авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |
-- [ Страница 1 ] --

Федеральное агентство по образованию

Уральский государственный технический университет – УПИ

И. И. Шолина

Научный руководитель –

доктор химических наук

Егоров Ю.В.

МУЛЬТИМЕДИЙНЫЕ ДИДАКТИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА

В ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОМ ОБРАЗОВАНИИ

опыт разработки и внедрения мультимедийной обучающей среды (МОС) по экологии электронное текстовое издание Аннотация:

В монографии представлено описание мультимедийной обучающей среды (МОС) по экологии, создаваемой в УГТУ-УПИ с 70-х годов двадцатого века.

В основу МОС положены научные и учебные материалы, разработанные Харламповичем Г.Д. и Егоровым Ю.В.

© Шолина И.И. © ГОУ ВПО «УГТУ-УПИ» Екатеринбург Содержание Введение 1. Феноменология мультимедиа 2. Мультимедиа в образовательной практике 3. Мультимедийная обучающая среда (МОС) по экологии 4. Технология смешанного обучения 5. Экспериментальное исследование МОС Заключение Библиографический список ПРИЛОЖЕНИЯ 1. Экспликация понятий 2. Дидактический тест выходного контроля знаний 3. Тематика рефератов ВВЕДЕНИЕ Актуальность Потребность в модернизации Российского образования особенно остро стала ощущаться в начале перестройки, совпавшей с мировыми тенденциями – глобализацией и информатизацией – переходом к постиндустриальному периоду развития человеческого сообщества и осознанием катастрофичности экологических проблем. Развитие техносферы, преобразующее биосферу, требует соответствующего, «опережающего» образования, которое уже не может опираться на технологии переноса информации из мировой сокровищницы знаний в головы учащихся. На новом этапе антропогенеза требуется обеспечить:

1) непрерывность образования, поддерживающую компетентность в течение всей жизни;

2) комплексность и системность образования, формирующие представления о целостности мира, многообразии взаимосвязей в нем, развивающие умения ориентироваться в контринтуитивно изменяющихся обстоятельствах;

3) экологизацию образования, опирающуюся на естественно научное мировоззрение, формирующую сознательно принимаемую стратегию природопользования и жизнедеятельности, ответственность за профессиональное и гражданское поведение, внедряющее в сознание экологический императив как форму нового credo [33].

Глобальные перемены в социальной, культурной, материально производственной и других сферах жизни, новый тип задач и проблем, вставших перед обществом, привели к изменению миропонимания, иному отношению к ценностям. Опосредование деятельности системным мышлением – новый этап в развитии способов духовно-практического освоения мира, новая страница в истории развития человека. На повестке дня - создание обучающих систем, направленных на формирование нового механизма усвоения динамично развивающейся культуры.

О формировании образовательной среды по естественнонаучным учебным дисциплинам имеет смысл говорить в контексте природных, экономических, социальных и др. систем, поскольку суть метода исследования и описания, принятого в естественных науках, в основном сводится к системному подходу и моделированию. Современный напряженный и динамический «новый диалог с Природой» (по выражению Ильи Пригожина [42,43]) имеет причиной не только существующую и возрастающую структурную и комбинаторную сложность связей в природных и техногенных подсистемах, но и распространение влияния «антропогенного давления» на глобальный уровень.

В условиях глобализации системно-организационных связей в биосфере и техносфере это новое мировоззрение может складываться только в едином мировом информационном пространстве, что делает актуальным обеспечение доступа к информации и умение работать с ней.

Умение работать с информацией и развитое критическое мышление факторы успеха в условиях информатизации общества, когда преобладающими видами деятельности служит сбор, накопление, обработка, хранение, передача и производство информации.

Чтобы подготовить людей к жизни в информационном обществе, их нужно обучать, используя существующие и развивающиеся технологии этого общества. В условиях информационного бума, роста объема и скорости пополнения и обновления информации во всех сферах человеческих интересов возникает спрос на эффективные способы хранения и представления информации.

Понятие мультимедиа Развитие информационных технологий идет по пути создания более совершенных и разнообразных способов представления и передачи информации: интеграции гипертекста, звука, видео, анимации, интерактивных компонент и прочее, то, что определяется понятием мультимедиа. Сущность этой комплексной технологии заключается в максимальном, одновременном и выразительном воздействии на многие зоны восприятия.

Построение эффективных образовательных моделей в современных условиях невозможно без использования технологии мультимедиа, позволяющей включить в образовательный процесс большие объемы информации разного рода.

Разработка современных обучающих систем, основанных на мультимедийных (компьютерных) технологиях представляет собой процесс, включающий специалистов различных областей знания. Их слаженное взаимодействие, опирающееся на общий понятийный аппарат, единое видение целей и задач является гарантией создания обучающих систем, Исследование обучающих систем с позиций какой-либо одной науки будь то педагогика, социология, кибернетика, психология, либо другая наука неэффективно. Только данные, полученные, путем комплексного системного исследования позволят выйти на объективный прогноз и задать направление развития обучающих систем.

Инновации в образовательной области не всегда укладываются в рамки существующих теоретических построений. Требуется экспериментальное исследование и методологическое обоснование всему тому новому, что естественным путем (как требование самой жизни) постоянно проникает в систему образования.

В системе образования мы наблюдаем ситуацию, когда все составляющие учебного процесса динамично меняются: организационные, материально-технические, содержательные, методические. Именно в этом контексте рассматривается опыт разработки и внедрения мультимедийной обучающей среды по дисциплине «Экология».

Концептуальная основа Концептуальной основой, сформировавшей направление выполненных исследований послужили идеи Л.С.Выготского, П.Я.Гальперина, Дж.Гибсона, В.И. Вернадского, Н.В.Тимофеева-Рисовского, Л. фон Берталанфи, И. В. Блауберга, В. Н. Садовского, Э.Шредингера, Г.Ф.Хильми, В.С.Соловьева, Н.А.Бердяева, В.В.Давыдова, П.Друкера, А.А.Зиновьева, А.Н.Леонтьева, Н.Н.Моисеева, В.В.Налимова, А. Печчеи, И.Р.Пригожина, В.Н.Садовского, Э.Тоффлера, С.С.Шварца, Б.В.Литвинова, Г.Д.Харламповича, Ю.В.Егорова, В.И.Кашперского и других отечественных и зарубежных ученых: психологов, педагогов, социологов, философов.

Осмыслением проблем, связанных с обучающими системами, включающими компьютерные технологии, занимаются ученые различных областей знания. В связи с актуальностью этого направления постоянно возникают новые интересные разработки. В рамках проводимых исследований необходимо было обобщить теоретический и практический опыт по разработке и применению компьютерных средств обучения.

Методологические аспекты разработки и использования компьютерных обучающих систем представлены в работах авторов: Дж.Тиффин, Л.Раджасингам, В.И.Солдаткина, А.А.Андреева, И.В.Роберт, М.И.Башмакова, С.Н.Позднякова, Н.А.Резника, Ю.Г.Древса, Е.С.Полат, М.Ю.Бухаркиной, М.В.Моисеевой, А.Е.Петрова и других.

Без привлечения идеологов современных WEB-технологий реализация полноценного исследования была бы невозможна: именно идеи информационных архитекторов, WEB-дизайнеров, специалистов по «удобству пользования» позволяют создавать эффективные мультимедийные дидактические средства. Здесь необходимо сослаться на следующие имена:

Луи Розенфельд (Louis Rosenfeld), Джон Олсопп (John Allsopp), Кристина Уодтке, Влад Головач, Артемий Лебедев и другие.

Обращение к международным образовательным стандартам, разрабатываемым для технологической и организационной поддержки компьютерных систем обучения, позволило использовать при разработке мультимедийной обучающей среды международный опыт, обобщенный в документах:

– LOM (for Learning Object Metadata) (IEEE 1484.12.1-2002). LOM определяет набор атрибутов для описания учебного объекта (метаданные ресурса).

– SCORM описывает модель агрегации содержимого курса. В основе модели лежат понятия манифеста, пакета и компонента курса (SCO – Sharable Component Object).

– IMS описывает различные аспекты создания, распространения электронного контента, описания модели обучаемого и т.д.

В документах представлены оптимальные модели внутренней структуры учебных курсов с учетом особенностей интеграции курса в существующее информационное пространство.

Анализ информации (теоретические и практические исследования, существующие педагогические технологии и фрагменты этих технологий, традиционные методики и инновации) в области информационных технологий и естественнонаучном образовании привел нас к нижеследующим выводам.

Проблема Проблемными на сегодняшний день являются не столько технические и технологические, сколько психологические, методические и организационные аспекты использования мультимедийных средств в естественнонаучном образовании. Новые технические возможности требуют новых методических идей, учитывающих как новые социальные запросы, так и особенности восприятия, характерные для эпохи информатизации.

