Текст книги "Теория и технологии компьютерного обучения и тестирования"

Глава 2 Теоретическое обоснование компьютерного обучения

Люди привыкли объяснять свои действия из своего мышления, вместо того чтобы объяснять их из своих потребностей…

Ф. Энгельс 1919
  Маркс К. и Энгельс Ф. Собрание соч. т.20, С. 493.


[Закрыть]

Развитию новых технологий классической модели обучения всегда предшествовали философия, теории психологии, теория дидактики.

Решение проблем, стоящих перед образованием настоящего и, главное, – будущего и при традиционном обучении имеют междисциплинарный характер, что, безусловно, требует интеграции усилий разных направлений наук. В нашем случае вопрос изучения касается компьютерных технологий обучения в условиях сетевого взаимодействия и это требует системного подхода к выбору и обоснованию необходимости новых для системы образования областей науки, к которым относятся, в первую очередь, системный анализ и теории управления сложными системами. Кроме того, необходимо по-новому оценить значение областей знаний, ранее используемых в классическом образовании. Но самое главное – необходимо понять методологическое значение инноваций в системе образования.

Поскольку развитие и внедрение нового требует постоянного анализа и уточнения базовых категорий и определения места инновациям в теории познания, напомним, чтобы осмыслить или переосмыслить, известные категории теории познания и необходимой деятельности при исследовании и развитии нового.

Несколько определений и высказываний.

Методология (слово, понятие, учение) – система принципов и способов организации и построения теоретической и практической деятельности, а также учение об этой системе (ФЭС, 1983).

Методология – учение о структуре, логической организации, методах и средствах деятельности. М. науки – учение о принципах построения, формах и способах научного познания (СЭС,1989).

Существуют различные уровни методологии. Рассматривают обычно четыре уровня методологии науки: первый уровень – философская методология; второй уровень – общенаучная методология; третий – конкретно-научная методология; четвертый – методика и техника исследования. Безусловно, все уровни имеют свои особенности, но все они взаимосвязаны, имеют определенные соподчинения. Философский уровень методологии выступает как содержательное основание всякого методологического знания. Весь процесс развития методологии непрерывен. Развитие теории познания, способов понимания развития общества и происходящих явлений развивается, изменяется, служит «основанием, как знанию, так и деятельности». Методология задает направленность мировоззрению, дает ориентир познанию, пополняется новыми направлениями, логикой исследования и методами. Все сказанное очень важно при рассмотрении новых подходов, технологий и способов познания мира. «Всякая методология выполняет регулятивные, нормативные функции»2020
  Краевский В.В. Методология педагогической науки. М.: Центр «Школьная книга», 2001.
  – 247с.


[Закрыть].

По мнению известных исследователей В.С. Гота, Э.П. Семенюка, А.Д. Урсула «Методологическое значение компьютера тяготеет к общенаучной методологии так же, как и математика имеет две стороны своего значения: общие приемы для развития других наук; частнонаучные приемы для развития самой науки»2121
  Готт В.С., Семенюк Э.П., Урсул А.Д. Категории современной науки.


[Закрыть]. Отправным пунктом, определяющим подход к разработке методологии, является накопленный опыт и позиция практики. По словам известного философа Б.С. Гершунского «Именно индуктивная логика научного обоснования развития образования подчеркивает особую роль многозначно понимаемой практики в формировании конструктивных идей стратегического, политического и философскообразовательного характера»2222
  Гершунский, Б.С. Философия образования / Б.С. Гершунский М.: Флинта, 1998. – 429с.


[Закрыть].

