Обучение с применением мультимедиа

Важнейшей задачей школы на современном этапе является гуманизация процесса обучения, которая находит свое выражение в том, что, наряду с педагогическими целями обучения, большое внимание уделяется целям развития обучающихся, формированию их индивидуальности. Происходит постепенное осознание потребности в формировании информационной культуры учащихся. Необходимость удовлетворения обозначенных потребностей в условиях неуклонно растущей информатизации учебного процесса требует от педагога знаний и умений в области применения новейших педагогических технологий, владения прогрессивными методами и средствами современной науки. Однако многие преподаватели не имеют должного представления о сущности, структуре и функциях мультимедиа в учебном процессе.

Редкое и малоэффективное применение мультимедиа в практике российской школы обусловлено также современными реалиями отечественного образования: создание компьютерной базы школ и вузов не сопровождается в должной мере изучением проблемы применения новых дидактических средств в педагогических целях. В то же время результаты зарубежных и отечественных исследований весьма противоречивы и не всегда свидетельствуют в пользу применения таких компьютерных технологий в учебном процессе.

Существуют несколько основных видов средств информационных и коммуникационных технологий, применяемых в образовании. В их числе:

· автоматизированные обучающие системы,

· экспертные обучающие системы,

· учебные базы данных,

· учебные базы знаний,

· системы мультимедиа,

· системы виртуальной реальности,

· образовательные компьютерные телекоммуникационные сети.

Автоматизированные обучающие системы (АОС) - комплексы программно-технических и учебно-методических средств, обеспечивающих активное диалоговое взаимодействие с обучаемым (учитываются дидактические и психологические аспекты организации диалога). Основным средством взаимодействия АОС и пользователя является диалог. Диалогом управляют как компьютерная система, так и обучаемый. Обучаемый определяет режимы работы с системой, выбирает способ изучения материала, ввод ответов в систему. АОС выбирает методы и способы изучения материала, подбирает контрольные вопросы, истолковывает ответы обучаемого, выбирает сценарий и стратегию обучения.

Экспертные обучающие системы (ЭОС) содержат знания определенной предметной области. Массовая разработка и внедрение мультимедийных средств в учебный процесс осложняется из-за отсутствия широкого выбора инструментальных средств, обеспечивающих автоматизацию проектирования основных подсистем ЭОС, таких как:

· подсистема управления процессом обучения;

· подсистема формирования учебных заданий;

· решатель учебных задач;

· средства диагностики ошибок обучаемых.

Проектирование и разработка мультимедийных ЭОС возможна на основе использования специализированных инструментальных средств. Практическая ценность подобных инструментов заключается в том, что они обеспечивают:

· сокращение сроков и стоимости разработки ЭОС в различных предметных областях обучения, удовлетворяющих введенным ограничениям на область применения;

· возможность проектирования подсистемы управления процессом обучения в ЭОС пользователем, не имеющим профессиональной подготовки в области программирования;

· возможность анализа эффективности многофакторного и слабо формализуемого процесса обучения от различных условий, задаваемых пользователем;

· сокращение сроков и стоимости разработки, а также эффективное использование памяти компьютера при создании семейства ЭОС, имеющего структуру сети.

Принято различать декларативные знания, то есть знания о фактах, явлениях и закономерностях и процедурные знания, представляющие собой умение решать задачи. Процедурные знания возникают на основе декларативных путем реализации интенсивных практических действий. Обладание ими отличает квалифицированных специалистов (экспертов) от новичков.

Компьютерные системы обучения декларативным знаниям появились достаточно давно и достигли высокого уровня совершенства благодаря современным технологиям гипертекста и мультимедиа. Существенные трудности связаны с передачей второго вида знаний, так как для этого необходима среда, в которой можно было бы научить решению задач, основываясь на процедурных знаниях эксперта. Создание подобных систем для таких хорошо формализованных областей, как типовые задачи алгебры или геометрии, - не проблема, поскольку в данном случае эксперт-математик может явно сформулировать идеальную стратегию, следуя которой, новичок придет к корректному решению. Иначе обстоит дело со многими недостаточно определенными областями знаний.

