиеся посещают Интернет-центры, различные компьютерные курсы.
Преподаватель вуза на первом же практическом занятии по информатике в компьютерном классе сталкивается с ситуацией, когда одни студенты не работали с персональным компьютером, а другие владеют всеми современными компьютерными технологиями или по крайней мере свободно выполняют наиболее характерные операции с информацией в той или иной программной среде.
Из 25% изучавших компьютерные сети большинство - выпускники городских школ, лицеев с углубленным изучением информатики и достаточно современной компьютерной базой на основе IBM-совместимых компьютеров. 75% не изучавших данные технологии в основном не имели такой возможности в силу объективных причин, указанных выше.
Тем не менее на вопрос "Знаете ли Вы об Интернете?" ответили утвердительно 100% опрошенных. Из каких же источников учащиеся узнают об Интернете? По результатам опроса: 1) из средств массовой информации (СМИ), кино- и видеофильмов; 2) из журналов, книг; 3) от друзей и знакомых. Как правило, знания, полученные таким образом, не являются системными, полными и научно обоснованными.
Так, на вопрос "Что такое Интернет?" 34% ответили: "Международная компьютерная сеть", а вот остальные дали различные ответы: "Глобальная система", "Международная система связи", "Система общения", "Информационная программа". Не дали никакого определения 17% опрошенных.
На вопрос об услугах Интернет были получены такие ответы:
1)предоставление информации, данных - 34%;
2)электронная почта - 25%;
3)не знаю - 6%.
Остальные варианты ответов: "система оповещения", "телефонная служба", "библиотека", "проведение конференций", "пресса", фонотеки", "игры", "мультимедиа".
На вопрос об использовании Интернет в сфере образования 36% ответили "не знаю". Остальные ответы распределились следующим образом:
1)самообразование, расширение кругозора - 23%;
2)библиотеки - 14%;
3)обучающие программы - 9%;
4)другие ответы: дистанционное обучение, развивающие игры, обмен данными, создание специальных сайтов - по 4%.
Как видно, ответы самые разнообразные, зачастую далекие от истины. Поэтому одна из задач вузовского курса информатики - дать полное и правильное представление не только об Интернете, но и о компьютерных сетях в целом, их назначении, функционировании и сферах применения.
Поскольку информатика не является профилирующим предметом для многих специальностей, у абитуриентов обычно не проводится тестирование по данной дисциплине. Поэтому наличие или отсутствие элементарных навыков обработки информации на компьютере выявляется как post factum только в компьютерном классе.
Вторым фактором, влияющим на неоднородность восприятия программы по информатике в вузе, выступают психологические особенности мышления и способности студентов. Освоение компьютерных технологий требует определенного развития таких стилей формального мышления, как логическое.
Согласно психологам, формальное (абстрактное) мышление формируется к 14-15 годам. Однако в более поздних исследованиях было показано, что лишь часть людей (примерно 25-30%) действительно могут мыслить абстрактно.
В связи с этим неоднородность восприятия учебного материала по информатике является объективной закономерностью. Причем на гуманитарных факультетах, где обучаются студенты, имеющие менее развитое логическое мышление, преподавателю при определении содержания учебного курса приходится ориентироваться на прагматический, пользовательский аспект в изучении компьютерных технологий. Но даже такой подход не устраняет трудностей при изучении некоторых разделов информатики, например, операционных систем и принципов их работы, файловой системы и др.
Подобная технология работы на компьютере называется процедурной, пользователь должен знать не только что, но и как нужно сделать. В настоящее время начинает развиваться непроцедурная технология, когда пользователь знает только, что нужно сделать, а все остальное выполняется программным пакетом. Такая технология стала возможной благодаря разработкам в области экспертных систем, баз знаний и искусственного интеллекта, совершенствованию графических и речевых средств взаимодействия с компьютерной средой и т.д. Работа с помощью непроцедурной технологии не требует наличия развитого логического мышления.
Прослеживается зависимость эффективности обучения и от некоторых психических факторов, например, преподавателям информатики знаком так называемый психологический барьер у отдельных студентов, страх перед современной электронной техникой, боязнь "нажать не на ту клавишу", "сломать", "испортить" и т.д.
Указанные проблемы обусловливают использование преподавателем информатики форм, средств и методов проведения практических занятий с помощью современных педагогических и информационных технологий.