В связи с опережающим, по сравнению с гуманитарными областями знаний, развитием техники и технологий сегодня можно выделить главное противоречие - несоответствие между высоким уровнем развития информационных технологий и уровнем их использования в образовательной области.

Внедрение эффективных образовательных технологий в этих условиях, невозможно без решения комплекса задач, среди которых:

создание мультимедийных обучающих средств;

разработка эффективных методик обучения с использованием этих средств;

информирование и обучение участников образовательного процесса.

В монографии описана образовательная технология «смешанного обучения» (blended learning), основанная на проектных методах обучения и мультимедийных дидактических средствах, представлены результаты исследования этой технологии в процессе экспериментального обучения студентов Уральского государственного технического университета-УПИ, проводимого с 2000 по 2006 год.

Исследование проводилось с целью установить особенности методики преподавания естественнонаучных дисциплин при использовании мультимедийных дидактических средств, принципы разработки мультимедийных обучающих сред.

Методы исследования При исследовании сформулированной проблемы были использованы нижеследующие приемы обще-частнонаучной методологии:

Качественный и количественный типы социального эксперимента;

формализация реального учебного процесса, анализ этапов, форм и видов учебной деятельности;

идеализация и далее с учетом и обобщением полученных результатов – синтез и моделирование.

Кроме того, в качестве приема общелогической методологии использован системный подход, обеспечивающий рассмотрение и сравнение альтернативных решений и выбор тех их них, которые обеспечивают оптимизацию, наибольшую эффективность и минимизацию затрат различного рода ресурсов (временных, аудиторных, денежных и т.п.) в сложных сетях взаимодействий.

Основные требования системного подхода:

1) выявление зависимости каждого элемента от его места и функций в системе с учетом того, что свойства целого несводимы к сумме свойств его элементов;

2) анализ того, насколько поведение системы обусловлено как особенностями ее отдельных элементов, так и свойствами ее структуры;

3) исследование механизма взаимозависимости, взаимодействия системы и среды;

4) изучение характера иерархичности, присущего данной системе;

5) обеспечение множественности описаний с целью многоаспектного охвата системы;

6) рассмотрение динамизма системы, представление ее как развивающейся целостности способной к самоорганизации.

Объектом исследования являлся процесс экологического образования студентов радиотехнического института-РТФ УГТУ-УПИ.

Выбор дисциплины, продиктован особенностью экологии как науки, интегрирующей предметные знания и методологию биологии, физики, химиии, географии и других областей, что позволяет формулировать общие принципы методики преподавания естественнонаучных дисциплин с использованием мультимедиатехнологий.

Предметом исследования является мультимедийная обучающая среда (МОС) по экологии, принципы ее создания и методика преподавания с использованием мультимедийных средств.

В рамках эксперимента решались следующие задачи:

1) разработка дидактической модели преподавания дисциплины экология с использованием мультимедийных средств.

2) внедрение образовательной технологии, основывающейся на дидактической модели с использование мультимедийных средств;

3) разработка концептуальной модели мультимедийной обучающей среды (МОС);

4) создание МОС по Экологии:

-разработка функциональной модели;

-разработка контента;

5) проведение обучения по разработанной технологии;

6) оценка эффективности использования мультимедийных обучающих систем;

7) создание методических рекомендации по использованию мультимедийных дидактических средств в учебном процессе.

Критериями эффективности процесса обучения в нашем случае являются:

– степень развития навыков системного мышления;

– умение осуществлять поиск информации и анализировать ее;

– умение вычленять экологическую проблему и излагать ее, используя терминологию и законы предметной экологической области;

– умение осуществлять выбор одного из решений проблемы среди альтернативных вариантов.

Гипотеза:

Мультимедийные дидактические средства повысят эффективность процесса естественнонаучного образования, при следующих условиях:

1) мультимедийные средства должны быть интегрированы в технологию обучения, основанную на:

– продуктивных методах обучения (проектные, исследовательские методы);

– деятельностном подходе (содержание, формы, методы и средства обучения необходимо рассматривать в их отношении к организации деятельности учащегося, составляющей основу всех его приобретений, предусматриваемых целями обучения);

2) дидактическая модель обучения должна обеспечивать формирование системного мышления и уровня информационной культуры, адекватных запросам постиндустриального периода развития цивилизации, общества информатизации;

4) мультимедийные обучающие средства должны строиться на принципах: модульности, интерактивности 3) необходимо создать методическое обеспечение, делающее доступным теоретические и практические разработки мультимедийных средств обучения.

Образовательные продукты, созданные в рамках эксперимента В период 1998 – 2006 гг., в рамках проводимых исследований были разработаны и внедрены в учебный процесс следующие образовательные продукты:

1) дидактическая модель образовательной технологии, основанная на продуктивных методах обучения и компьютерных обучающих средствах, нацеленная на формирование системного мышления учащихся;

2) электронные дидактические средства по экологии: «Общий курс по экологии»(1998г), «Комплексный мультимедийный курс по экологии»(2001), курс «Экология» интегрированный в инструментальную среду, разработанную в УГТУ-УПИ для поддержки сетевых форм обучения (2005г);

3) методическое обеспечение, позволяющее осваивать опубликованные мультимедийные учебные продукты по экологии и смежным проблемам.

4) курс «Разработка мультимедийных средств обучения», реализуемый на факультете повышения квалификации УГТУ-УПИ.

Апробация основных положений и выводов исследования Основные положения и результаты исследования докладывались на:

– IX Международной конференции-выставке Информационные технологии в образовании, (Москва, 1999г);

– конференции-выставке Урал-экология 99 (Екатеринбург,1999);

– XI Международной конференции «Применение новых технологий в образовании» (Троицк, Московская область 2000г);

– Городском научно-методическом семинаре: «Стратегия экологического образования в высших, средних профессиональных учебных заведениях г.Екатеринбурга» (2001 г Екатеринбург);

– межрегиональной научно-практической конференции «Образование взрослых – ключ к XXI веку» (2001 г.Екатеринбург);

– Всероссийском научно- молодежном симпозиуме Безопасность биосферы, (Екатеринбург, 1999,2000,2001,2002);

– учебно-методической конференции «Активные методы обучения и активизация учебного процесса (Екатеринбург, 2001);

– на семинаре «Новые информационные технологии в образовании» в рамках международной выставки-форума по телекоммуникациям, новым информационным технологиям и их приложениям «Инфокоммуникации России - XXI век» («Инфоком-2003», Екатеринбург), – на международном семинаре «Европейские технологии в переподготовке специалистов» (Екатеринбург, 2004), – на семинаре «Методы и средства подготовки электронных изданий учебного назначения» (Москва, 2004), – на международной конференции «Модернизация образования в условиях глобализации» (Тюмень, 2005), – на международной научно-практической конференции «Вузы России и Болонский процесс» (Екатеринбург, 2005) и других форумах.

Глава 1. ФЕНОМЕНОЛОГИЯ МУЛЬТИМЕДИА Феноменология понятий мультимедиа, восприятие, информация тесно переплетается между собой. Осмысление этих понятий с позиций философии представляет собой определенный этап в описываемом исследовании, предваряющий анализ и моделирование обучающих систем, основанных на мультимедийных технологиях (Приложение 1).

История развития науки многократно демонстрировала, что противоречивые и даже несовместимые на первый взгляд модели, описывающие некое явление или процесс, успешно дополняют друг друга и при определенных условиях выступают как проявления некой глобальной сущности.

Предназначение научной теории – объяснять и предсказывать явления и события. Востребованными, доминирующими являются теории, соответствующие определенному уровню развития социума.

Самый яркий классический пример – эволюция взглядов на Вселенную.

Птолемеевская (Аристотелевская) модель Солнечной системы помимо мировоззренческой функции, соответствовавшей запросам церкви и общественного устройства начала первого тысячелетия, позволяла достаточно точно объяснять и предсказывать реальные события. Развивались естественные науки, накапливались эмпирические данные, геоцентрическая модель позволяла объяснять их, хотя все более усложнялся математический аппарат описания движения планет (эпициклы, дифференты). На определенном этапе общественного и культурного развития цивилизации утверждается гелиоцентрическая модель Коперника, разрушившая старую систему представлений, подорвавшая связанную с геоцентрической картиной мира систему религиозных, философских и естественнонаучных представлений. Кеплер выводит законы движения планет, Коперник строит модель Солнечной системы, Ньютон формулирует закон всемирного тяготения гравитационного взаимодействия масс в абсолютном пространстве и времени, Эйнштейн – теорию относительности пространства и времени, гравитации, как свойстве геометрии пространства. За этой последовательностью перечисления фактов - драма идей и судеб людей, демонстрирующая относительность научных теорий и преемственность научного знания.

