1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   23
Ім'я файлу: Посібник Стрельніков, Брітченко.doc
Розширення: doc
Розмір: 1642кб.
Дата: 23.11.2022
скачати

2.3. Застосування комп’ютерних технологій
як інструментів пізнання


Навчальні технології традиційно використовуються у системі вищої освіти як засоби передачі інформації та навчання сту­дентів. У процесі «навчання» студенти пізнають зміст інформа­ції, яка зберігається у комп’ютері, та «взаємодіють» з навчаль­ною технологією. Взаємодія часто обмежується натисканням клавіші для подальшого подання інформації або для відповіді на пропоновані програмою запитання. Комп’ютер запрограмова­ний так, щоб певним чином реагувати на відповіді студента. Ця технологія була розроблена конструкторами навчальних машин і стала застосовуватися викладачами. У ній відсутній контроль за процесом навчання з боку студентів чи викладачів. Професор університету штату Пенсільванія Д. Джонассен вважає, що тех­нології повинні використовуватися студентами як інструменти побудови знань, а не як програмовані викладачі, а також, що студенти повинні навчатися за допомогою технології, а не з неї [3]. Автор описує застосування технологій (в основному комп’ютерних) як інструментів пізнання в процесі навчання, а не як навчального середовища.

Інструменти пізнання та навчальні середовища були розроб­лені чи адаптовані з метою розвитку критичного мислення й підвищення якості навчання. Ці інструменти включають у себе (але не обмежуються ними): бази даних; великоформатні елект­ронні таблиці; семантичні мережі; експертні системи; засоби мультимедіа/гіпермедіа. Замість того, щоб використовувати комп’ютерні технології для перетворення процесу навчання у взаємодію студента з комп’ютером, яке програмується розроб­ником навчальних систем чи викладачем, необхідно передати цю взаємодію студента з комп’ютером самим студентам, що дозволить їм самостійно конструювати систему знань. Студенти стають розробниками тоді, коли вони використовують комп’ю­тери: як інструменти пізнання для аналізу світу; для одержання доступу до інформації; інтерпретації та організації своїх власних знань та повідомлення цих знань іншим.

Інструментами пізнання є різні комп’ютерні засоби, які вико­ристовуються для організації та полегшення процесу пізнання. Інструменти пізнання – здатні думати і виконувати обчислення пристрої, які підтримують, спрямовують і розширюють процеси мислення своїх користувачів. Вони є інструментами для побу­дови знань і полегшення їх отримання та можуть використо­вуватися при вивченні будь-якого навчального предмету.

Є ряд суттєвих причин того, що використання комп’ютерів як інструментів пізнання є ефективною альтернативою комп’ю­терних навчальних систем. Серед них: 1) студенти самі розроб­ляють навчальний матеріал; 2) знання ними конструюються, а не копіюються; 3) не комп’ютер керує процесом навчання, а сам студент; 4) створюються кращі можливості для розвитку інте­лектуального потенціалу студентів; 5) у ході навчання між ком­п’ютером і студентом відбувається розподіл ролей.

Здобуває максимальні знання з навчальної системи той, хто її розробляє, а не навчається за даною системою. Розробники одержують ці знання в процесі створення системи (під час роз­робки машинних консультантів експертної системи для під­тримки початківців у розробці навчальних машин). Процес чіткого формулювання своїх знань для створення бази даних сприяє одержанню розробниками більш чітких та значимих уявлень. Іншими словами, найпростішим способом чомусь на­вчитися є навчання цьому інших. Процес розробки й створення навчальних матеріалів змушує розробника більш глибоко вивчити предмет, що веде до кращого його розуміння, а мислен­ня тих, хто навчається, обмежується та контролюється навчаль­ною системою. Звідси випливає простий висновок – слід розши­рити можливості студентів, забезпечивши їх широкими можли­востями комп’ютера у плані подання інформації.