Главная цель нашей работы – теоретическое обоснование возможностей компьютерных технологий обучения как интегрированной области технологий обучения и выявление особенностей новой парадигмы образования на базе информационных и коммуникационных технологий. Компьютерное обучение выросло из динамично развивающейся практики разработки и применения компьютерных обучающих средств. Движение от частного к общему для выявления закономерностей компьютерного обучения, формирование принципов и разработка концепций различных видов компьютерного обучения требует комплексного подхода и анализа возможностей развивающихся в новых условиях теорий различных наук: психологии, педагогики, социологии, аксиологии, философии образования, ряда других. Особенностью развития компьютерных технологий обучения является необходимость применения наук, казалось бы, далеких от образования. Для обоснования теории, проектирования и развития компьютерных технологий обучения необходимо понять роль и значение таких наук как: теория алгоритмов; теории управления и принятия решений; теория и технологии подготовки, хранения и передачи информации; теории сетевых коммуникаций и социальной коммуникативности; эргономики; компьютерного дизайна и ряда других направлений. Необходимо понять место современных информационных и коммуникационных технологий в теории познания, рассмотреть изменение предмета философии образования. Новая технология обучения, к которой относятся компьютерные технологии обучения, безусловно, должны включить в основу своего развития достижения разных областей науки и техники. Поставим перед собой задачу рассмотреть некоторые теоретические основы, принципы и положения компьютерных технологий обучения.

Вспомним основные законы, закономерности, критерии и постулаты, действующие в традиционной модели образования, и попытаемся понять насколько отвечают компьютерные технологии обучения базовым категориям дидактики, попытаемся рассмотреть особенности технологии обучения на базе информационных и коммуникационных технологий.

В обществе главным законом развития является закон возвышения потребностей. Ведущая идея процесса развития общества – от мысли к действию от действия к мысли. Система образования часть жизни общества, поэтому и для образовательной деятельности этот закон в становлении и развитии личности имеет главенствующую роль. Оба процесса и становление, и развитие системы образования неразрывны с различными видами, способами, средствами обучения. И если наш обучаемый стремится подняться чуть-чуть выше существующего на данный момент своего уровня обученности, развития, воспитания, то это и означает, что закон непрерывного возвышения потребностей важен для него и ведет его за собой.

В основе любого учения/усвоения лежит познавательная деятельность субъекта образовательного процесса – стремление понять суть явления, найти ему объяснение и возможность применения. Рассмотрение познавательной деятельности в теории обучения должно опираться на исследования разных областей науки о человеке, но первенствовать в этих исследованиях должна психология, как фундаментальная наука исследования психики человека, объясняющей различные виды его деятельности. Безусловно, одним из важнейших особенностей психики человека является способность к мыслительной деятельности.

Большой вклад в исследование познавательной деятельности человека внесли психологи: П.Я. Гальперин, В.В. Давыдов, А.Н. Леонтьев, С.Л. Рубинштейн, Н.Ф. Талызина, А.Н. Тихонов, Э.Б. Эльконин и другие исследователи.

Понять и выполнить любое задание – сложный, целостный процесс, состоящий из ряда самостоятельных этапов.

Рисунок 4 – Обобщенные этапы познавательной деятельности.

Рассмотрим некоторые положения психологии, выходящие на формирование мыслительной деятельности, как основы способностей человека к познанию и обучению, на базе предметного воздействия на челевека. Логика познавательного процесса осуществляется через видение явления и осознание его значимости для конкретной личности. В своих исследованиях А.Н. Леонтьев2323
  Леонтьев А.Н. Деятельность. Сознание. Личность. Москва: Академия, 2005. – 352 с


[Закрыть] рассматривает развитие человеческой деятельности, отмечая, что ее предистория начинается с овладения смысла предмета, предметной деятельности. На каждом новом этапе возникает все более полная подчиненность первичного представления как о самом объекте так и его связях с другими возможными объектами в новых условиях существования и развития, которые постигаются на этапе углубленного представления об исследуемом объекте/явлении. Следующий этап познания – этап коррекции первичного представления через полученный дополнительный анализ сведений об изучаемом объекте. Конкретная предметная деятельность субъекта, по взглядам А.Н. Леонтьева, – процесс решения тех или иных задач. Процесс решения задач состоит в целенаправленном преобразовании исходного материала, которое достигается с помощью определенных предметных действий, совершающихся в уме. Как предметные действия становятся умственными действиями – является одной из первейших проблем исследования психологии. Попытаемся упрощенно рассмотреть ранее выполненные исследования по формированию процесса мыслительной деятельности как результата внешнего предметного (для нас – символьного/знакового) воздействия на человека, что очень важно для понимания возможности компьютерного обучения.