Наилучшим вариантом можно назвать индивидуальный подход, при котором учитываются особенности каждого студента. Но если у преподавателя нет возможности работать индивидуально с каждым, можно использовать дифференцированный подход, при котором выделяют группы студентов, имеющих однородную подготовку. Этим группам обычно соответствуют три уровня обучения:
1) начинающий;
2) продолжающий;
3) повышенной сложности.
Для начинающих необходимо провести несколько дополнительных занятий - "выровнять", подтянуть их до 2-го уровня, познакомить с элементарными понятиями информатики, научить простейшим операциям на компьютере.
В процессе обучения преподаватель использует не только различные формы и методы, но и средства обучения. Для реализации дифференцированного подхода можно использовать данный электронный учебник “Информатика для экономических специальностей”.
К электронному учебнику предъявляется ряд требований. По содержанию и структуре они должны соответствовать программе по данному предмету, быть понятными, доступными, лаконичными, обобщать учебный материал, но вместе с тем быть конкретными, включать достаточный фактический материал. В электронном учебники логика науки должна соответствовать логике изложения учебной программы. Большое значение имеет увлекательность, способность заинтересовать и заставить думать. При этом важную роль играют искусство слова, использование иллюстраций, фотографий, карт, схем, таблиц, диаграмм и т.д.
Электронный учебник должны соответствовать перечисленным требованиям. Кроме того, электронные учебники обладают рядом преимуществ, связанных с новыми информационными технологиями:
- использование средств мультимедиа, позволяющих обрабатывать не только числовую и текстовую информацию, но и звуковую, графическую, видео. Человек на 90% воспринимает информацию через зрение и слух. Визуальная технология повышает наглядность обучения за счет графической формы представления информации, поэтому восприятие учебного материала происходит быстрее и полнее, чем в вербальной или знаковой форме;
- реализация объектно-ориентированной технологии, позволяющей упростить процесс взаимодействия человека с компьютером посредством управления экранными объектами;
- применение современных технологий информационного поиска;
- наличие элементов экспертных и интеллектуальных систем.
Электронный учебник “Экономика ” позволяет студентам экономических специальностей усваивать программу курса с индивидуальной скоростью, в зависимости от способностей и до вузовской подготовки. Учебный материал обычно разбивается на две части - для обязательного и для углубленного изучения.
Используя электронные учебники, преподаватель освобождается от многих рутинных операций, получает возможность тестировать учащихся, отслеживать динамику обучения и развития практических навыков.
Электронные учебники можно классифицировать следующим образом:
- демонстрационные;
- обучающие;
- тестирующие;
- контролирующие;
- программы-репетиторы;
- тренажеры;
- имитационные и моделирующие (создающие проблемную среду обучения);
- дидактические игры и др.
Разработчиками программных средств создано большое количество электронныхучебников, работающих в разных операционных средах и предназначенных для разных моделей компьютеров. Школьные учителя и преподаватели средних специальных и высших учебных заведений широко используют обучающие программы на практических занятиях по информатике.
Мной проанализирован опыт преподавания дисциплины "Экономическая теория" для экономических и информационных специальностей для студентов первого курса Евразийского института рынка. Данная дисциплина изучаются в течение двух семестров: в первом семестре студенты знакомятся с общим курсом экономической теории, во втором – каждый уровень экономики изучается в отдельности: микроэкономика, макроэкономика, переходная и мировая экономика.
При изучении принципов функционирования персонального компьютера и особенностей работы в той или иной операционной среде мы используем обучающие программы разного назначения. Для общего знакомстваc экономикой, предназначен раздел 1; для знакомства с экономикой на микро и макро уровне –разделы 2 и 3. Обучение переходной и мировой экономики отлично подходят разделы 4 и 5.
Возможности приложений Microsoft Office(MS Word, MS Excel) предоставляют преподавателю возможность самому создавать небольшие электронные учебники, содержащие необходимый материал, учитывающий особенности будущей профессиональной деятельности студентов. Важным моментом является структурирование выбранной учебной информации, выделение ее основных и второстепенных элементов.
Мной был создан электронный учебник “Экономика ”. Который позволяет студентам экономических и информационных специальностей овладеть знаниями в области экономики и подготавливает их к эффективному использованию средств вычислительной техники.