Інструменти пізнання активно залучають студентів у процес формування знань, що сприяє їх розумінню й засвоєнню, а не лише відтворенню в пам’яті інформації, одержаної від викла­дача. Наприклад, коли студенти розробляють бази даних, вони створюють власне уявлення про дану галузь знань. Слід підкрес­лити, що інструменти пізнання не проектуються для того, щоб знизити обсяг засвоєння інформації з метою полегшення процесу навчання та підвищення його ефективності, що є метою навчальних систем та більшості навчальних технологій. Вони не прості інструменти, якими можна користуватися невимушено, само собою, до того ж ефективно. Інструменти пізнання склада­ють середовище й засоби, які змушують студентів більш інтен­сивно думати над предметом вивчення, генерувати ідеї, які неможливі без даних інструментів. Ці інструменти допомагають студентам продукувати свої особисті уявлення за допомогою створення своїх власних баз даних.

Педагогічна наука і навчальна технологія переживають про­цес наукової революції. Однією з революційних теорій є теорія конструктивізму, яка стосується процесу конструювання люди­ною знань. Процес конструювання знань залежить від раніше здобутих студентами знань, від організації власного досвіду в структурі знань, від переконань студентів, що необхідні для інтерпретації подій у світі. Якщо ми створюємо свою власну реальність за допомогою інтерпретації набутого людьми досві­ду, то викладачі не можуть повністю перенести свої уявлення на студентів, так як викладачі та студенти не володіють однаковим досвідом та уявою. Напевно, реальність (чи у крайньому випад­ку те, що ми розуміємо під «реальністю») знаходиться у свідо­мості кожної людини, і кожен інтерпретує зовнішній світ залеж­но від свого досвіду, переконань і знань. Це не означає, що сту­денти можуть збагнути лише своє власне тлумачення реаль­ності. Напевно, вони зможуть збагнути різні тлумачення та використати кожне з них для створення своїх власних знань.

Конструктивістські моделі навчання прагнуть створити сере­довища, в яких студенти активно діють і самі конструюють свої знання, а не сприймають світ таким, яким його інтерпретує для них викладач. У конструктивістських середовищах, створюва­них, наприклад, за допомогою інструментів пізнання, студенти беруть активну участь у процесі побудови картини зовнішнього світу і обмірковують свою власну інтерпретацію. Активність дій студентів проявляється не в тому, що вони активно слухають, а потім відтворюють один правильний погляд на реальність, а в тому, що вони взаємодіють з навколишнім світом, щоб створити свій власний погляд на предмет. Інструменти пізнання допома­гають упорядкувати дії студентів у процесі організації та демонстрування своїх знань.

Чим відрізняється використання звичайних навчальних ком­п’ютерів від тих, що є інструментами пізнання? За використання традиційних навчальних комп’ютерів процес навчання контро­люється цими комп’ютерами. Навчання з використанням ком­п’ютерів як інструментів пізнання передбачає інтелектуальне партнерство комп’ютера зі студентом. Якщо студенти навчають­ся за допомогою комп’ютера (інструмента пізнання), а не кон­тролюються комп’ютером у процесі навчання (традиційні навчальні комп’ютери), вони розширюють можливості комп’ю­тера, а комп’ютер одночасно розвиває їх розумові здібності й зміцнює знання. Результатом такої співпраці студента й ком­п’ютера є значне підвищення ефективності навчання. Спеціа­лісти з електроніки використовують свої інструменти для вирі­шення проблем, а не інструменти керують роботою спеціалістів. Аналогічним чином, комп’ютери не повинні керувати процесом навчання, а використовуватися для того, щоб допомогти студен­там набути нових знань. Навчальна інформація дуже часто спрямована на те, щоб звільнити студентів від роздумів, вона діє як наставник, спрямовуючи процес навчання. Подібні системи володіють певним «інтелектом», який використовується для прийняття рішення стосовно обсягу й виду навчального мате­ріалу, необхідного для студентів.

Комп’ютерна система не повинна виконувати ролі виклада­ча/експерта, а має бути «інструментом пізнання», який розвиває розумові здібності студентів. Інструменти пізнання є не інтелек­туальними інструментами, а базуються на інтелекті студента. Це означає, що відповідальність за планування, прийняття рішень та самоконтроль процесу навчання покладається на студента, а не на комп’ютер. Не дивлячись на це, комп’ютерні системи можуть бути сильним каталізатором набуття знань і навичок, якщо вони використовуються так, що сприяють мисленню, дис­кусії і вирішенню проблем.