Относительность научного знания прослеживается и при анализе теорий восприятия. Такие сложные феномены как восприятие и информация, не укладываются в классические, рациональные схемы отдельно взятой научной дисциплины (будь то философия, психология, социология, информатика, кибернетика, биология и т.д.). История развития науки и техники ХХ века демонстрирует нам интеграцию различных отраслей знания, когда выдающиеся технические решения возникают на стыках наук.

Главные заключения, вытекающие из анализа теорий восприятия и информации, имеющие особое значение для моделирования обучающих систем следующие:

– восприятие - это целостный процесс в котором участвует «весь» человек – все его органы чувств, сознание, подсознание и т.п.

– восприятие - это активный акт;

человек усваивает информацию тогда, когда настроен на восприятие, готов к восприятию.

В связи с развитием и распространением мультимедийных технологий современное поколение учащихся (как школьников, так и студентов) все в большей степени ориентировано на образное восприятие информации, хотя в системе образования, которая по своей природе консервативна, преобладают вербальные способы представления информации. Смещение аспектов восприятия является характерной чертой постиндустриальной цивилизации, признаком и следствием перехода к «Третьей волне». Автор этой историографической метафоры Элвин Тоффлер считает, что «при столь серьезном изменении инфосферы мы обречены и на трансформирование собственного сознания, т.е. того, как мы осмысливаем свои проблемы, как обобщаем информацию, каким образом предвидим последствия наших поступков и действий»[53].

Активно развивающиеся сегодня мультимедийные технологии позволяют воздействовать на обучаемого через визуальные образы (статические и динамические) и звук. Помимо выполнения обязательной функции переноса информации с их помощью можно добиться эмоциональной сопричастности, используя приемы киноискусства и музыкальной культуры. Неотъемлемой составляющей современных средств мультимедиа является интерактивность, возможность обратной связи.

Мультимедийные технологии активно развиваются в направлении интеграции в мировое информационное пространство WORLD WIDE WEB (WWW). Всемирная информационная паутина формируется по своим законам. За последние десятилетия возникли новые прикладные отрасли знания: информационная архитектура, WEB –дизайн, «удобство пользования» (use ability) – ориентированные на разработку информационных систем для WWW.

Восприятие формируется средой, в которой развивается человек. Одной из особенностей эпохи информатизации является «массированная атака» на органы восприятия человека - аудиовизуальный поток (именно поток), одной их важных характеристик которого является скорость.

Средства массовой информации постоянно воздействуют на человека и в большой степени формируют его восприятие. Именно через технологии средств массовой информации (СМИ) бизнес, особенно рекламный привлекает покупателей (товаров и услуг). Успех или неудача СМИ определяется тем, насколько они могут заинтересовать и удержать читателя, телезрителя, радиослушателя и т.п. Политика современных СМИ основывается на психологических и социальных законах поведения людей.

Отсюда вытекает важность обобщения опыта работы СМИ с различными группами людей и перенесение их наиболее эффективных приемов в педагогику, поскольку эффективность образовательного процесса напрямую зависит от способности привлечь и удержать внимание обучающихся, поддерживать их интерес (периодически «настраивать восприятие»). Это актуально как для взаимоотношений педагог – учащийся, так и для создания обучающих средств нового поколения.

Мультимедийные средства при определенных условиях позволят вывести взаимодействия в образовательных системах на качественно новый уровень.

Каковы эти условия? Как изменится характер взаимодействий?

Разумеется, личность педагога была и остается фактором, определяющим успешность учебного процесса. Ведь роль педагога не сводится только лишь к «внедрению» в голову учащегося некоторой суммы знаний (это скорее функция обучающей среды), - хороший учитель должен пробудить в ученике потребность познавания;

он призван поощрять эту потребность, будучи своего рода «катализатором» самоподдерживающегося процесса, способствуя усвоению учеником нового материала. Он должен помочь учащемуся «настроить восприятие» на усвоение информации.

Акт усвоения информации глубоко индивидуален. Погружение ученика в поток растущей и по-разному организованной информации само по себе ничего не решает, ведь итог этого погружения может быть очень печален:

если бы во времена Царскосельского лицея были приняты современные правила Министерства образования, то Пушкин не получил бы аттестата, так как по математике у него был «круглый ноль». Общеизвестны также «тупость » и «бесперспективность» Эйнштейна и основателя московской математической школы академика Н.Н.Лузгина, которые были диагностированы во времена их школьного детства стандартными методами.

И только индивидуальный подход, которым способен овладеть далеко не каждый педагог, сохранил для мировой науки эти выдающиеся интеллекты.

Особенностью мультимедийных (компьютерных) обучающих средств является возможность их настройки под особенности восприятия обучающегося. Технологии мультимедиа позволяют создавать продукты, способные адаптироваться под конкретного пользователя. Учет особенностей восприятия на этапе проектирования моделей – задачи информационных архитекторов, методистов по созданию учебного наполнения (контента), WEB –дизайнеров, специалистов по «удобству пользования» (use ability) и других.

Развитие МОС в этом направлении приведет к повышению эффективности обучающих систем, позволит сделать качественный скачок в создании средств обучения.

Соответствие формы и содержания в случае мультимедиа технологий в образовании приобретает особый смысл. Модульный принцип построения информационной структуры предопределяется наличием больших объемов разнородной информации. Природа содержания меняется - знание технологическое и методическое становятся неотъемлемой частью обучающей среды. Само понятие гипертекста, как системы объектно ориентированных ссылок предполагает формирование разветвленной информационной структуры (при отсутствии технических ограничений по объему информации).

Интенсивный и экстенсивный путь развития МОС органично дополняют друг друга. С одной стороны совершенствование механизмов предоставления информации (видео, анимация, моделинг, интерактив и т.п.), с другой - аккумуляция информации, возможность использования ресурсов сети для формирования содержания. Меняется стиль изложения текстов – с учетом возможности чтения с экрана монитора.

Мультимедиа как технология, предоставляющая безграничные возможности при работе с информацией, порождает и множество проблем психологического и методического характера.

Об эффективности МОС нельзя говорить в отрыве от основных вопросов, стоящих перед системой образования.

Каковы критерии эффективности образовательного процесса?

Какое знание должна формировать система образования?

Каких специалистов требует общество «третьей волны», общество информатизации?

Что из производимого обществом знания должно попадать в образовательную систему? Какие существуют для этого механизмы?

История развития систем образования демонстрирует нам, что университеты, сочетающие научную деятельность и подготовку студентов, являются оптимальным механизмом генерации и распространения производимого знания [12].

Практически все философские словари определяют науку как некий специфический вид деятельности, направленный на выработку (получение, производство, создание системы и т.п.) новых знаний. При этом молчаливо предполагается, что рано или поздно эти знания будут востребованы обществом, т.е. будут включены как некий очередной блок в расширяющуюся и уточняемую картину мира - это по меньшей мере. Что же касается результатов и обобщения естественнонаучных исследований (в отличие от гуманитарной сферы), то они в настоящее время без больших промедлений становятся достоянием техники. Последняя же, в свою очередь, служит цивилизационным инструментом как повышения качества жизни (быт, транспорт, связь, медицина и др.), так и ее (жизни) уничтожения (войны, терроризм, техногенные катастрофы и др.).

Таким образом, в сфере научно-технической деятельности человечества можно сопоставить два информационных потока: производство знаний и усвоение знаний. В свою очередь усвоенное знание следует подразделять на ориентировочное (как любил говорить Н.В.Тимофеев-Ресовский) и актуально реализуемое в технологии, если под таковой понимать искусство (гр. techn – искусство, мастерство) преобразования не только вещей, веществ и энергии, но и информации, что стало отличительным признаком нашего времени.

Производство знаний – процесс лавинообразный, открытый, экспоненциальный на первоначальных стадиях. Однако нехватка материальных или человеческих резервов рано или поздно начнет выступать в роли сдерживающего фактора. «Наука-исследование» и «наука образование» придут в состояние некоей гармонической эстафеты [14].

Расхождение скоростей этих социокультурных процессов несомненно существует и грозит кризисом преемственности. Совершенствование «науки исследования» (развитие новых инструментальных методов экспериментирования, анализа и обобщения научных данных) продолжается и ускоряется. На переднем крае науки, там, где совершаются открытия, действует абсолютное меньшинство человечества: это подлинная интеллектуальная элита вида Homo sapiens (впрочем, ирония истории науки заключается в том, что эти люди «широким массам» известны неизмеримо меньше, чем, например, члены баскетбольных команд высшей лиги). Ученые заняты своим делом, им, как правило, недосуг «внедрять» новые факты и обобщения в сознание «широких масс», да и многие из них это делать просто не умеют.