Результаты использования электронного учебника позволяют сделать вывод, что применение электронных учебников устраняет "психологический барьер" перед использованием персонального компьютера, повышает уверенность, активность, самостоятельность студентов в учебном процессе, способствует формированию устойчивых практических навыков работы на компьютере. Студенты положительно воспринимают электронные обучающие средства, с удовольствием выполняют необходимые команды и операции.
При обучении информатике в вузе большое значение имеет мотивация к самостоятельному исследованию возможностей тех или иных программных средств. Электронные учебники не могут дать полного представления обо всех возможностях изучаемых программных пакетов, поэтому целесообразно использовать электронные учебники на начальном этапе освоения компьютерных технологий. Затем мы применяем проблемный подход с постановкой более сложных вопросов, связанных с функционированием той или иной программы и выполнением операций с информацией для решения конкретной задачи. Поиск ответов на поставленные вопросы студенты осуществляют самостоятельно, работая непосредственно с программными пакетами.
Одной из целей использования электронного учебника является постепенный переход от рассмотрения персонального компьютера как предмета обучения к его применению уже как средства обучения в дальнейшей образовательной деятельности.
Критерием эффективности обучения студентов компьютерным технологиям может служить такой показатель, как использование персонального компьютера в процессе дальнейшего обучения при подготовке к занятиям по специальным дисциплинам, выполнении и оформлении курсовых и дипломных работ. Практика проведения самостоятельных занятий с использованием электронного учебника по экономике показывает, что многие наши студенты свободно используют в учебной деятельности на старших курсах персональный компьютер в качестве средства обучения.
Оценка эффективности электронного учебника.
Обобщая, вышесказанное можно сказать что оценивать качество образования и качество образовательной технологии следует с учетом произведенных затрат. При применении одной и той же технологии на различных обучаемых мы неизбежно получим различные результаты. Вместе с тем, из практики известно, что ряд технологий, позволяет получать стабильно высокий результат с малым процентом неудач. Основная идея статистического метода оценки может быть заимствована из теории тестирования. Каждый тест имеет ряд характеристик, рассчитываемых на основе результатов его прохождения. Количественное выражение этих характеристик позволяет сравнивать тесты между собой и устанавливать отношения "лучше - хуже". Рассмотрение количественных характеристик тестов имеет смысл только при указании входной выборки - то есть подробного описания контингента тестируемых, а также при указании цели теста. Устанавливать отношения типа "лучше-хуже" для тестов, направленных на различные объекты тестирования не имеет смысла. По аналогии с классической теорией тестирования предлагается выдвинуть ряд показателей качества для ЭУП в целом, а также для отдельных элементов пособия. Минимальной единицей считается электронный урок. Знания о последовательности проведения уроков, обеспечивающие оптимальное обучение образуют электронный авторский курс (ЭАК). Электронным учебным пособием считается совокупность базы знаний (ЭАК), элементов предъявления (электронных уроков, которые могут быть реализованы отдельными программами) и технических модулей, обеспечивающих функционирование программной системы. Логика такого разделения состоит в следующем: каждая минимальная единица учебного пособия служит достижению определенной учебной подцели, которую невозможно или нецелесообразно декомпозировать. Электронное представление этой информационной единицы может быть удачным или не удачным, интуитивно понятным или чрезмерно сложным. К настоящему моменту существуют целые педагогические теории, посвященные тому, как должна выглядеть минимальная единица представления информации при обучении на компьютере. Часто они направлены на выяснение размеров, цвета, положения на экране символов и графики. Теории такого рода указывают на то, что то или иное цветовое сочетание, абстракции и т.п. положительно или отрицательно воздействуют а психику обучаемого и поэтому их лучше применять или не применять. Практика показывает, что безусловно это направление отрицать нельзя, но оценивать качество исходя только из подобных соображений неверно. Дело в том, что в зависимости от текущего психофизиологического состояния, различных обучаемые будут реагировать на стимулы по-разному. Поэтому конкретная реализация элемента предъявления информации должна строится на основе разработанных ранее психологических и педагогических теорий, а его оценка на основе статистики применения на четко заданной выборке. Таким образом, обобщая, можно сказать, что показатели качества электронного урока дают объективное представление о его удачности, в то время как показатели качества электронного курса в целом - о соответствии подобной структуры знаний заявленным целям обучения. В качестве основных показателей качества электронного учебного пособия в целом предлагается использовать следующие характеристики:
Валидность
Надежность
Трудность
Экономичность и избыточность
Интегрированность
Практичность
Валидность учебника - способность учебника соответствовать заявленным целям обучения. Необходимо различать несколько видов валидности
Таблица 1. Виды валидности ЭУП
Вид валидности
|
Что характеризует
|
Способ определения
|
Содержательная
|
соответствие содержимого учебника заявленным целям обучения
|
Оценивается предметными специалистами экспертно
|
Очевидная
|
валидность с точки зрения обучаемого
|
Оценивается обучаемыми экспертно
|
Сопоставительная
|
Способность учебника обучать
|
Отношение среднего значения результатов тестирования к модельному среднему значению (с учетом шкалы измерения)
|
Валидность ЭУП необходимо рассматривать с учетом произведенных при обучении затрат. Надежность - способность учебника показывать одинаково стабильные результаты при применении на нескольких, но примерно одинаковых выборках. Способность учебника мало менять свою стабильность при применении на различных выборках. Надежность можно определить как вероятность того, что средние результаты обучения отклоняться от идеальных не более чем на заданную величину. Трудность характеризует затраты на обучение по данному учебнику. Очевидно, что данный критерий многомерный. Свертка в один затруднена или невозможна. К основным затратным статьям следует отнести: материальные, временные, физические и умственные. Экономичность учебника - способность достигать поставленных целей за минимальное число шагов. Характеризуется распределением числа шагов, необходимых для достижения поставленных целей в разных выборках. Избыточность учебника - мера наличия в учебнике такой информации, овладение которой прямо не служит достижению поставленных целей обучения. Интегрированность учебника - степень его интеграции с другими учебниками. Степень зависимости результатов обучения по данному ЭУП от применения или не применения какого-либо другого учебника. Определяется через соответствующий коэффициент корреляции. Практичность учебника. Оценивается преподавателями и обучаемыми экспертно. Для объективности результатов опроса возможно применение критерия знаков. Для оценки качества уроков в учебнике предлагаются следующие характеристики:
Валидность урока
Трудность
Связность
Избыточность
Необходимость
Валидность и трудность для урока имеют смысл аналогичный валидности и трудности учебного пособия в целом. Связность урока характеризует меру его зависимости от других уроков, т.е. влияние усвоения одного урока на способность усвоить другой. Для тестов значимая корреляция между заданиями - это плохо. Для уроков, решение этого вопроса не однозначно. Для учебника связность информационных единиц - хорошо, а для справочника - плохо. Связность удобно представлять матрицей парных корреляций. Избыточность урока - мера информации, содержащейся в уроке, но не служащей прямо достижению учебных целей. Избыточная информация - это та, добавление которой уже не приводит к росту оценки по тесту. Часто урок получается избыточным при попытке достичь несколько разнородных целей, предъявить несколько не связанных единой целью информационных единиц: например грамматику и страноведческую информацию или наличие материала (картинки например) вообще без четкой цели. Избыточность можно оценить через средние характеристики (время внимания и т.п.). Смысл характеристики "необходимость урока" поясним примером. Если урок вообще исключить из ЭУП, то каков будет результат по данной учебной цели, не обучится ли слушатель как-нибудь на других уроках (для этого специально не предназначенных). Общий алгоритм оценки ЭУП может быть представлен следующими этапами:
1. Проведение предварительного тестирования
2. Обучение по ЭУП
3. Проведение заключительного тестирования
4. Определение показателей качества ЭУП
4.1. Внешняя валидность
4.2. Очевидная валидность
4.3. Сопоставительная валидность
4.3.1. Определение вида и параметров распределения выходных результатов
4.3.2. Определение вида и параметров распределения модельных результатов
4.3.3. Расчет валидности
4.4. Надежность
4.5. Трудность
4.6. Экономичность
4.7. Интегрированность
4.8. Практичность
5. Фиксация результатов в паспорте ЭУП
Пример оценки качества ЭУП Рассмотрим расчет основных характеристик качества на примере. В 2003г на кафедре ИСЭ было создано ЭУП "Вкладные операции". Пособие узко специализировано и предназначено для обучения контролеров-кассиров Казбанка. Учебной целью является знание одной из служебных инструкций и умение ее применять. Пособие рассчитано на недельный курс самообучения. По желанию обучаемого текст пособия (около 100 с.) может быть распечатан. Считается, что эффективность обучения должна составлять не менее 68%, а разброс средних результатов обучения не превышает 10%. Методика применения пособия подразумевает входной и заключительный контроль, результаты нормированы в интервал [0..1] и представлены в таблице 2. Пороговое значение 0.5. Объем позволяет привести только небольшую часть выборки (10 случаев). Все приведенные выкладки могут быть распространены на большее число случаев.