Технології пізнання є інструментами, які допомагають сту­дентам розширювати можливості своєї пам’яті, розумових здіб­ностей та здібності вирішувати проблеми. Найважливішою тех­нологією пізнання є мова, без якої не можна чомусь навчитися, отже вона розвиває розумові здібності студента. Комп’ютерні інструменти, на відміну від більшості інших інструментів, можуть працювати як інтелектуальні партнери і брати участь у процесі пізнання разом з тим, хто навчається. Коли студенти використовують комп’ютер як інтелектуального партнера, вони передають певну частину непродуктивної праці, пов’язаної з заучуванням, комп’ютеру, що дає їм змогу самим більше продуктивно мислити.

Навчання не відбувається відірвано, без підтримки ззовні. Тому на студентів покладається відповідальність за ту частину процесу пізнання, з якою вони краще всього справляються, а технологія «відповідає» за ту частину процесу навчання, з якою краще всього справиться вона. Наприклад, замість того, щоб сконцентрувати свою увагу на дріб’язкових питаннях, пов’я­заних з пред’явленням інформації на екрані комп’ютера, слід проаналізувати, що робить комп’ютер. Замість того, щоб вико­ристати обмежені можливості комп’ютера для пред’явлення ін­формації на екрані та оцінки вводу, виконаного студентом (ні те, ні інше комп’ютери не можуть виконувати добре), при виконан­ні завдання, пов’язаного із запам’ятовуванням студентами пев­ної інформації з подаль­шим відновленням цієї інформації (що комп’ютери виконують набагато швидше і точніше, ніж люди), слід розподілити відповідальність за вирішення цих завдань між частинами навчальної системи, які виконують їх найкращим чином. Студенти мають відповідати за розпізнання та оцінку інформації і за її організацію, в той час як комп’ютерна система має виконувати розрахунки, запам’ятовувати і виводити інфор­мацію з пам’яті.

Ідея використання комп’ютерів як інструментів пізнання є відносно новою. Деякі прикладні системи, їх опис поданий далі, були задумані спочатку як інструменти пізнання. Однак, біль­шість цих систем використовувалися як обслуговуючі програми для підвищення продуктивності праці їх користувачів (наприк­лад, бази даних). Існує дуже мало публікацій і досліджень з цьо­го питання. Викладачі лише починають використовувати комп’ютери більш конструктивістським способом. Інструменти пізнання перебувають у даний час в основному на стадії роз­робки. Деякий досвід і проведені наукові дослідження вказують на перспективність використання комп’ютерів як інструментів пізнання, однак ця сфера потребує додаткових досліджень.

Інструментами пізнання є бази даних – технології вводу, систематизації, збереження і надання інформації з викорис­танням комп’ютерної техніки. Бази даних містять у складі ін­формаційного масиву різну статистичну, текстову, графічну й ілюстративну інформацію в необмеженому обсязі з обов’язко­вою її формалізацією (надання, введення і вивід інформації здійснюється за певною, характерною для даної системи фор­мою – форматом). Для цілого ряду традиційно перероблюваної інформації існують стандартні формати її подання, наприклад: бібліографія, статистичні дані, реферати, огляди тощо. Система­тизація і пошук інформації в базі даних здійснюються трьома основними шляхами. Класифікаційною основою ієрархічної ба­зи даних є каталоги і рубрикатори, тобто інформаційно-пошу­кова мова ієрархічного типу. У реляційній базі даних кожній одиниці інформації даються певні атрибути (автор, ключові слова, регіон, клас інформації, дескриптор тезауруса тощо) і її пошук проводиться за якимось із них або за якоюсь їх комбі­нацією. Статистичні бази даних оперують числовою інформа­цією, організованою за допомогою двохмірної (чи трьохмірної) матриці, так, що інформація відшукується у системі, коли задаються її координати. Статистичні бази даних більш відомі під назвою електронні таблиці. На практиці створення баз даних, що містять текстово-графічну інформацію, та її система­тизація найчастіше здійснюється поєднано. Бази даних викорис­товуються у навчанні для оперативного надання викладачу й студентам необхідної інформації, яка не ввійшла до підручників і посібників, як безпосередньо в дидактичному процесі, так і в режимі вільного вибору інформації самим користувачем (сер­вісний режим).

