2.4 Задачи дидактического эксперимента. Эффективность применяемой методики

В результате использования обучающих программных пользовательских средств происходит индивидуализация процесса обучения. Каждый учащиеся усваивает материал по своему плану, т.е. в соответствии со своими индивидуальными способностями восприятия. В результате такого обучения уже через 1-2 занятия учащиеся будут находиться на разных стадиях (уровнях) изучения нового материала. Это приведет к тому, что преподаватель не сможет продолжать обучение учащихся по традиционной системе. Основная задача такого рода обучения состоит в том, чтобы ученики находились на одной стадии перед изучением нового материала и при этом все отведенное время, для работы у них было занято. По-видимому, это может быть достигнуто при сочетании различных технологии обучения, причем обучающие программные пользовательские средства должны содержать несколько уровней сложности. В этом случае учащийся, который быстро усваивает предлагаемую ему информацию, может просмотреть более сложные разделы данной темы, а также поработать над закреплением изучаемого материала. Слабый же учащийся к этому моменту усвоит тот минимальный объем информации, который необходим для изучения последующего материала. При таком подходе к решению проблемы у преподавателя появляется возможность реализовать дифференцированное, а также разноуровневое обучение в условиях традиционного преподавания.

При сопоставлении вариантов будем исходить из того, что обучение осуществляется преимущественно по дедуктивной схеме, т.е. путем дифференциации некоторой "относительно примитивной, но целостной основы". На этапе введения знаний учащийся переходит от полного отсутствия знаний, но подлежащей изучению теме к овладению ими в первом приближении. С учётом упомянутой схемы этот переход должен осуществляться таким образом, чтобы у учащегося сложился общий, не дифференцированный каркас требуемого знания, некоторое общее представление о теме. Основная форма усвоения - вербальная, часто в виде учебных правил, решение задач играет преимущественно вспомогательную иллюстративную роль. Этап проходит при максимальной помощи со стороны преподавателя.

На этапе тренировки, состоящем в решении задач, вербальное знание переходит в умение и навык, приобретает четкость, определенность. Этот этап, значительно превосходящий первый по трудности и длительности, осуществляется при минимальной помощи со стороны преподавателя или даже при полном ее отсутствии.

Компьютерное обучение возможно в принципе на обоих этапах, что целесообразно. Ho чаще всего на втором.

Решающим аргументом является тот факт, что личность преподавателя играет при введении знания огромную стимулирующую роль, для которой никакого эквивалента при компьютерном введении знаний не существует и в обозримом будущем принципиально не может появиться. База данных (память), на которую опирается преподаватель и которая включает не только знания, приобретенные в результате внешне организованного и, в известной мере, стандартизованного обучения, но также и неосознаваемый опыт, включающий продукты непроизвольной психической деятельности, несопоставимо богаче той, что может быть в распоряжении компьютера. На этапе тренировки, где преобладает самостоятельная работа учащихся, значимость этого фактора близка к нулю.

Компьютерная тренировка позволяет устранить давно известный недостаток обучения, состоящий в том, что оно часто остается более или менее незавершенным, поскольку осуществляется преимущественно на уровне этапа введения знания. Учебный процесс строится обычно по принципу матрешки, т.е. усвоение последующей темы требует уверенного владения предыдущей, вплоть до умения решать задачи. Но времени на тренировку иногда не хватает, и для многих учащихся обучение сводится к порождению цепочки не полностью усвоенных тем.

Весьма существенно, что автоматизация тренировки позволяет гарантировать усвоение адекватного знания и исправление ошибок, возникших на предыдущем этапе. При изучении физики для этого может использоваться методика диагностирования психологических причин ошибок, применимая, возможно, и для других предметов.

По этим соображениям, говоря в дальнейшем о компьютеризации обучения, будем иметь в виду преимущественно этап тренировки и, следовательно, те предметы, усвоение которых предполагает выполнение многочисленных упражнений. Таковы, например, методика преподавания физики, методика преподавания информатики, физика, математика, языки и тому подобное.

Проблема тренировки давно находится на периферии научных интересов исследователей, что обусловило ее низкую психолого-педагогическую освоенность. Отметим в этой связи два ее аспекта.

Во-первых, это недостаточность имеющейся информации для организации рациональной тренировки в рамках традиционного обучения. Отсутствует, например, научно обоснованная методика подбора тренировочных задач. В школьной практике наборы таких задач составляются, как правило, эмпирически на уровне интуиции составителей и индивидуально для каждого конкретного случая. Не получил выхода в практику и не исследуется описанный П.А. Шеваревым феномен отрицательного воздействия на обучение связи между структурами учебного знания и учебных задач.

Второй аспект теоретической неосвоенности тренировки - это не исследованность ее специфически компьютерной стороны и, как следствие, - отсутствие научных критериев и методов оценки обучающих компьютерных программ, а также нормативной базы их производства. Закономерно поэтому, что предоставляемые сегодня рынком обучающие компьютерные программы (государственное их производство отсутствует), - как правило, продукты интуиции, лишенные научного обоснования, и неудовлетворительность их качества давно уже отмечается в литературе. Высказываются, например, мнения о доминировании в производстве обучающих компьютерных программ интуиции программистов, о недопустимости "захламления учебных заведений бессодержательными, хотя внешне эффектными обучающими программами", о необходимости внедрения в образование не новых информационных технологий вообще, а только их прогрессивных вариантов, поскольку "не всякое новое заслуживает внедрения, тем более - в такой деликатной сфере, как образование".