В то же время «наука-образование» по сравнению с «наукой исследованием» всегда была более консервативной сферой. Например, классно-урочная система обучения Коменского или технология «сократических бесед» дожили до наших дней и вошли в золотой фонд дидактики. Отчасти эта «нестремительность» педагогики является отражением «внутренних пределов» (вторая из «шести стартовых целей человечества», провозглашенных Римским Клубом [41]).

По этому поводу Аурелио Печчеи писал: «… в последнее время равновесие между прогрессом и культурой человека, между прогрессом и его биологическими способностями оказалось нарушено, …так что существующая ныне степень умственной и психической, а возможно, даже физической адаптации человека к неестественности и стремительным темпам современной жизни весьма далека от удовлетворительной. Правда человек так плохо использует замечательные потенциальные возможности своего мозга, что вполне вероятно существование здесь каких-то невыявленных, скрытых резервов, которые он может и должен мобилизовать на восстановление утраченного равновесия и предотвращение его нарушения в будущем, когда такая неустойчивость может быть чревата куда более кошмарными последствиями. … Мы прискорбно мало знаем о таких важных конкретных вещах, как взаимосвязь и взаимозависимость между здоровым питанием и образованием, … об общей пригодности человека к тому образу жизни, который он ведет сейчас, … наконец, о том, можно ли в свете этого развить и улучшить природные способности человека, и если да, то каким образом»[41].

Мультимедиа технологии – порождение ХХ века, интегрируют в себя достижения многих отраслей науки, техники и искусства. Эффективность мультимедийных средств определяется не столько техническими характеристиками, в большой степени - теми методическими приемами подачи информации, которые граничат с искусством, к которому относят кино, музыку и педагогику.

Методы обучения с использованием мультимедиа средств самые разнообразные, традиционные методики работают с привлечением тех или иных мультимедийных средств.

В нашем исследовании речь идет о наиболее эффективных методиках, адекватных тем возможностям, которые предоставляют современные мультимедийные технологии.

Учебные пособия (электронные средства учебного назначения) могут и должны создаваться по другим принципам, нежели печатные («бумажные»).

Компьютерные технологии представляют педагогу гораздо больше возможностей для подготовки учебно-методической продукции и воплощения его творческих замыслов.

В этой сфере возможностей преподаватель превращается в информационного архитектора, работающего с различными видами и формами информации. Это – гипертекст, графика, фото, видео, анимация, аудио. И даже при таком стремительно возникшем разнообразии можно с уверенностью сказать: перечень не исчерпан, путь открыт.

Такой педагог виртуализирует лабораторные работы, создает интерактивные системы контроля знаний. Здесь возможен не только диалог учитель (реальный или виртуальный) – ученик. Эта система открывает пути общения каждому обучающемуся с информационным достоянием всего человечества. Такой педагог получает возможность моделировать обучающую структуру с учетом особенностей восприятия обучающихся. В свои руки такой информационный архитектор получает все оперативно и без промедлений (это, конечно же, некое предвосхищение результата, но совершенствованию нет предела) реализуемые информационные ресурсы, которые можно преподносить в обрамлении приемов обще-частнонаучной методологии науки. Свод методов исследования и познания, отобранных человечеством, внушителен – здесь методы эмпирического и теоретического исследования, и мощные общелогические методы, и приемы познания. В настоящее же время философия, логика и методология науки и техники вошли в арсенал российской дидактики, чему безусловно должно и будет способствовать освоение всеми педагогами – от школы до вуза – системы электронного обучения [62,63,64].

Глава 2. МУЛЬТИМЕДИА В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРАКТИКЕ Рост интереса к технологии мультимедиа обусловлен рядом причин, прежде всего повсеместным распространением мощных компьютеров, способных поддерживать графический интерфейс и обеспечивать эффективную работу с видео- и аудио- форматами, а также быстрым развитием WEB-технологий. Мультимедиа-системы успешно применяются в настоящее время во всех сферах деятельности.

Особое место занимают обучающие мультимедийные системы, позволяющие повысить эффективность обучения за счет следующих приемов:

1) оптимизация структуры информации и комбинация различных способов ее представления;

2) подключение ресурсов ИНТЕРНЕТ;

3) интерактивность (самоконтроль, в том числе средств контроля и оценки процессов усвоения знаний);

3) мониторинг обучения и настройка обучающей системы под характеристики пользователя (уровень знаний, особенности восприятия и т.п.);

4) возможность моделирования процессов и объектов.

Условия использования мультимедийных обучающих средств Быстро развивающиеся инструментальные средства разработки и специализированные оболочки для создания прикладных мультимедийных продуктов предоставляют разработчикам, с одной стороны, широкие возможности для реализации своих идей, с другой, - ставят нетрадиционные, прежде всего методические, задачи.

В настоящее время формируется методология создания и использования компьютерных образовательных систем. Она включает ряд аспектов, среди которых необходимо выделить организационный, технологический и методический. Параллельно происходит становление терминологии и стандартизация требований к мультимедийным продуктам [1, 10].

С существующими в этой проблемной области разработками невозможно ознакомиться только по публикуемым источникам (статьи, монографии и т.п.). Самый достоверный способ – знакомство с людьми, непосредственными разработчиками образовательных продуктов и их достижениями. Наиболее продуктивный путь в этом направлении - участие в конференциях, семинарах, круглых столах, презентациях. Складывается устойчивое впечатление от этих общений, что сегодня речь идет о качественной перестройке образовательных технологий, когда компьютерные (мультимедийные) средства обучения становятся неотъемлемой частью образовательных систем.

Внедрение компьютерных технологий обучения происходит постепенным, эволюционным образом — от развития привычных форм работы с учебными материалами, совмещения электронных средств с книгой (и другими традиционными методическими материалами) до создания и внедрения новых, интегральных форм учебной работы – мультимедийных обучающих сред. Последнее должно осуществляться естественным путем, предполагающим готовность учителя и ученика, уже освоившихся в электронном образовательном пространстве.

Начиная с середины 90-х годов прошлого века, Правительство России проявляет повышенное внимание к информатизации образования.

Постановлением Правительства РФ от 28.08.2001 г. № 630 была утверждена Федеральная целевая программа «Развитие единой образовательной информационной среды (2001-2005 гг.)» Одна из главных целей программы «создание условий для поэтапного перехода к новому уровню образования на основе информационных технологий». Рассматривается проблема создания единой для всех образовательных учреждений информационной среды.

Вступление России в ВТО, присоединение к Болонскому процессу задает направление развития Российской системы образования. Мероприятия в рамках Болонского процесса направлены на обеспечение прозрачности каждой из европейских систем образования на основе принимаемых всеми рекомендаций и процедур путем максимального предоставления согласованной информации при сохранении особенностей каждой из систем образования стран-участниц. Это возможно через изучение существующих в мире систем образования, идентификацию методов, содержания и результатов обучения, обмен опытом. Интеграция в мировое образовательное пространство предполагает выработку неких общих принципов и следование им.

В этих условиях необходимо отчетливо представлять роль информационных технологий в образовательном процессе. Другими словами — потенциал компьютерных технологий обучения, их влияние на исторически сложившиеся каноны и методы (парадигму) образования.

Анализ существующих разработок в области электронных образовательных ресурсов велся по двум направлениям:

1) образовательные продукты, вписывающиеся в традиционный учебный процесс;

2) электронные учебные продукты, создаваемые под инновационные образовательные технологии, основанные на компьютерных технологиях:

система электронного обучения (e-learning), смешанного обучения (blended learning).

Первое направление можно обозначить как компьютерное сопровождение учебного процесса, и предметом обсуждения в данном случае являются образовательные электронные издания и ресурсы - ОЭИиР [10], ставшие неотъемлемой частью образовательного процесса наряду с традиционными учебными изданиями.

Второе направление развития электронных образовательных ресурсов определяется «выходом» обучающих программ в Интернет. Появился термин e-learning - электронное обучение (или Интернет-обучение). В последнее время под электронным обучением понимается такая его форма, когда преподаватель и учащийся отдалены друг от друга в пространстве и при работе над учебным материалом используют сервисы Интернета.

Электронное обучение (e-learning) являются неотъемлемой часть технологии «смешанного обучения», сочетающей в себе возможности современных технологий, различные методы обучения и традиционный учебный процесс. В оптимальном сочетании форм и методов обучения - суть технологии «Смешанного обучения».

Особенностью Российской системы образования (в отличие от большинства зарубежных) можно считать жесткую регламентацию: от наличия государственного стандарта на специальность до ГОСТов на учебно-методическое обеспечение (издательская и библиотечная деятельность). Разработки в образовательной области должны осуществляться с учетом существующих нормативных документов.