Бази знань – інформаційні системи, що містять замкнутий, що не підлягає доповненню, об’єм інформації з даної теми, структурованої таким чином, що кожний її елемент містить посилання на інші логічно зв’язані з ним елементи з їхнього загального набору. Посилання на елементи, що не містяться у даній базі знань, не допускаються. Така організація інформації в базі знань дає можливість студенту вивчати її за тією логікою, що є найкращою в даний момент, адже він може за власним бажанням легко переструктурувати інформацію, ознайомившись із нею. Звичним бібліографічним аналогом бази знань є енцик­лопедії і словники, де в статтях містяться посилання на інші статті цього ж видання. Програмні продукти, що реалізують ба­зи знань, відносяться до класу hypermedia (надсередовище), оскільки вони дають змогу не лише здійснювати вільний вибір користувачем логіки ознайомлення з інформацією, а й дають можливість поєднати текстово-графічну інформацію зі звуком, відео і кінофрагментами, мультиплікацією. Комп’ютерна техні­ка, здатна працювати в такому режимі, об’єднується інтеграль­ним терміном multimedia (багатоваріантне середовище).

Апаратні засоби multimedia, поряд із базами знань дозволили створити і використовувати у навчальному процесі комп’ютерні імітації, мікросвіти і на їхній базі дидактичні й розвиваючі ігри, які викликають особливий інтерес у студентів.

Бази даних – комп’ютеризовані системи зберігання докумен­тів, які були спочатку розроблені для заміни системи паперової документації. Бази даних складаються з одного чи декількох файлів, кожен з яких містить інформацію у вигляді набору записів (наприклад, особисті рахунки певних осіб). Кожен запис в базі даних розділений на поля за типами або класами інфор­мації, яка в них міститься. Системи управління базами даних забезпечують можливість виконання управління, пошуку та сор­тування інформації в базі даних, а також дозволяють створю­вати нові поля бази. Визначивши структуру даних, можна вво­дити інформацію в файл або вилучати її з файлу. Будь-який файл бази даних може бути збережений на дискеті, знищений, скопійований чи записаний під новим ім’ям. Функції управління файлами дають змогу користувачу роздрукувати інформацію, яка міститься у базі даних. Більша частина баз даних викорис­товується в управлінських системах. Але їх можливості можуть застосовуватися і в навчальному процесі для аналізу та органі­зації навчального матеріалу у вигляді баз даних, які можна переглядати й сортувати для пошуку відповідей на запитання відносно змісту чи ідентифікації взаємних зв’язків. Такі бази даних є інструментами пізнання.

Чітка організація баз даних полегшує аналіз інформації, яка в них міститься. Використання баз даних для стимулювання про­цесу мислення в основному обмежене початковою і середньою школою, але ці методи можна використовувати й для вищої школи. Створюючи бази даних для історико-економічних дос­ліджень, студенти займають активну роль у процесі навчання. Для створення бази даних студенти мають визначити, якого виду інформацію слід зібрати й організувати за відповідними категоріями. Бази даних сприяють розвитку високого рівня мислення студентів. Процес створення баз даних включає в себе аналіз, синтез, оцінку інформації.

Є три основні типи діяльності щодо вироблення та вико­ристання баз даних, кожен з яких містить різну комбінацію процесів пізнання. Найпростішою діяльністю студентів є запов­нення інформацією існуючої бази даних за допомогою пошуку інформації, яка потім вводиться до структури даних, розробле­ної викладачем. Наприклад, база даних, у якій порівнюється соціально-економічне становище різних країн, може містити та­кі дані: валовий національний продукт, чисельність і густота населення, дитяча смертність, доход на душу населення, витрати на оборону, виробництво основних видів продукції тощо. Сту­денти можуть скористатися довідниками для знаходження ін­формації і вводу її в базу даних. Вони також можуть використо­вувати базу даних для пошуку відповіді на запитання або фор­мулювання запитань на основі цієї інформації. Наприклад: 1. Як співвідносяться середній доход на душу населення та рівень освіти? Яка країна з високим рівнем освіти виділяється серед інших? 2. Якщо б Ви не знали нічого про ці країни окрім того, що є в базі даних, в якій із цих країн Ви хотіли б жити? Чому? 3. Які країни входять до найбільш розвинутих у соціально-економічному плані? На яких критеріях базується Ваш висновок?