Данное обстоятельство привело к необходимости создания программных систем, основанных как на традиционных методах алгоритмической обработки данных, так и на методах создания и использования баз знаний - совокупности единиц знаний, которые представляют собой отражение объектов проблемной области и их взаимосвязей, формализованное с помощью некоторого метода представления знаний, действий над объектами и, возможно, неопределенностей, с которыми эти действия осуществляются.

Компьютерные системы новой информационной технологии - системы поддержки принятия решений(СППР) - предназначены для оказания помощи пользователям в слабо структурируемых предметных областях. Такие системы выступают в роли помощника, который позволяет расширить способности человека, но не заменяет его мнение или систему предпочтений и предназначены для использования в ситуациях, когда процесс принятия решений ввиду необходимости учета субъективного мнения не может быть полностью формализован и реализован с помощью компьютера.

Наиболее широкой сферой практического применения мультимедийных систем поддержки принятия решений являются планирование и прогнозирование для различных видов управленческой деятельности. В составе СППР, как правило, имеются база данных, средства обработки и представления информации разных типов, средства общения с пользователем и широкий набор методов и моделей математического программирования, статистического анализа, теории игр, теории принятия решений, а также эвристических методов, обеспечивающих адаптивность системы и обучение.

На протяжении последних двадцати лет специалисты в области интеллектуальных систем ведут активные исследовательские работы в области создания и использования экспертных систем, предназначенных для сферы образования. "Экспертность" подобных обучающих систем заключается в наличии в них знаний по методике обучения, благодаря которым они помогают преподавателям обучать, а учащимся - учиться.

Однако большинство разработанных к настоящему времени систем используют достаточно ограниченные методы в организации диалога с обучаемым, а также неразвитые системы объяснения хода своей работы. Появление экспертных обучающих систем требует переосмысления наработанных положений в области использования программных педагогических мультимедийных средств в учебном процессе.

Учебные базы данных и базы знаний позволяют сформировать набор мультимедиа-данных для заданного класса учебных задач и осуществлять выбор, сортировку, анализ и обработку содержащихся в этих наборах информации различных типов. В базах знаний содержится описание основных понятий предметной области, стратегия и тактика решения задач, комплекс упражнений и примеров, перечень возможных ошибок обучаемого и информация для их устранения.

Все зарубежные проекты и отечественные исследования по внедрению мультимедиа свидетельствуют о высоком образовательном потенциале нового дидактического средства, но подчеркивается, что отсутствие должной организации учебного процесса с применением мультимедиа затрудняет реализацию его возможностей.

Для понимания роли информационных технологий в образовании необходимо разобраться с сутью этого понятия.

Говоря об информационной технологии, в одних случаях подразумевают определенное научное направление, в других же – конкретный способ работы с информацией: это и совокупность знаний о способах и средствах работы с информационными ресурсами, и способ и средства сбора, обработки и передачи информации для получения новых сведений об изучаемом объекте.

В каком-то смысле все педагогические технологии (понимаемые как способы) являются информационными, так как учебно-воспитательный процесс всегда сопровождается обменом информацией между педагогом и обучаемым. Но в современном понимании информационная технология обучения (ИТО) – это педагогическая технология, использующая специальные способы, программные и технические средства (кино, аудио- и видеосредства, компьютеры, телекоммуникационные средства) для работы с информацией.

Таким образом, ИТО следует понимать как приложение информационных технологий для создания новых возможностей передачи знаний (деятельности педагога), восприятия знаний (деятельности обучаемого), оценки качества обучения и, безусловно, всестороннего развития личности обучаемого в ходе учебно-воспитательного процесса. А главная цель информатизации образования состоит «в подготовке обучаемых к полноценному и эффективному участию в бытовой, общественной и профессиональной областях жизнедеятельности в условиях информационного общества».