Теоретические исследования на определенном этапе были направлены на изучение нормативных документов, как Российских, так и зарубежных.

Электронные издания.

В российской образовательной практике работает ГОСТ 7.83.- «Электронные издания. Основные виды и сведения». Электронный учебный продукт, становясь электронным изданием, проходит уже отработанные (на полиграфических учебных изданиях) этапы проверки на соответствие учебным задачам.

Сегодня под электронными изданиями и ресурсами обычно понимают информационные продукты, для воспроизведения которых нужен компьютер. Изданиями называют документы (продукты), прошедшие редакционную подготовку и распространяемые в неизменном виде ГОСТ [10]. Электронные издания могут распространяться локально 7.04- (размещаемые на отчуждаемых материальных носителях: дискетах, оптических компакт-дисках CD-ROM, DVD) либо по сети. Доступность такого электронного издания обеспечивается публикацией в сети, сопровождается обязательной регистрацией в государственном регистре баз данных НТЦ «Информрегистр».

В случае использования электронных изданий в учебном процессе никакой специальной подготовки ни учащемуся, ни преподавателю не требуется. Методика работы с электронными учебными изданиями ничем не отличается от традиционной. Бумажный носитель заменяется на электронный. Обязательный уровень информационной культуры участников образовательного процесса высшей школы уже сегодня предполагает владение персональным компьютером в объеме, достаточном для воспроизведения электронных документов разного формата (*.doc, *.pdf, *.html и т.п).

Времена, когда текст, набранный на компьютере и размещенный на дискете, приравнивался к электронному изданию, уходят в прошлое. Сейчас имеет смысл говорить о полноценном мультимедийном продукте.

По ГОСТ 7.83 - 2001 в мультимедийном издании информация различной природы присутствует равноправно и взаимосвязано для решения определенных разработчиком задач, причем эта взаимосвязь обеспечена соответствующими программными средствами.

Два ключевых момента, присутствующие в определении издания – редакционная подготовка и распространение в неизменном виде для мультимедийных изданий – сложно реализуемы на практике.

Распространение в неизменном виде вообще практически не достижимо для большинства электронных ресурсов. Настройки персональных компьютеров уникальны, к тому же в области информационных технологий наблюдается высокая динамика обновления аппаратных и программных средств. Только один вид электронного издания – аналог печатного (и то представленный в формате.pdf) соответствует этому определению.

Компоненты мультимедийных продуктов различаются по характеру представления информации, тексты являются только частью сложных гипертекстовых структур. Характер редакционной подготовки мультимедийных продуктов является проблемной областью, требующей согласованных действий различных специалистов – информационных архитекторов, редакторов текстов, web-дизайнеров, специалистов по «удобству пользования» («use ability») и т.д.

Исторически так сложилось, что используемые в процессе обучения материалы можно условно разделить на три группы – печатные, аудиовизуальные (группа ТСО) и электронные ресурсы, воспроизводимые на компьютере, к которым можно отнести и электронные издания. Заметим, что книге, как объекту материальной культуры около 500 лет, ТСО – 50, электронным изданиям – немногим больше 10 (в России).

За 500 лет существования книгоиздательства накоплен богатейший опыт, теперь многие знают, как сделать хорошую книгу [11]. Сегодня же время поставило новый вопрос - как создать полноценное мультимедийное учебное пособие и что необходимо для того, чтобы мультимедийные продукты эффективно работали в учебном процессе.

При разработке многих электронных учебных продуктов используют метафору книги. Разделение на страницы, разделы, главы, оформление страницы, включение иллюстраций — все это, безусловно, взято из пятивекового опыта книгоиздательства. При создании электронных вариантов значительно меньше технических ограничений для творческого замысла. Поэтому здесь лучше использовать метафору театра, по существу — модель реального окружающего мира, в котором и книга занимает свое исторически завоеванное достойное место.

Бесспорными условиями при анализе возможностей компьютерных технологий обучения являются два очевидных соображения:

1) компьютер не заменяет преподавателя;

2) электронное издание, помимо информации, которую можно представить и в книге, должно быть нацелено на то, чего полиграфическое издание дать не может.

Ясное понимание возможностей, предоставляемых компьютерными технологиями, дает в руки аппарат для методического анализа и формирования требований к электронным изданиям. Помимо того, что современная компьютерная и телекоммуникационная техника предоставляет визуализацию, интерактив, моделинг и коммуникации;

он позволяет повысить производительность многих традиционных работ, выполняемых преподавателем и обучающимся (от набора текстов до поиска информации).

Эталоном учебного электронного издания служит программируемый учебник, снабженный параметрическими упражнениями и тестовыми заданиями, насыщенный видео, анимацией, графикой и другими мультимедиа компонентами. Создаваемые по этому принципу электронные пособия, представляют собой гипертекстовые структуры, реализуемые с использованием WEB-технологий, (что дает возможность привлекать ресурсы существующего информационного пространства Интернет). В процессе эксплуатации таких пособий актуализируются наиболее популярные продукты Microsoft Office. Для Российских условий характерно «комбинированное исполнение» электронных учебных продуктов, когда «тяжелые» компоненты мультимедиа представлены на диске, а информационная поддержка, развитие продукта издателем и оперативная связь с учреждением образования осуществляются по сети.

Среди широкого перечня учебных электронных изданий можно выделить наиболее интересные. Это мультимедийные системы обучения языкам (Доктор Хиггинс), серию «Репетитор», включающую издания для подготовки к экзаменам по различным предметам, разнообразные энциклопедии («Кирилла и Мефодия») и др.

На примере мультимедийного учебника «История России ХХ век» [18], признанного «лучшей обучающей программой по гуманитарным дисциплинам» (2000 год), можно говорить о сегодняшнем уровне учебного электронного издания.

Этот компьютерный курс является основным инструментом обучения, содержащим полное и систематическое изложение всего обязательного материала по курсу Отечественной истории. Издание включает в себя хрестоматию, атлас, словарь исторических терминов, рабочую тетрадь, учебный видеофильм, справочник. Учебник в равной степени предназначен для использования как дома (для самостоятельных занятий на домашнем компьютере), так и для занятий в компьютеризированном классе. Он приемлем и для дистанционного обучения. Учебник одобрен федеральным экспертным советом, рекомендован к изданию Министерством общего и профессионального образования РФ. Курс является электронным изданием, входящим в федеральный перечень учебников.

Появление подобного издания стало возможным в результате соединения кинематографического подхода и возможностей мультимедийных технологий. Компьютерный курс создан в сотрудничестве с авторами базового «бумажного учебника». Основным наполнением являются богато иллюстрированные мультимедийные лекции-презентации. Лекцию можно в любой момент остановить, перейти к изучению дополнительного материала и т.п. Пользователи могут получать бесплатные обновления по Интернет. При этом возможные доработки касаются и программной оболочки, и методики обучения, и содержания. Главным направлением работ по совершенствованию курса является наращивание его интерактивности.

Список новых возможностей и дополнений постоянно публикуется на сайте.

Предусмотрена сетевая версия. Ее специальные возможности адресованы преподавателю и недоступны учащимся. Разработана «открытая», профессиональная версия учебника: преподаватель может изменить структуру и содержание курса, включить в учебник новые иллюстрации, персоналии, тесты, комментарии, дополнить хронологию событиями своего региона и т.д. При обоснованном желании можно переозвучить и перемонтировать мультимедийные лекции, создав свою оригинальную версию курса.

Специфика высшей школы диктует особые требования к учебно методическим материалам, и это, прежде всего, большие объемы достаточно быстро обновляющейся информации и методическая проработка, ориентированная на самостоятельную работу. Необходимо учитывать и специфику предметной области, характер дисциплины.

Эксклюзивные решения в области мультимедиа Особенности учебного мультимедиа определяются характером педагогических технологий, для которых они создаются. Для инновационной образовательной технологии «Аудитория с обратной связью» Томского политехнического университета мультимедийные пособия представляют собой автоматизированные учебные курсы, включающие:

1) теоретический материал, иллюстрированный чертежами, схемами, таблицами, демонстрационными и интерактивными моделями;

2) набор тестов, предназначенных для самостоятельного решения;

основная особенность электронного учебного пособия состоит в сочетании необходимого теоретического материала с большим числом разнообразных, тщательно подобранных тестов;

3) комментарии к каждому тесту. После выбора ответа студентом, независимо от его правильности, есть возможность познакомиться с решением этой задачи, что помогает глубже осмыслить изучаемый материал.

Для реализации автоматизированных учебных курсов привлекаются разнообразные специалисты. Это педагоги, психологи, программисты, социологи, методисты, когнитологи и специалисты по базам данных.