Поэтому для успешного внедрения в учебные заведения компьютерного обучения необходим научный подход, "серьезный систематический анализ "знаний и умений” с точки зрения содержащихся в них свёрнутых умственных действий и операций, являющихся внутренней основой этих "знаний и умений", которые как раз и нужно развернуть в программах работы учебных компьютеров".

При этом будем иметь в виду, компьютерное обучение - новый способ формирования знаний, воздействие которого на учащихся может быть только положительным, но и отрицательным, то есть при определенных условиях оно может приводить учебный процесс к негативным результатам и наносить вред психике учащихся. Соответственно будем говорить в дальнейшем об экологически опасных и экологически безопасных обучающих компьютерных программах. Экологически опасными могут быть в частности обучающие компьютерные программы при составлении которых игнорируется упомянутый выше феномен.

Сегодня в педагогике и психологии большое внимание уделяется вопросу развития в процессе обучения творческих способностей учащихся. Здесь мы исходим из того, что тренировка - один из необходимых и важнейших средств обеспечения высокий эффективности обучения и развития творческого потенциала учащихся.

Для решения проблемы соотношения "компьютерного" и "человеческого" мышления необходимо наряду с информационными методами обучения применять и традиционные. Используя различные технологии обучения, мы приучим учащихся к разным способам восприятия материала: чтение страниц учебника, объяснение преподавателя, получение информации с экрана монитора и др. С другой стороны, обучающие и контролирующие программы должны предоставлять пользователю возможность построения своего собственного алгоритма действий, а не навязывать ему готовый, созданный программистом. Благодаря построению собственного алгоритма действий ученик начинает систематизировать и применять имеющиеся у него знания к реальным условиям, что особенно важно для их осмысления.

Информационная технология позволит учащимся осознать модельные объекты, условия их существования, улучшая, таким образом, понимание изучаемого материала и, что особенно важно, их умственное развитие. Следует отметить, что компьютер, как педагогическое средство, используется в учебных заведениях, как правило, эпизодически. Это объясняется тем, что при разработке современного курса методики преподавания физики не стоял вопрос о привязке к нему информационной технологии. Для систематического использования информационной технологии в процессе обучения необходимо переработать (модернизировать) весь курс методики преподавания физики.

При планировании занятий необходимо найти оптимальное сочетание таких программ с другими (традиционными) средствами обучения. Наличие обратной связи с возможностью компьютерной диагностики ошибок, допускаемых учащимися в процессе работы, позволяет проводить занятия с учетом индивидуальных особенностей учащихся. Контроль одного и того же материала может осуществляться с различной степенью глубины и полноты, в оптимальном темпе, для каждого конкретного человека. Таким образом, предполагается, что информационную технологию наиболее целесообразно применять для осуществления предварительного контроля знаний, где требуется быстрая и точная информация об освоении знаний учащимися, при необходимости создания информационного потока учебного материала или для моделирования различных физических объектов.

Методические аспекты сочетания традиционной и информационной технологий в обучении позволяют отобрать учебные темы традиционного курса, изучение которых можно проводить с использованием электронной вычислительной машины.

первый вид - это совокупность материальных объектов (явлений, процессов), которые необходимо проанализировать и систематизировать учащемуся для уяснения, изучаемого материала.

второй вид - это набор различных условий и параметров, которые подбираются (задаются, вводятся учащимся или преподавателем, программистом) с целью получения определенного результата (выполнения задания) компьютерного эксперимента.

В обучении существует три рода наглядностей:

Наглядность I рода - это все то, что учащиеся видят непосредственно в результате проведения реальных физических экспериментов (внешний и внутренний облик зданий, цехов различных физических производств и т.п.).

Наглядность II рода - это символьная (модельная) запись проводимых или демонстрируемых физических процессов и явлений,

Наглядность III рода - это мультимедийная наглядность, которая позволяет не только сочетать в динамике наглядности I и II рода, но и значительно расширить и обогатить их возможности введением фрагментов мультимедиа благодаря использованию информационной технологии. Отличительной особенностью III типа наглядности является возможность объединения реального физического объекта и его сущности на разных уровнях. Наряду с этим компьютер предоставляет возможность пользователю (учащемуся или преподавателю) активно подключаться к демонстрациям, ускоряя, замедляя или повторяя, по мере необходимости, изучаемый материал, управлять и моделировать сложными физическими процессами, систематизировать, классифицировать и фиксировать на экране монитора необходимую информацию и т.п.

Рисунок 1. Классификация наглядных средств

Из классификации наглядных средств и предложенных выше определений видно, что наглядность III рода позволяет с высокой эффективностью изучать и моделировать физический объект и условия его существования, способствует повышению умственного развития учащихся.

2.5 .Методика проведения эксперимента. Анализ результатов