О внедрении в образовательный процесс военного вуза автоматизированных учебно-методических комплексов
Военная мысль № 7/2007, стр. 67-71
О внедрении в образовательный процесс военного вуза автоматизированных учебно-методических комплексов
Полковник Т.П. МЕТЛИЦКИЙ,
кандидат военных наук
Полковник в запасе Л.В. КРАВЧЕНКО,
кандидат военных наук
В ПЕДАГОГИЧЕСКОЙ науке высшей школы за последние десятилетия накоплен интересный и полезный исследовательский материал по различным аспектам совершенствования процесса подготовки специалистов в вузе. Анализ накопленного материала позволяет системно подойти к решению вопроса разработки рекомендаций по целенаправленному совершенствованию учебно-воспитательного процесса за счет использования учебно-методических комплексов (УМК). Дело в том, что в настоящее время УМК являются лишь эскизной моделью педагогической системы, так как не обладают необходимой определенностью для ее воспроизведения на практике в виде обучающей программы, ориентированной на современные программно-технические средства. Задача состоит в том, чтобы УМК стал не формальным набором учебно-методических документов, а действенным инструментом процесса подготовки специалистов в вузе.
В создании УМК можно выделить некоторые естественные стадии его развития как психолого-педагогического объекта.
На первой (эмпирической) стадии решалась задача разработки комплекса учебно-методической документации на основе опыта и интуиции, без опоры на четкие положения педагогики и психологии. Дидактические задачи формулировались далеко не полно, и только содержание обучения представлено с различной степенью подробности в учебных программах. Отсутствие диагностически заданной цели являлось серьезным препятствием для определения и оценки качества уровня подготовки обучаемых, так как его изменения могут быть выявлены и измерены только в сопоставлении с целью. В результате учебно-воспитательный процесс лишь несколько упорядочивается, становиться более осознанным и управляемым, однако его эффективность повышается несущественно. Хотя эмпирический УМК мало пригоден для радикального совершенствования учебно-воспитательного процесса, он является необходимым исходным моментом для этого.
Вторую стадию развития УМК условно можно обозначить как теоретическую. На этой стадии задача обучения оптимизируется на основе положений психолого-педагогической науки по определенным критериям качества подготовки специалистов и качества работы преподавателя. Внешним, материальным воплощением этой деятельности является совокупность учебно-методических документов, которые представляют собой информационную составляющую УМК (модель подготовки специалиста).
Квалификационная характеристика специалиста постепенно преобразуется в модель личности, которая задает не только общие требования к знаниям и умениям, но и диагностичные характеристики по этим требованиям - основу для объективной аттестации специалиста на всех этапах его подготовки. В военно-учебных заведениях данная задача в основном решена.
На третьей (современной) стадии создания и использования УМ К должны быть внедрены средства, методы, идеи и информационные технологии, способствующие гарантированному достижению поставленных дидактических целей. Эта работа никогда не будет окончательно завершена, так как происходит постоянная оптимизация как отдельных элементов УМК, так и УМК в целом на основе применения современных средств обучения и объективных методов оценки качества учебно-воспитательного процесса.
Здесь необходимо заметить, что II Международный конгресс ЮНЕСКО «Образование и информатика» объявил информационные технологии стратегическим ресурсом в образовании. При этом информационные технологии обучения (ИТО) на конгрессе были определены как совокупность программно-технических средств и способов их функционирования, используемых для реализации обучающей деятельности.
В контексте решения задачи полного и адекватного представления обучающимся и педагогу учебной и другого рода информации ИТО должны создать условия для педагогически активного информационного взаимодействия посредством интегрирования прикладных педагогических программных продуктов, базы данных, а также совокупности других дидактических средств и методических материалов, обеспечивающих и поддерживающих учебный процесс.
Распространенные в настоящее время ИТО предназначены в основном для обучения понятиям и навыкам на базе информационно-справочных сред. В основе систем подобного типа лежит интеллектуальный учебный курс, обладающий широким языком запросов и богатым набором ассоциативных связей в базе данных.
По функциональному признаку можно выделить ИТО консультирующего, диагностического, сопровождающего типов.
Системы консультирующего типа в основном предназначены для оказания контекстной помощи или выдачи требуемой информации по запросу пользователя, при этом возможно демонстрационное решение задач с их последующим решением для каждого шага. Чаще всего системы подобного типа включают в себя информационно-справочную подсистему, подсистему контекстной подсказки и модель обучаемого. В качестве недостатков подобных систем можно отметить их не оптимальную гибкость, отсутствие канала управления обучением.
Системы диагностирующего типа являются дальнейшим развитием систем консультационного типа. Они дополнены расширенным интерфейсом, фиксацией знаний и умений обучающегося и диагностикой ошибок. На практике эти системы часто называют интеллектуально-тренирующими или экспертно-тренирующими. Основным недостатком таких систем является невозможность генерации знаний самой системой. Обычно генерация осуществляется преподавателем при настройке системы, что усложняет индивидуализацию обучения.