Таблица 2. Результаты контроля при использовании ЭУП "Вкладные операции"
№
|
Заключительный контроль
|
|
Фамилия
|
Результат
|
1.
|
Ананина
|
0,759
|
2.
|
Петрова
|
0,804
|
3.
|
Исмаилова
|
0,801
|
4.
|
Савина
|
0,756
|
5.
|
Пронина
|
0,728
|
6.
|
Сухматдинова
|
0,707
|
7.
|
Фен
|
0,747
|
8.
|
Килова
|
0,734
|
9.
|
Мусина
|
0,720
|
10.
|
Гранина
|
0,773
|
Итого
|
Среднее
|
0,753
|
Ст. отклонение
|
0,033
|
Таблица 3. Результаты расчета валидности в нескольких испытаниях
№
|
Сопоставительная валидность
|
1.
|
1,0
|
2.
|
0,862
|
3.
|
0,907
|
4.
|
0,938
|
5.
|
0,936
|
Среднее
|
0,929
|
Ст. отклонение
|
0,050
|
Расчет валидности Измерительную шкалу считаем интервальной. Распределение считаем нормальным, поскольку среднее значение, мода и медиана приблизительно совпадают. Из описания ЭУП можно заключить, что распределение его результатов должно иметь следующие характеристики: нормальное, заключено в интервале [0..1], 68% в интервале [0.5..1], значит s=0.25 (интервал в 2s=1-0.5=0.5), следовательно, среднее значение должно быть 0.75. Валидность учебника: V=1, поскольку (0.753-0.5)/(0.75-0.5)>1. Расчет надежности В процессе разработки ЭУП проводились статистические испытания. Результаты расчета валидности представлены в таблице 3. Валидность распределена нормально вокруг значения 0.929. Стандартное отклонение 0.050. Отклонению средних результатов от идеальных на 10% соответствует варьирование валидности в интервале [0.9..1] . Вероятность, что валидность попадет в этот интервал составляет более 99%. Трудность Согласно приведенным данным трудность ЭУП составила: 40 учебных часов, практически все обучаемые дополнительно работали с текстом инструкции по 30-40 минут в день. Затраты на распечатку составили500 на одного обучаемого. Материал инструкции требует запоминания большого объема частных положений. Текстовая структура ЭУП соответствует инструкции, ни один из уроков не может быть пропущен, поэтому оценивать экономичность не имеет смысла. ЭУП содержит несколько графических изображений и схем, не содержащихся в оригинальном тексте инструкции. Схемы занимают 4 экрана (всего экранов 100). Статистические испытания в процессе разработки показали, что наличие или отсутствие картинок значимо не влияет на результаты обучения, однако существенно влияет на очевидную и внешнюю валидность. Таким образом избыточность можно оценить в 4%. Практика показывает, что небольшая избыточность (до 10%) неизбежна и даже полезна. Программа непрерывной профессиональной подготовки контролеров кассиров включает ряд других ЭУП, применявшихся в разное время на тех же группах. Проведенные расчеты выявили наличие значимой корреляции с результатами обучения по ЭУП "операционно-кассовая работа". Таким образом, можно утверждать, что эти два ЭУП являются интегрированными и возможно, их состав дублирует друг друга. Оценка практичности производилась экспертно. Преподаватели оценили удобство интерфейса, возможность создания твердой копии инструкции. Как существенная проблема для неизбежной модификации назван объем ЭУП. Модификация ЭУП размером более 50 экранов на практике существенно затруднена. Приведенные показатели качества позволяют заполнить соответствующие графы паспорта ЭУП, отобразить ЭУП в многомерном пространстве признаков и установить отношения близости или удаленности с аналогичными ЭУП. Подобная абстракция позволяет практически реализовать библиотеку электронных учебных пособий (в отличие от электронной библиотеки пособий) и в каждом случае выбирать оптимальный учебник.
Заключение
Разработанный учебный электронный учебник по экономики имеет форму законченного и успешно апробированного товарного продукта, готового к широкому тиражированию. Его можно рекомендовать для серийной поставки в средне специальные учебные заведения , профессиональные училища и высшие учебные заведения в рамках оргмероприятий Министерства образования РК по компьютеризации профессиональные училища и высшие учебные заведения.