Мультимедийные учебно-методические комплексы В Уральском государственном техническом университете -УПИ получил распространение опыт разработки мультимедийных учебно методических комплексов (МУМК). Исходя из того, что электронные образовательные ресурсы развиваются в направлении обеспечения самостоятельной работы студентов, при разработке структуры комплекса упор делался на формирование частей комплекса, связанных с закреплением знаний (обеспечение и методика организации практических занятий и тренингов, самоконтроль и контроль знаний).


Структура комплекса разрабатывалась с учетом международных образовательных стандартов создаваемых для SCORM, LOM технологической поддержки систем обучения, основанных на компьютерных средствах обучения и дистанционного обучения. В стандартах представлены оптимальные модели внутренней структуры учебных курсов с учетом особенностей интеграции курса в существующее информационное пространство. Структура курса формируется с учетом видов учебной деятельности и существующих требований к методике обучения.

Содержимое курса разбивается на компоненты (тексты, графика, тесты, видео и т.п.).

Обозначенный подход позволил выйти на различные варианты использования МУМК в образовательной практике УГТУ-УПИ. Локальное распространение на компакт-дисках по типу электронного издания, сетевой доступ на портале, интеграция в систему обучения по сетям и т.д.

Разработка МУМК осуществляется по инициативе администраторов учебного процесса, кафедры авторским коллективом, включающим специалистов разного профиля, с привлечением централизованных ресурсов вуза, специализированных подразделений по созданию мультимедиа.

Структура мультимедийного учебно-методического комплекса включает в себя следующие компоненты:

1. Рабочая программа изучения дисциплины 2. Конспект лекций 3. Мультимедийное лекционное сопровождение 4. Обеспечение практических занятий 5. Тестовые задания для самоконтроля и промежуточного контроля 6. Дополнительный материал 7. Выходной контроль знаний.

Рабочая программа изучения дисциплины. Разрабатывается и оформляется в соответствии с существующими в УГТУ-УПИ требованиями.

Содержит методику изучения дисциплины, график изучения дисциплины и сдачи контрольных мероприятий (календарно-тематическое планирование), требования к результату обучения (характеристики результата обучения, формируемые компетенции и т.п.), аннотированную библиографию и сайтографию (помимо библиографического описания включает краткую аннотацию, указание конкретных страниц и их соответствие разделу программ, а также указание места, где этот ресурс доступен: библиотека УГТУ-УПИ, для web-ресурса адрес в Интернет и т.п.) Конспект лекций (объем теоретического материала в текстовом виде, с иллюстрациями, необходимый для освоения курса).

Мультимедийное лекционное сопровождение (видеозапись лекций, комплект иллюстративных материалов: слайдов (презентации), видеофрагментов, анимации, аудиосопровождения и т.п).

Обеспечение практических занятий. Методические пособия, содержащие описания и инструкции по выполнению практических, лабораторных работ и домашних заданий.

Виртуальный практикум.

Тестовые задания для самоконтроля и промежуточного контроля (проверочные и контрольные работы, другие виды контролей в тестовой форме).

Дополнительный материал (хрестоматии, словари, справочники и т.п.) Подборка теоретических и практических материалов для углубленного изучения предмета, то, что выходит за рамки обязательного объема материала, включенного в конспект лекций.

Выходной контроль знаний (тестовая форма представления).

Значимой часть МУМК является виртуальный практикум, направленной на усвоение теоретических знаний, формирование практических навыков работы в конкретной предметной области.

Основные виды учебной деятельности, реализуемые в рамках практикумов:

Теоретические исследования, анализ информационных источников, компиляция;

Моделирование реальных процессов и явлений;

Работа с тренажерами и эмуляторами реальных установок и производственных технологий, формирование навыков работы с ними;

Разработка разного рода научно-исследовательской, проектной, конструкторской и технологической документации (применение действующей нормативной документацией, использование справочников и других документов по профилю специальности, программных продуктов, автоматизирующих разработку документации).

Создание алгоритмов и программирование Методические требования к разработке виртуального практикума предполагают:

определение цели и задач практической работы;

формулирование требований к результату практической работы (какие виды знаний и умений должен продемонстрировать студент по окончании выполнения работы, какую отчетную документацию должен предоставить);

разработка входного контроля, определяющего степень готовности студента к выполнению работы;

создание модели практикума, графического и вербального представления;

разработка системы инструкций по выполнению практикума;

вычленение из общего объема МУМК блока теоретического материала, достаточного для выполнения практикума (предметное знание, математический аппарат, нормативная документация, справочники, технические требования, ГОСТы и т.п. ) Описанные выше требования к учебно-методическому обеспечению представляют собой вариант формализации процессов обучения с целью разработки моделей курсов для электронного обучения (e-learning), создания программно-инструментальных средств поддержки сетевых форм обучения.

Разработанные с учетом этих требований МУМК интегрируются в инструментальную среду поддержки сетевых форм обучения (Глава 4).

На этом этапе развития мультимедийных средств уже имеет смысл говорить о мультимедийных обучающих средах (МОС), обеспечивающих доступ к сетевым ресурсам и возможности коммуникаций.

МОС включает в себя все разнообразие имеющихся ресурсов, как по содержанию, так и по форме представления информации.

Многообразие учебно-методических материалов не гарантирует высокое качество обучения, необходимы методики, позволяющие эффективно их использовать. Преподаватели, помимо традиционных методов систематического изложения и проверки усвоения знаний должны обладать новыми компетенциями, позволяющими формировать у студентов некую основу ориентировочно-исследовательской деятельности в той или иной предметной области, умение работать с большими объемами информации, критически оценивать предъявляемую информацию. Дидактическая модель, лежащая в основе мультимедийной обучающей среды, описывается в разделе «Мультимедийная обучающая среда по экологии».

Глава 3. МУЛЬТИМЕДИЙНАЯ ОБУЧАЮЩАЯ СРЕДА ПО ЭКОЛОГИИ Можно выделить определенную тенденцию в развитии компьютерных технологий в образовательной области: педагогические инновации с использованием компьютерных технологий опираются на методы активного обучения (прежде всего проектные методы) – именно такое сочетание дает максимальную эффективность. Сегодня мы наблюдаем переход от авторитарной системы обучения, центрированной на учителе и передачу знаний к демократическому обучению, центрированному на учащемся и предполагающему самостоятельную проектную и исследовательскую деятельность учащихся. [54]. При этом происходит активный поиск методических подходов и средств, способных дать гарантированное достижение планируемых целей обучения, критериев, с помощью которых можно четко обозначить результат - продукт обучения, его характеристики.

3.1 Дидактическая модель по дисциплине «Экология», основанная на мультимедийных средствах обучения В первом приближении созданную нами дидактическую модель можно обозначить как систему, основанную на самостоятельной проектной деятельности учащихся под руководством преподавателя, направляющего эту деятельность (организатора, консультанта, руководителя, тьютора) и обеспеченную интегрированным дидактическим средством – мультимедийной обучающей средой (МОС) по экологии.

Дидактическая модель ориентирована на формирование у студентов экологического мировоззрения (основанного на системном мышлении) и развитие практических навыков: умение видеть проблему и формулировать задачи, позволяющие эту проблему разрешить, находить альтернативные варианты решения задач и осуществлять оптимальный выбор, на основе которого принимать ответственные решения. Дисциплина экология в силу своей специфики изложения предмета требует системных методов. С другой стороны именно преподавание экологии способно формировать системное мышление, позволяющее в обыденной жизни принимать оптимальные решения.

Формирование экологического мировоззрения сопровождается формированием информационной культуры, базовых компетенций, направленных на успешную социальную адаптацию будущих специалистов в обществе, где доминирующими видами деятельности становятся создание и обработка информации.

Разработчики опирались на методологию, направленную на формирование системного мышления учащихся;

идеи научной психологической школы, развивающей деятельностный подход к психике, ее формированию, функционированию и развитию [54].

Все условия обучения: его содержание, формы, методы и средства рассматриваются в их отношении к организации деятельности учащегося, составляющей основу всех его достижений, предусматриваемых целями обучения. В качестве результата обучения рассматривается основа ориентировочно-исследовательской деятельности в совокупности с развитием базовых (общих) компетенций.

Выбранная нами методология учитывает новую историческую ситуацию – постиндустриальное развитие цивилизации (общество информатизации), изменяющее условия жизнедеятельности человека, а также характер возникающих новых проблем (познавательных и преобразовательных), переход к экологическому способу духовно практического освоения мира.

Исследования на определенном этапе были направлены на адаптацию методологии деятельностного обучения под конкретные педагогические условия преподавания дисциплины «Экология». Оригинальным в этом направлении исследований является создание дидактической основы – мультимедийной образовательной среды (МОС) по экологии.