Систематические исследования в области применения информационных технологий в образовании ведутся более сорока лет. Система образования всегда была открыта внедрению в учебный процесс информационных технологий, базирующихся на программных продуктах самого широкого назначения.

Начиная с 60-х гг., в научных центрах и учебных заведениях США, Канады, Западной Европы, Австралии, Японии, России и ряда других стран было разработано большое количество специализированных компьютерных систем именно для нужд образования, ориентированных на поддержку разных сторон учебно-воспитательного процесса.

В зарубежной практике принята следующая классификация информационных технологий обучения:

· компьютерное программированное обучение;

· изучение с помощью компьютера;

· изучение на базе компьютера;

· обучение на базе компьютера;

· оценивание с помощью компьютера;

· компьютерные коммуникации.

В определенном смысле подобная классификация является весьма условной, поскольку в ней, по сути дела, происходит пересечение отдельных технологий.

Программное обеспечение, использующееся в ИТО, можно разбить на несколько категорий:

· обучающие, контролирующие и тренировочные системы,

· системы для поиска информации,

· моделирующие программы,

· микромиры,

· инструментальные средства познавательного характера,

· инструментальные средства универсального характера,

· инструментальные средства для обеспечения коммуникаций.

С позиции рассмотрения использования технологий мультимедиа в учебно-воспитательном процессе для нас наибольший интерес представляют обучающие и тренировочные системы.

Создание собственно учебных компьютерных средств шло на основе идеи программированного обучения. И в настоящее время во многих учебных заведениях разрабатываются и используются автоматизированные обучающие системы (АОС) по различным учебным дисциплинам. АОС включает в себя комплекс учебно-методических материалов (демонстрационные, теоретические, практические, контролирующие) и компьютерные программы, которые управляют процессом обучения.

В сфере обучения, особенно с появлением операционной системы Windows, открылись новые возможности. Главными из них стали доступность диалогового общения в так называемых интерактивных программах и возможность широкого использования графики (рисунков, схем, диаграмм, чертежей, карт, фотографий).

Применение графических иллюстраций в учебных компьютерных системах позволяет на новом уровне передавать информацию обучаемому и улучшать ее понимание. Учебные программные продукты, использующие графику, способствуют развитию таких важных качеств, как интуиция, образное мышление.

Возросшая производительность персональных компьютеров сделала возможным достаточно широкое применение технологий мультимедиа.

Вопросами применения мультимедиа в образовании занимались американские ученые D.M. Willows и H.A. Houghton. Они рассмотрели общие вопросы организации обучения, преподавание отдельных предметов с применением мультимедиа и средств компьютерного моделирования.

Ученые-исследователи M.Воусе, S.Brown, R.Mayer, L.Riber занимались вопросами использования мультимедиа в процессе обучения в вузах. Было отмечено целесообразное использование мультимедиа при выполнении заданий, которые не получились с первого раза и при восстановлении знаний.

На основе анализа работ отечественных и зарубежных исследователей, педагогов, психологов было показано, что использование мультимедиа позволяет решить дидактические вопросы с большим образовательным эффектом, может стать средством повышения эффективности обучения, значительно сокращает время, отведенное на изучение обязательного учебного материала, дает возможность существенно углубить и расширить круг рассматриваемых проблем и вопросов.

Мультимедиа не только обеспечивает множественные каналы подачи информации, но и создает условия, когда различные среды дополняют друг друга. Перед учениками открываются огромные возможности в творческом использовании каждой индивидуальной среды, обладающей своим языком. Некоторые из этих языков пространственно - ориентированы (текст, графика), в то время как другие ориентированы на время (звук, анимация и видео).

Систематическое использование мультимедиа оказывает существенное влияние на развитие ученика. Изучение особенностей проявления внимания на уроках с использованием мультимедиа выявило не только внешнюю активность ученика, но и внутреннюю, имеющую в своей основе любопытство, любознательность.