Системы сопровождающего типа отслеживают деятельность обучающегося при работе в некоторой инструментальной среде, содержащей все компоненты реальной системы, с оказанием помощи при обнаружении ошибочных действий обучающегося. Сопровождающая система содержит компоненты экспертной системы, но в отличие от нее не знает конечной цели деятельности пользователя и должна ее прогнозировать.
Создание АУМК учебной дисциплины на основе комбинации систем диагностирующего и сопровождающего типов необходимо рассматривать как первоочередную задачу внедрения ИТО.
В плане дальнейшего совершенствования ИТО можно рассматривать адаптивные управляющие системы обучением, которые являются наиболее сложными из существующих типов, так как предназначены в основном для управления процессом обучения с помощью средств вычислительной техники.
Предлагаемый подход имеет ряд принципиальных отличий, которые заключаются в автоматизации проектирования, конструирования и функционирования дидактической системы, позволяющей педагогу реализовать через информационную составляющую УМК целостную технологию управления обучением.
В качестве основных недостатков систем подобного типа можно отметить их громоздкость и сложность в управлении.
Таким образом, на третьей стадии разработки УМК информационная составляющая в перспективе преобразуется в адаптивную обучающую систему (АОС) на базе ЭВМ. Задача преподавателя состоит в том, чтобы на основе управления обучением разработать варианты сочетания различных алгоритмов управления и алгоритмов функционирования в контексте конкретных теорий усвоения, которые обеспечивали бы гарантированное овладение заданной деятельностью с определенными показателями качества.
В плане генезиса ИТО адаптивные обучающие системы УМК (АОС УМК) можно рассматривать как дальнейшее развитие систем управляющего, консультирующего и сопровождающего типов. В дальнейшем под АОС УМК будем понимать «программную среду, реализующую диагностическую педагогическую цель на основе знаний в некоторой предметной области, в области диагностики знаний обучаемых и управлении обучением, и демонстрирующую поведение на уровне экспертов».
При таком подходе развития АОС УМК в научном плане необходимо решить следующие основные задачи:
на основании текущего состояния развития обучающих систем определить возможности их использования в динамически изменяющейся структуре знаний в предметной области;
разработать структуру АОС УМК;
провести математическое моделирование процесса обучения с использованием АОС УМК;
разработать методы управления процессом обучения, контроля и диагностики ошибок обучающегося;
осуществить представление базы знаний в предметной области в форме, реализуемой с помощью компьютерных технологий, поддерживающих процесс освоения артикулируемой и неартикулируемой части знаний.
В основе структурной организации АОС лежит математическая модель процесса обучения. На понятийном уровне ее можно представить следующим образом:
на основании текущего состояния обучаемого и методики обучения генерируется очередная задача, требующая его ответных действий;
действия (ответ) обучаемого сравниваются с эталонным решением, и на основании различий производится диагностика его ошибок;
по результатам диагностики корректируются текущие характеристики обучаемого.
Такой подход требует применения методов теории управления к процессу обучения, который строится с преимущественным использованием цикличного направленного автоматического программного управления и характеризуется специфическими принципами: иерархией управляющих устройств (управления), циклическим характером информационных связей, шаговой подачей учебного материала, индивидуализацией темпа и управления в обучении, применением специальных технических средств.
Указанными принципами определяется специфика адаптированного обучения как комбинированной дидактической системы, которая возникла и развивается на основе положений кибернетики и педагогики.
Использование АОС УМК дает возможность с минимальными затратами преодолеть порог трудности обучения и приспособления процесса обучения к особенностям каждого конкретного обучаемого. Обучение состоит в том, что на каждом шаге система строит согласно алгоритмам управления и обучения для каждого конкретного обучаемого информационное поле, по которому впоследствии определяются промежутки между сеансами обучения и коррекции вектора вероятностей незнания, а также время, затраченное на изучение предыдущей «порции» учебной информации, и планируемое время на выполнение следующего задания.
Далее осуществляется контроль качества обучения (знаний, навыков, умений) и состояния обученности (овладения деятельностью) на основе использования экспертной системы по решению задач в предметной области и системы диагностики ошибок обучаемого. Когда этот критерий достигает требуемого уровня, обучение заканчивается и преподаватель получает протокол с информацией о результатах контроля.
Предлагаемый подход создания системы АОС УМК разрабатывается в военной академии Воздушно-космической обороны имени Маршала Советского Союза Г.К. Жукова (ВА ВКО) в виде автоматизированного учебно-методического комплекса изучения общепрофессиональных учебных дисциплин (программное средство «АУМ-Комплекс»).