Опыт использования электронного учебника позволяет говорить о том, что развитие компьютерных технологий - весьма перспективный путь оптимизации учебного процесса на факультете.
Чтобы и преподаватели, и сотрудники, и студенты смогли перейти к использованию сетевых технологий в качестве средств обучения и самообучения, необходимо формирование устойчивых навыков работы с компьютерными технологиями вообще, что невозможно без систематической работы на компьютере. В процессе дальнейшей информатизации вуза каждый желающий сможет освоить работу с новыми информационными технологиями, сначала изучая эти технологии на занятиях по информатике, а затем используя их в качестве средства для дальнейшей учебы и работы.
Литература
Конституция РК
Указа Президента Республики Казахстан «О формировании единого информационного пространства Республики Казахстан» 1997 г.
Государственная программа «Формирование и развитие национальной информационной инфраструктуры Республики Казахстан» 1997г.
Постановление Правительства РК «О научной и научно-технической политике Республики Казахстан» 2000г.
Указ Президента Республики Казахстан «О формировании и развитии национальной инфраструктуры Республики Казахстан» 2001 г.
Закон РК «О науке», 2001 г.
Закон РК «Об информатизации», 2003 г.
Андреев А.А., Солдаткин В.И., Лупанов К.Ю. Проблемы разработки учебно-методических пособий для системы дистанционного образования//Применение новых технологий в образовании - М.: АТИСО, 1998.
Андреев А.А., Солдаткин В.И. К вопросу о рациональном комплекте средств обучения для системы дистанционного образования/Современный этап реформирования экономического образования в России: Труды Международной научно-практической конференции. - М.: ГФА, 1998.
Вымятин В.М. Информационно-технологическое обеспечение ДО//Открытое и дистанционное образование. 2000. № 1. - с. 18-28.
Григорьев С.Г., Краснова Г.А., Роберт И.В. и др. Разработка концепции образовательных электронных изданий и ресурсов//Открытое и дистанционное образование. Томск, 2002. № 3 (7). -с.31-33.
Демкин В.П., Вымятин В.М. Принципы и технологии создания электронных учебников. Томск, 2002. 64с.
Краснова Г.А., Беляев М.И., Соловов А.В. Технологии создания электронных средств. - М., МГИУ, 2001. 224с.
Кречетников К.Г. Методология проектирования, оценки качества и применения информационных технологий обучения. - М.: Госкоорцентр, 2001.
Шенников С.А. Открытое дистанционное образование. - М., 2002.
Д. Мейнджер - "JavaScript: Основы программирования"; Издательская группа BHV; Киев, 1997 год.
А. В. Фролов, Г. В. Фролов "Сценарии JavaScript в активных страницах Web"; Москва, "Диалог-мифи" 1998 год.
Б. Хеслоп, Л. Бадник - "HTML с самого начала"; Изд. "ПитерПресс"; С.-Петербург, 1997 год.
Macromedia Flash 5. (часть первая) Рубен Сардарян
Франклин Д., Паттон Б. Flash 4. Анимация в Интернете. - Пер. с англ. - СПб: Символ-Плюс, 2000. - 464 с., ил.
В.К. Совайленко О содержании математического образования и качестве учебников (мнение учителя). Педагогика. М.: "Педагогика". - № 3. - 2002. -С.35-39.
Спецификация HTML 4.0 http://www.citforum.mstu.edu.ru/internet/html40/cover.html#toc
http://www.cdo.ru/news/edu22032000_02.htm
http://users.kpi.kharkov.ua/lre/bde/rus/prog/DPRWEBCT.HTM
http://www.mesi.ru/niiot/mat_2.html
http://www.pictview.com
http://www.ulead.com/products/main_web/web.htm
Условные обозначения
ДО – дистанционное обучение;
ЭУ – Электронный учебник;
ОУ – Открытый университет;
ОУВ – Открытый университет Великобритании;
ЕАУДО – Евразийская Ассоциация Уневерситетов с Дистанционным Образованием;
СЕОУ – Сеть Еврапейских Открытых Уневерситетах;
KazRENA – Ассоциации пользователей научно-образовательной компьютерной сети Казахстана;
ЭУП – Электронный учебный процесс;
ЭАК – Электронный авторский курс.
Достарыңызбен бөлісу: |