Ю.Н. Егорова отмечает, что использование мультимедиа способствует повышению эффективности обучения, тем, что:

· усвоение знаний происходит не по необходимости, а по желанию учащихся;

· мультимедиа воспринимается радостно, а радость в свою очередь стимулирует расположение к учебному предмету,

· предоставляется возможность оценить себя на фоне деятельности других учеников;

· выдвигается новый объективный критерий оценки своей деятельности: побеждает, выигрывает тот, кто много знает и умеет пользоваться своими знаниями;

· создается возможность дать волю фантазии, снять барьеры страха, боязнь быть смешным, получить плохую отметку и т.д.;

· создается атмосфера сотрудничества всего коллектива и здорового соревнования;

· ученики стремятся самостоятельно преодолеть трудности;

· предоставляется реальная возможность использования межпредметных связей.

Такая особенность мультимедиа, как интерактивность, присущая сугубо дидактическому компьютерному средству и отличающая его от традиционных информационных экранных средств, способствует наиболее прочному усвоению учебного содержания, предъявленного с помощью данного средства.

Перечисленные выше особенности мультимедиа способствуют, развитию у ученика способности целеполагания, планирования, развитию работоспособности, рефлексии, самооценки, абстрактного и наглядно-образного мышления, формированию теоретических и фактических знаний, технических навыков владения технологией мультимедиа и их общей культуры и эрудиции в сфере аудио-визуальной медиапродукции.

На основе выявленных технико-педагогических и дидактических возможностей мультимедиа Н.В. Клемешова выделяет его потенциальные функции, которые могут быть реализованы в учебном процессе школы. К таким функциям исследователь относит разъясняющую, информационную, эвристическую, систематизирующую, мотивирующую и развивающую.

Кроме того, выделяются условия эффективного применения мультимедиа в учебном процессе. К таким условиям относятся следующие:

· построение занятий в соответствии с дидактическими возможностями мультимедиа;

· оптимальный подбор педагогических мультимедийных программ и их сочетаний в соответствии с целями занятия, уровнем подготовки студентов, особенностями подлежащего освоению учебного материала;

· соблюдение общенаучных и дидактических правил применения мультимедиа.

Н.В. Клемешова выявила, что эффективность использования мультимедиа как дидактического средства при формировании учебной деятельности зависит от построения системы учебных занятий, содержащих в той или иной форме мультимедиа, в соответствии с моделью освоения учащимися учебной деятельности. Модель практического освоения обучающимися учебной деятельности в условиях активного применения мультимедиа включает этапы: стимулирующий, целеполагающий, обучающий, аналитико-рефлексивный, а также этап саморегуляции и этап самореализации. Мультимедиа как дидактическое средство, способствующее освоению обучающимися учебной деятельности, влияет на развитие основных сфер индивидуальности учащегося: стимулирующий этап модели освоения учебной деятельности предполагает воздействие на мотивационную сферу; на этапе целеполагания происходит влияние на волевую сферу; обучающий этап охватывает интеллектуальную и предметно-практическую сферы индивидуальности обучающегося; на аналитико-рефлексивном этапе и этапе саморегуляции происходит воздействие на сферу саморегуляции; этап самореализации предполагает формирующее влияние на эмоциональную сферу индивидуальности обучающегося.

Таким образом, в настоящее время активно исследуются различные аспекты использования мультимедиа в образовании, выделяются технические и психолого-педагогические особенности мультимедийных технологий, подчеркивается необходимость их целенаправленного и продуктивного применения в учебно-воспитательном процессе средней и высшей школы. Большинство педагогов и психологов отмечают, что современные информационные технологии, в том числе и мультимедиа, открывают учащимся доступ к нетрадиционным источникам информации, позволяют реализовать принципиально новые формы и методы обучения с применением средств концептуального и математического моделирования явлений и процессов, которые позволяют повысить эффективность обучения.