Для объяснения преобразования предметного воздействия в умственные действия чаще всего используется теория поэтапного формирования умственных действий. Первое краткое сообщение о гипотезе поэтапного формирования умственных действий было сделано П.Я. Гальпериным2424
  Гальперин П.Я. Общая теория деятельностного подхода к обучению. – М.: МГУ, 1968.


[Закрыть] в 1952 г. Основное положение этой теории состоит в том, что психическая деятельность есть результат перенесения внешних материальных действий из плана отражения – в план восприятия, представлений и понятий. Процесс такого переноса совершается через ряд этапов, на каждом из которых происходит новое отражение и воспроизведение действия и его систематические преобразования. Разные формы одного и того же действия находятся в определенной функциональной связи. Выделяют четыре первичных свойства действия, выполняемых в процессе познания: уровень, на котором они выполняются; мера его обобщения; полнота выполняемых операций и мера освоения действия.

Этапы формирования умственных действий на основании исследований, проведенных П.Я. Гальпериным и далее А.Н. Леонтьевым можно представить схематично (в интересующем нас ключе) следующим образом.

Рисунок 5 – Этапы выполнения задания.

На первом этапе различаются три показателя, три уровня действия: с материальными предметами или их материальными изображениями; в озвученной речи; без непосредственной опоры на предмет; внутренней речи. Обращаем внимание на показатель – внутренняя речь. Этот показатель очень важен для обоснования интерактивного компьютерного обучения, поскольку работа в компьютерной среде идет в основном на уровне внутренней логической речи.

Нам представляется очень важным теория поэтапного формирования умственных действий для обоснования возможности компьютерного обучения, поэтому мы позволим себе ее напомнить. Авторы теории предлагают рассматривать процесс формирования умственных действий при выполнении задания, разбив его на три этапа управления процессом усвоения новых знаний/ понятий/действий. Следовательно, при работе в компьютерной среде также необходимо представить весь процесс работы обучающегося в виде этапов выполнения различных действий.

Рассмотрим этапы выполнения учебного задания по П.Я. Гальперину:

I этап: Ознакомление с заданием.

Главная задача этапа – оценить важность задания, примерно оценить посильность его выполнения, опираясь на свой прошлый опыт или понять его совершенную новизну, примерно оценить ориентировочный подход к его выполнению. Результатом первого ознакомительного этапа «вхождения в задание» должна стать выработанная обучаемым ориентировочная основа действий (ООД). В исследованиях, проведенных П.Я. Гальпериным совместно с Н.С. Пантиной2525
  Гальперин П.Я., Пантина Н.С. Зависимость двигательного навыка от типа ориентировки в задании. – Доклады АПН РСФСР. -1957. – № 2.


[Закрыть] и А.Н. Дубровиной2626
  Гальперин П.Я., Дубровина А.И. Тип ориентировки в задании и формирование грамматических понятий. – Доклады АПН РСФСР. -1957. – № 3.


[Закрыть], были установлены три типа ориентировочных основ действий, каждый из которых может привести к результату.

Используемые авторами обозначения для описания поэтапного формирования умственных действий:

ООД 1 типа – только на основе образца действия;

ООД 2 типа – содержит не только образцы действий, но и содержит все указания, как правильно выполнять действия с новым материалом;

ООД 3 типа – планомерное обучение анализу новых заданий, который позволяет выделить опорные точки, условия правильного выполнения задания. По всем этим указаниям происходит формирование действий для выполнения нового задания.

От того, как была сформирована ООД для выполнения нового задания, можно прогнозировать результаты обучения.