Основной целью обучения в нашем случае является формирование экологического мировоззрения и уровня информационной культуры, соответствующих требованиям общества информатизации.

В основу обучения положены следующие принципы:

1) обучение идет посредством формирования системного мышления, определяющего новые характеристики усваиваемых знаний и умений;

2) содержание обучения охватывает не только знания об изучаемом предмете (их научное содержание), но и знание методологическое – о деятельности, производящей предметные знания, о способах ее организации, логике системного исследования предмета (его процедурах);

3) используются методы активного обучения, с преобладанием проектно-исследовательских методов;

4) мультимедийная обучающая среда по экологии выступает как интегрированное дидактическое средство, обладающее возможностями организации и управления деятельностью учащихся (наличие контроля);

5) аспекты в обучении смещены на самостоятельную работу студента под руководством инструктора (тьютора).

В рамках изучения дисциплины «Экология» контролировалось развитие следующих базовых компетенций:

Информационная культура (поиск информации, анализ информации, компиляция, вычленение проблемы, поиск вариантов решения, различных мнений, нахождение оптимального решения и т.п.) Личная презентация.

Результатом обучения является основа ориентировочно исследовательской деятельности в предметной экологической области, имеющая следующие характеристики:

1) способность вычленять проблему;

2) формулировать проблему с позиций экологии как науки, с помощью понятийного аппарата и методов экологии (предполагает владение терминологией и знание основных законов);

3) осуществлять поиск мнений специалистов (ученых, экспертов и т.п.) по этой проблеме;

4) рассматривать проблему в контексте естественнонаучного, психологического и социального подходов;

5) искать способы решения проблемы;

6) осуществлять выбор одного из решений среди альтернативных вариантов;

В развитии экологического мировоззрения важно усвоение системных подходов к исследованию экологических объектов. Системный подход, как прием общелогической методологии обеспечивает рассмотрение и сравнение альтернативных решений и выбор тех из них, которые обеспечивают оптимизацию, наибольшую эффективность и минимизацию затрат различного рода ресурсов в сложных сетях взаимодействий.

Исследовательская деятельность при изучении дисциплины направлена на:

выявление зависимости элемента от его места и функций в системе (с учетом того, что свойства целого несводимы к сумме свойств его элементов);

анализ поведения системы (обусловленного как особенностями ее отдельных элементов, так и свойствами ее структуры);

исследование механизма взаимозависимости, взаимодействия системы и среды;

изучение характера иерархичности, присущего данной системе;

рассмотрение динамизма системы, представление ее как развивающейся целостности способной к самоорганизации.

Через формирование целостного восприятия мира и осознание себя частью окружающей среды возникает ответственное отношение к себе и окружающему миру. Сформированный способ ориентировки в вещах на единство всеобщего и особенного, на многообразие проявлений всеобщего есть уже новое видение самих вещей, системный способ мышления.

Содержание обучения строится на принципе единства знания и деятельности. Никакое знание не возникает вне познавательной деятельности. Всякое объективное содержание знания (и чувственное, и абстрактное) производится в форме исследования объекта. Деятельность:

цель, предмет, средства, способы организации и формы представления результатов – производит определенное содержание знаний.

Содержание обучения выступает в нашем случае многослойным образованием, включающем:

систему научных знаний о предмете, знания о деятельности, в которой формируются знания (методику исследования объекта), знания о способах обучения.

Изучение теоретических основ предмета Система научных знаний о предмете выражает современные нормативы его теоретического описания как специфической системы. В мультимедийной обучающей среде по экологии система научных знаний о предмете выстраивается в соответствии с Госстандартом по дисциплине «Экология» для студентов технических специальностей.

Экология – комплексная интегративная наука, использующая методы познания всех естественнонаучных дисциплин. Основным методом экологии выступает системный метод. Включение в содержание мультимедийную обучающую среду раздела «Общая теория систем» обеспечивает знания о деятельности, в которой формируются знания.

Изучение теоретических аспектов (научных взглядов о предмете) организовано как проблемное обучение. При рассмотрении каждой темы выделяется ряд проблем, которые требуют своего исследования. В процессе исследования проблемы формируется система знаний по теме. Проблемы, формулируемые до начала работы над темой задают направление изучения материала. Экология, как интенсивно развивающаяся наука, позволяет формулировать актуальные проблемы, касающиеся личных интересов каждого учащегося. Проблематика, предлагаемая при изучении курса «Экология» представлена в таблице 3.1.

Таблица 3. Перечень тем, включенных в мультимедийную обучающую среду по экологии, и проблемы, формулируемые при изучении тем.

Название темы Примеры формулировок проблем по теме Введение. Каково место экологии в системе современных наук.

Проблемы современного общества и пути их решения.

Что означает в контексте экологического знания ответственное отношение к себе и окружающему миру.

Учение о Как возникла жизнь на Земле.

биосфере. Можно ли говорить об эволюционном (поступательном) развитии биосферы.

Экосистема как основная функциональная единица биосферы. Насколько универсальна экосистема как модель организации живого вещества.

Нужно ли противопоставлять человека и другие виды живых организмов.

Техносфера. Является ли техносфера очередным этапом в развитии Антропогенное биосферы.

и техногенное Техногенные экологические кризисы – закономерные влияние на этапы развития техносферы.

биосферу.

Природопользо Законы экологии и рациональное природопользование.

вание. Приоритет факторов влияющих на рациональное Экологизация природопользование (организационные, политические, технологий. экономические, психологические, развитие науки т.д.).

Социальная Биологическая и социальная сущность человека.

экология Неизбежность воздействия человечества на природные экосистемы.

Коэволюция человека и природы.

«Социальная экология» и «экологическая культура» как результат эволюции экологических идей.

Практическое обучение Практическое обучение выполняется в соответствии с программой формирования ориентировочно-исследовательской деятельности.

Выполнение нескольких видов тестовых заданий в конце каждой темы (как основной функциональной единицы системы обучения) является подготовкой к выполнению теста выходного контроля знаний.

Тест выходного контроля знаний охватывает весь изученный материал, включает три типа вопросов:

вопросы на знание терминологии, вопросы на знание основных закономерностей, вопросы на знание причинно-следственных зависимостей.

Творческие задания, которые должны выполнить студенты в конце каждой темы, представляют собой поисково-исследовательские работы по проблемам, рассматриваемым в рамках тем (таблица 3.1). От студентов требуется провести анализ информации и сформулировать свое видение проблемы. Выполнение такого рода заданий является подготовительной работой для большого реферативного обзора. Студентам для зачетной реферативной работы предлагалось самим выбрать тему. В качестве актуальных предлагались темы, разработанные Ю. В. Егоровым (Приложение 3).

Деловые игры на основе ситуаций, предполагающих принятие решений с учетом анализа экологических последствий. Описание ситуаций включается в практикум, в качестве методических материалов для подготовки к аудиторной работе.

Доклад по выбранной теме рассматривается как завершающий этап работы учащегося. Умения использовать результаты теоретической деятельности (сформированные знания) как ориентировочную основу для решения конкретных (теоретических и практических задач) демонстрируются в докладе на завершающем семинарском занятии.

В предлагаемой модели обучения придается особое значение самостоятельной работе учащихся. Поэтому при разработке мультимедийной обучающей среды акцентировалось внимание на аспектах, связанных с самоорганизацией учащихся и обеспечением комплекса мер, обеспечивающих самоподготовку.

Одним из основных факторов, обеспечивающим эффективность самообразования является уровень организации процессов, позволяющий обучающемуся из объекта обучения стать субъектом и самому научиться ставить перед собой образовательные задачи.

Мы пошли по пути интерпретации основных идей педагогического менеджмента: понятие эффективности образовательного процесса, педагогической технологии, образовательных модулей, продуктивных и репродуктивных способов обучения и т.п. – категории, которыми должен оперировать учащийся, включены в раздел МОС, называемый методика обучения.

Формы обучения выделяются по их функции.

Теоретическое обучение выполняет функцию «производства», формирования системы знаний. Это не просто «словесное» обучение (лекция, инструктаж и подобные формы передачи знаний), а совместная деятельность (с преподавателем, с другими учащимися) по анализу информационных источников, в процессе которой выявляется содержание предмета изучения.

Все формы обучения – лекция, семинар, практикум, самостоятельная работа с информацией и т.п. – формы теоретического обучения, поскольку они выполняют функцию «исследовательской» деятельности, формирующей знания.

Практическая форма – не просто «делание руками» или упражнения в практическом решении типовых задач (воспроизведение алгоритмов), а обучение, формирующее умение и навыки целенаправленного преобразования объекта в разных условиях с использованием сформированных знаний.