Оптимизация (достижение наивысшего эффекта) процесса обучения дисциплине планируется достичь не за счет усовершенствования какой-то одной из его составляющих: организационных форм, методов или используемых средств. Вопрос решается комплексно путем применения дидактической системы с преимущественным использованием методов адаптивного управления. Центральным звеном всего учебного процесса является замкнутое управление процессом усвоения, которое основано на комбинированном использовании схем управления, выбираемых для каждого случая ведения процесса обучения в оптимальных сочетаниях (теоретические и практические формы занятий).
Уже структура АОС УМК свидетельствует о необходимости создания для его реализации определенной иерархии управляющих устройств, образующих целостную систему. В этой иерархии на высшей ступени лестницы стоит педагог, на средней - управляющие устройства (экспертная система, система диагностики ошибок), работающие по программам, заложенным в них или вырабатываемым ими самостоятельно. На нижней ступени лестницы располагается обучаемый, осуществляющий самоуправление познавательной деятельностью.
Необходимым условием функционирования АОС УМ К является соответствующее «разделение труда»: педагогу можно поручить обобщенное управление процессом обучения (создание предварительной общей ориентировки о предмете, индивидуальная помощь обучаемому, принятие решения о достижении цели обучения и др.); управляющим устройствам - диагностику всех промежуточных состояний управляемого объекта и немедленную выдачу обучаемому инструкций о необходимых учебных действиях (задача экспертной системы), диагностику качества усвоения учебного материала обучаемым (задача системы диагностики ошибок обучаемого); обучаемому - самоконтроль хода усвоения и самокоррекцию ошибок в соответствии с предложенными эталонами проверки учебных действий.
Главной особенностью такого управления является то, что с изучаемым учебным элементом задана вполне определенная совокупность действий, цель которых - усвоение учебного элемента на требуемом уровне овладения.
Интерфейс АУМК должен позволить решить данную дидактическую задачу посредством цикличной организации управления учебным процессом по каждой операции учебной деятельности. Когда речь идет о цикличности в управлении обучением, то имеется в виду не только передача учебной информации от управляющего объекта к управляемому (прямая связь), но и передача информации о состоянии управляемого объекта управляющему (обратная связь).
Для эффективного использования элементов АУМК необходима система инструментов. Это могут быть программные продукты, предназначенные для создания, редактирования и компоновки текстовых и гипертекстовых документов, графических объектов, массивов числовых данных, изображений, звука и видео, а также различные компьютерные лаборатории и т. п.
Для самостоятельной коррекции обучающимся результатов и характера его умственной деятельности используется так называемый канал внутренней обратной связи, благодаря которому он получает возможность сознательного усвоения знаний и умений. Эта связь осуществляется с помощью различного рода разъяснений, подсказок, инструкций, консультаций, которые выдаются по запросу обучающегося немедленно в ходе каждой операции учебной деятельности.
В АУМК такой поход организован с помощью специальных технических средств программированного обучения (инструментов учебной деятельности), которые обеспечивают пошаговую учебную процедуру в ее полном объеме: информация, операция (действие), обратная связь и контроль. Именно такой подход диктует необходимость и открывает реальную возможность перехода от классических моделей обучения к АОС УМ К, обеспечивающего одновременное формирование знаний, навыков, умений и способов умственной деятельности, т. е. позволяет обеспечить развитие слушателя академии как субъекта управленческой деятельности воинской части.
Наличие теоретически обоснованной модели АОС УМК и проводимые педагогические эксперименты на базе вуза (ВА ВКО) позволили подойти к реализации технологии АОС УМК, т. е. разработать средства и методы ее организации для изучения учебной дисциплины.
Таким образом, значение работы по внедрению в учебный процесс ВА ВКО автоматизированного учебно-методического комплекса состоит отнюдь не в том, что научно-педагогический коллектив академии «открыл» АОС УМК, - он существовал и существует вне зависимости от какой-либо концепции, - а в проведении научно-методической работы по «переводу обучения с языка высокого искусства на язык высокой информационной технологии» на основе теоретически обоснованной модели.
Беспалько В.П., Татур Ю.Г. Системно-методическое обеспечение учебно-воспитательного процесса подготовки специалистов. М.: Высшая школа, 1989.
Педагогика и психология вышей школы. Учебное пособие. Второе издание. Ростов-на-Дону: Феникс, 2002.
Туторайтис Е.В,, Нефа В.М., Чохонелидзе Л.А. Адаптивное обучение на основе информационныхтехнологий. СПб.: Региональная информатика, 2006.
Туторайтис Е.В.,Нефа В.М.,Чохонелидзе Л. А. Инновационные технологии дистанционного обучения. Сборник тезисов Всероссийской научно-практической конференции. Тверь: МЭСИ, 2006.
Педагогика и психология высшей школы.