Первый тип ООД – метод проб и ошибок – достаточно прост на первый взгляд, но не дает четкого представления о том, как выполнять задание, поэтому его применение для получения результата требует достаточно много времени, часть из которого идет на поиск подходов к решению. В процессе выполнения заданий возможен неоднократный возврат при отрицательном результате его выполнения к повторному выполнению задания.

Второй тип ООД наиболее типичен при выполнении задания, эффективность его применения во многом зависит от индивидуальных качеств обучаемого.

Третий тип ООД требует создания системы обучения с выделением основных точек и ситуаций. Это достаточно сложно, поскольку требует либо индивидуального обучения, либо создания достаточно сложной интерактивной компьютерной программы обучения для отработки алгоритма выполнения действий.

Проведенные исследования по отработке системы ориентировочной основы действий проводились многими исследователями: Л.Р. Приндуле; Н.Ф. Талызиной; П.Я. Гальпериным совместно с Н.С. Пантиной, А.Н. Дубровиной; другими. Нас интересуют выводы исследователей по вопросу создания системы ориентировочных действий для того, чтобы можно было использовать их в наших дальнейших работах. При разработке компьютерных технологий обучения более технологичным и результативным оказался третий тип ООД, поскольку подвержен возможности четкой алгоритмизации выполнения действий при обучении и дальнейшем выполнении задания. Тип ориентировки при выполнении задания складывается на первом этапе, когда обучаемый еще не приступил к выполнению основного задания. Безусловно, этап ориентировки очень важен, поскольку он определяет дальнейший ход обучения. При неподготовленности, непродуманности педагогом этого этапа, типа, структуры и обучающих заданий, подаваемой информации нередко возникает необходимость в дальнейшем переучивании обучаемого, что значительно сложнее, поскольку переосмысление действий наступает позднее, уже по завершении выполнения действий. При разработке компьютерных технологий обучения первый этап выполнения задания – этап ориентировки, оценки сложности выполнения задания достаточно просто решается в диалоговом режиме с обучающимся. Продуманная, адаптируемая система диалога позволяет оценить уровень начальной подготовленности обучающегося для выполнения поставленного задания и определить тип ООД, который наиболее адекватно отражает возможности и стремление обучающегося к выполнению задания. К сожалению, большинство компьютерных программ обучения не уделяет должного вниманию этому очень важному этапу «вхождения в задание», поскольку достаточно трудоемок процесс составления полноценного диалога обучающая система-обучающийся.

2 этап: выполнение

Как обучаемый выполняет задание? Как происходят все процессы преобразования материализованного воздействия в умственные действия – это очень интересная задача для исследований психологами. Что может дать на современном этапе развития компьютерных технологий обучения понимание этапа выполнения задания? Безусловно, это очень интересно, но пока нет теории усвоения, четко разработанной психологами, педагогам и программистам эта проблема не под силу. Нужно и можно будет разрабатывать сложные интеллектуальные системы для понимания проблемы – как человек мыслит? Эти важные вопросы теории познания вне области предмета нашего исследования.

Перейдем к рассмотрению 3-его этапа выполнения задания через обучение.

3 этап: обучение

На современном этапе подход к разработке технологии обучения с применением современного компьютера начинается с разработки алгоритма выделения операций необходимых действий обучающегося при выполнении задания и отслеживанием его результативности работы в созданной среде. При работе по алгоритму и созданной компьютерной программе чаще всего происходит схематичное выполнение действий, поскольку чаще всего исключен этап «вхождения в задачу», преломления ее через собственный интерес. Но процесс познания начинается не с конкретных действий по выполнению заданий, а с анализа задания. Если задание не заинтересовало обучающегося, оно может быть и не понято, поскольку нет личностно-значимого аспекта. Анализ и понимание условия задачи самим обучающимся происходит через систему программно созданных условий, скорее всего в виде системы интерактивного диалога, системы наводящих вопросов и подвопросов. Понимание задания делает задачу своей. А значит и появляется желание решить задачу. Непроработанность этапа ориентировки/вхождения в проблему чаще всего и вызывает неприятие компьютерного обучения, как со стороны педагогов, так и со стороны обучающихся.