Метод обучения рассматривается как способ организации деятельности по усвоению знаний, умений, формированию и развитию способностей учащегося. Исходным моментом здесь выступает формирование и усвоение самой деятельности.

Усвоение системы научных знаний сопровождается формированием основы ориентировочно-исследовательской деятельности в области экологии, практических умений по сбору и анализу информации, выбору решений.

Программа формирования основы ориентировочно-исследовательской деятельности, реализованная в МОС по экологии, представляет собой систему заданий разного уровня сложности и сопровождающих их инструкций. Разработка инструкций - важный этап формализации реального учебного процесса и перенесения методических приемов в обучающую среду. Инструкции по изучению теоретического материала и выполнению различных типов практических заданий, инструкции по организации процесса самообучения и взаимодействий с преподавателем и с группой, инструкции по созданию реферативных работ и подготовке к выступлению (докладу) представляют собой систему, обеспечивающую эффективную работу с мультимедийной средой.

3.2 Мультимедийная обучающая среда (МОС) по экологии На наш взгляд имеет смысл говорить о МОС, ставя на первое место методику обучения, именно методика создает из разнообразных средств обучения стройную систему, обеспечивающую формирование компетенций.

МОС ориентированы на самостоятельную работу обучающегося под руководством консультанта над изучением разного рода материалов, с привлечением разнообразных технологий (моделинг, тесты и т.п.), при активном использовании сервисов Интернет.

Рис. 3.1. Структура МОС по экологии (уровень дисциплины) МОС по экологии имеет тематическую структуру (рис 3.1). Все содержание разбивается на темы. Определив тему, как основную функциональную единицу мультимедийной обучающей среды, мы получили два уровня структурирования: уровень темы и уровень курса.

Уровень темы предполагает усвоение определенного понятийного аппарата, терминологии и законов. Каждая тема сопровождается практическими заданиями и контролем. От темы к теме накапливаются знания и умения (рис 3.2).

Рис.3.2 Тема, как основная функциональная единица Уровень дисциплины характеризуется полным объемом знаний, требуемым программой и интегративными умениями, которые должны сформироваться к моменту окончания работы над изучением курса.

Идеология разработки МОС предполагает развитие среды посредством включение в нее новых учебно-методических разработок, на начальном этапе через аннотацию и описание того или иного ресурса, появляющегося в университете. В дальнейшем – интеграцию в среду, включение в хрестоматию, либо в блок дополнительного материала.

Развитие содержания и формы курса Экология проходило следующие стадии:

– авторский курс по Экологии Г.Д.Харламповича;

– видеофильмы к курсу, режиссер Шолина И.И.;

– мультимедийная реализация курса, содержащая полный объем теоретического материала, видео, анимацию, интерактивные задания для самопроверки;

– добавление модулей: экологический менеджмент, экологическая психология и хрестоматия по экологии;

– сетевая реализация курса, включающая помимо интерактивных тестовых заданий для самопроверки, тест выходного контроля знаний;

поддерживающая форум и позволяющая сформировать индивидуальную траекторию изучения курса;

– создание мультимедийного пособия «Радиоактивность и смежные проблемы», разработанное преподавателями кафедры радиохимии ФТФ;

Весь методический потенциал университета, доступ студентов к которому обеспечен через образовательный портал УГТУ-УПИ (учебник с грифом Минобразования, учебные пособия, методразработки) можно рассматривать как ресурс для МОС.

Учебно-методические материалы разрабатывались с целью обеспечения самостоятельной работы студентов, и на сегодня представляют собой интегрированное дидактическое средство, мультимедийную образовательную среду, актуализирующую в процессе функционирования ресурсы WEB.

Кейс по дисциплине «Экология»

Рассматривая методическое обеспечение по Экологии, созданное в УГТУ-УПИ с другой стороны, можно говорить о кейсе учебно-методических материалов по дисциплине «Экология», который включает в себя:

1. Учебник «Экология».

2. Мультимедийное издание «Экология. Общий курс»[56].

3. Комплексный мультимедийный курс по экологии [70].

4. Мультимедийное издание «Радиоактивность и смежные проблемы» [15].

5. Сетевую реализацию курса «Экология» [70].

6. Учебно-методические издания, созданные с учетом особенностей программ подготовки (специализаций) УГТУ УПИ.

Развитие форм учебно-методического обеспечения Этапы развития учебно-методических материалов по дисциплине экология отражают эволюцию средств обучения от ТСО до МОС - от диапозитивов и кинофильмов до интерактивных обучающих систем.

Использование технических средств обучения (ТСО) является одной из традиций Уральского государственного технического университета-УПИ.

Лекционное сопровождение в 50 – 60 годы прошлого века представляло собой показ учебных кинофильмов и диапозитивов (фильмоскопы). Еще до появления персональных компьютеров в УПИ создавались аудитории с обратной связью (70 – 80 годы), включавшие в себя технические средства автоматизированного контроля знаний студентов. Многие методические приемы, направленные на эффективную подачу учебной информации с использованием технических средств обучения, разработанные и опробованные сотрудниками УПИ, нашли отражение в МОС по экологии.

Распространение телевидения дает новый мощный толчок развитию технических средств обучения и соответственно методик эффективной интеграции ТСО в учебный процесс. Широкое распространение получают телевизионные лекции. Портативная видеотехника предоставляет дополнительные возможности и удобства, увеличивая возможность доступа к учебным материалам (видеозапись телелекций), перезапись на видео носители кинофонда, а также создание новых видов учебного видео.

Начиная с 70-х годов прошлого века, в институте разрабатывается видеосопровождение ко многим курсам, прежде всего технической направленности.

Более чем за 30 лет в университете накоплен большой технический и методический опыт создания видеопродуктов, проведения обучения с использованием технических средств, исследования психологических аспектов ТСО в учебном процессе.

Г.Д. Харлампович в 80-е годы записал несколько телелекций, опыт, приобретенный им в процессе создания телелекций, позволил на определенном этапе, когда появились портативные видеомагнитофоны, начать работу над видеофильмами по курсу Экология.

В МОС по экологии интегрированы многие методические приемы, присущие преподавателям химико-технологического и физико-технического факультетов, крупных Российских ученых – Г.Д.Харламповича и Ю.В.

Егорова. Особенностями их преподавательской деятельности является вовлечение студентов в научно-исследовательскую работу, развитие критического мышления и творческого потенциала.

Преподавание экологии в УГТУ-УПИ носит по своей сути инновационный характер. Нетрадиционные методические идеи, организационные формы и обучающие средства активно использовались Г.Д.Харламповичем в его образовательной практике. С появлением компьютерной техники и развитием телекоммуникаций появляются новые возможности, делающие труд преподавателя более эффективным – не упрощают ему задачи, а переводят их в другую плоскость.

Инновационные идеи Г.Д.Харламповича по разработке и внедрению курса Экология совпали с периодом мощного развития компьютерных технологий.

Внедрение компьютерных технологий – процесс постепенный — от развития привычных форм работы с учебными материалами, совмещения электронных средств с книгой и традиционным наглядным пособием до создания и внедрения новых, интегральных форм учебной работы.

Первая версия - мультимедийный пособие по общему курсу Экология [56] построен по принципам традиционного книжного учебника, реализованного с использованием мультимедийных средств. Вместо перелистывающихся страниц печатного учебника – гипертекст, книжный по стилю написания. Иллюстрации в этом учебнике самые разнообразные – анимация, видео, фото, графика и т.п. Так же как и в книге, они вплетены в страничный текст, при клике на картинку, она «оживает» - запускается видео.

В этой версии пособия есть интерактивные иллюстрации, сочетающие в себе несколько уровней изложения.

Отличия мультимедийного пособия от книжного учебника - прежде всего в интерактивности, наличии отклика на реакцию пользователя. Но главное отличие – это тестовые задания в конце каждой главы с подсчетом рейтинга правильных ответов.

Удачным техническим решением разработчика программного обеспечения Трофимода Ю.Н., примененным при реализации мультимедийного курса, было использование стандартного браузера (Internet Explorer). Таким образом, уже в первой версии пособия была заложена возможность использования ресурсов Интернет, которая реализовалась во второй версии и в полном объеме представлена в третьей, сетевой версии курса по Экологии.

Вторая версия – комплексный мультимедийный курс по Экологии [70] представляет расширение базового курса, добавление двух самостоятельных модулей - «Экологическая психология» и «Экологический менеджмент», реализованных уже с учетом новой идеологии: элементами входного тестирования, адаптированными к прочтению с экрана текстами, включением виртуального практикума, хрестоматии, аннотацией web-ресурсов.

Для удобства пользователя была заложена возможность редактировать тексты и выводить их на печать.



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.