К примеру, дано определенное задание для выполнения.

Прежде чем выполнять задание необходим его анализ по ряду позиций: полнота постановки задания и требований к результату его выполнения; корректность условий его выполнения; полнота и непротиворечивость данных для выполнения задания; возможно другие. Известно, существует два больших класса задач: хорошо определенные и плохо определенные. «Хорошо определенные задачи обычно таковы, что в принципе существует некий алгоритмический метод их решения» 2727
  Эндрю А. Искусственный интеллект. – М.: МИР, 1985. – 264 с.


[Закрыть]. Задачи обучения обычно представляют собой комбинированный тип задач, но при постановке задания необходимо стремиться к разнообразию постановки задач как хорошо определенных, так и требующих эвристического подхода.

Проанализируем возможный подход к пониманию и выполнению обучающего задания.

1 Прочитать условие задачи (понятно ли условие? да/нет – 1ая точка бифуркации). Рассмотрим ответ да.

2 Понять представляет ли задача интерес лично для Вас? (да/нет – 2-ая точка бифуркации). Рассмотрим ответ да.

3 Проанализировать данные на предмет полноты, непротиворечивости. Постановка задания полная? (да/нет – 3-ья точка бифуркации). Рассмотрим ответ да.

4 Оценить достаточно ли знаний для выполнения задания? (да/нет – 5-ая точка бифуркации). Рассмотрим ответ нет.

5 Определить каких знаний недостаточно для выполнения текущего этапа или если возможно – задания в целостности (да/нет – 4-ая точка бифуркации).

6 Составить/согласовать план устранения недостаточности знаний, устранение пробелов.

7 Начать выполнение задания.

8 Оценить результат выполнения. Возможно, потребуется коррекция выполнения задания с определенного пункта, вплоть до отказа от выполнения задания. Задание выполнено? (да/нет – 6-ая точка бифуркации). Рассмотрим ответ нет. (Ответ да –прост – завершить работу) .

9 При некорректном выполнении задания необходимо проанализировать ошибки и возобновить выполнение задания с позиции 3.

Рассматривая предложенный сценарий научения выполнению определенного задания можно выделить следующие этапы действий: вхождения в задание (первичное представление); оценка личной значимости и, следовательно, заинтересованности в выполнении задания; анализ задания; план выполнения действий; анализ первичных результатов; возможная коррекция; получение результата или продолжение выполнения задания. Если задача сводится к системе вложенных/перекрывающихся, неперекрывающихся блоков, то ее можно более детально анализировать – по зонам «понимаю/не понимаю» – «знаю/не знаю». При разложении любого задания и всех действий для его выполнения прослеживаются одни и те же обобщенные действия при выполнении заданий с другими условиями. Цепочку таких действий нетрудно проследить: анализ начального состояния проблемы и уровня начальной подготовленности обучающегося-планирование действий-процесс выполнения (шага, цикла шагов) -контроль результата выполнения – возможно, коррекция-завершение выполнения задания. Следует отметить, что в деятельности (совокупности действий) и формируется переход от рассматриваемого объекта к его субъективной форме-образу. Вместе с тем умственная деятельность выступает как процесс, в котором осуществляются переходы между объектом и его субъективным представлением и последующей коррекцией хода выполнения задания, что и представляет процесс познания этого объекта. В качестве контроля результативности выполнения задания обучающегося можно предложить написать план выполнения действий или построение модели задания.

Как видим, 3-ий тип ООД – планомерное обучение анализу задания и 3-ий этап выполнения задания через обучение формированию умственных действий алгоритмичны и, следовательно, могут быть реализованы программно, что и дает основу разработке и обоснованию возможности развития компьютерных технологий обучения. Разнообразие типов ООД при выполнении умственной деятельности определяет в свою очередь выбор индивидуальноличностного направления обучения в компьютерной среде.