Найважчими завданнями у створенні та використанні бази даних є: визначення змісту галузі бази даних; усвідомлення вимог, які ставляться до інформації; створення структури даних для розміщення інформації, що заноситься до бази даних; введення інформації; складання питань, яке вимагає від студен­тів вміння пов’язувати інформацію, що знаходиться у різних полях бази даних та робити відповідні висновки. Для створення й використання орієнтованих на знання баз даних слід вміти критично мислити. Поки що немає офіційних наукових дослід­жень, що підтверджували б корисність використання баз даних як інструментів пізнання.

Великоформатні електронні таблиці – комп’ютеризовані числові записи, які були спочатку розроблені як альтернатива бухгалтерським системам. Великоформатна електронна таблиця по-суті є сіткою, або матрицею, яка містить пусті клітинки. Стовпчики цієї сітки позначені буквами, а рядки числами. До кожної клітинки заносяться: числові значення; формули, які пов’язують між собою значення, розміщені в інших клітинках; математичні функції, які виконують математичні або логічні операції із значеннями, розміщеними в різних клітинках. Функ­ції являють собою невелику запрограмовану послідовність опе­рацій, які можуть, наприклад, порівнювати й вибирати однакові значення з клітинок, знаходити потрібні значення в таблиці чи створювати покажчики для значень, які слід порівняти із зна­ченнями, розміщеними в інших клітинках.

Електронні таблиці були спочатку розроблені й широко використовувалися для прийняття ділових рішень на основі врахування економічних розрахунків. Вони надзвичайно ефек­тивні у пошуку відповіді на запитання типу «а якби?». Наприк­лад, що було б, якби відсоткову ставку збільшити на один від­соток? Внесені у клітинку електронної таблиці зміни, викли­кають автоматичний перерахунок всіх інших значень в інших клітинках, які стосуються даного питання. Електронні таблиці також широко використовуються у бухгалтерській справі, створенні фінансових кошторисів тощо.

Електронні таблиці також можуть використовуватися як інструменти пізнання для розвитку розумових здібностей сту­дентів. Аналогічно до того, як електронні таблиці якісно зміни­ли процес бухгалтерських розрахунків, вони можуть змінити навчальний процес, коли необхідною є робота з числовою інформацією. Електронні таблиці корисні як інструменти, що допомагають студентам застосовувати інформаційні технології для дослідження комбінацій і співвідношень, висунення й перевірки гіпотез.

Електронні таблиці є інструментами, які використовуються за певними правилами й вимагають того, щоб користувачі самі складали ці правила. Розрахунок значень в електронних табли­цях вимагає, щоб користувач визначив співвідношення між зна­ченнями і комбінаціями даних, які він хоче розмістити в електронній таблиці. Потім ці співвідношення мають моделю­ватися за певними правилами, що є описом співвідношення у моделі. Створення електронних таблиць потребує від користу­вача вміння робити абстрактні логічні висновки.

Електронні таблиці також допомагають вирішувати пробле­ми, особливо якщо мають справу зі складними кількісними співвідношеннями. Електронні таблиці можуть використовува­тися для опанування цих співвідношень. Для аналізу рішень використовується метод припущення «а якби», для якого вико­ристання електронних таблиць є дуже ефективним. Таке обґрунтування потребує від тих, хто вчиться, врахування впливу умов чи факторів, що обов’язково передбачає використання обґрунтування вищого порядку.

Пошук значень та складання формул, які зв’язують значення в електронних таблицях, сприяють кращому розумінню: алго­ритмів, що використовуються для порівняння значень; матема­тичних моделей, що застосовуються для опису ділянок елект­ронної таблиці; суті виконуваних розрахунків (як початкових, так і тих, що проводяться в ході виконання логічної послідов­ності) через активне залучення до процесу визначення співвід­ношень між компонентами. Створення електронної таблиці демонструє всі кроки вирішення проблеми, показуючи при цьому послідовність виконання розрахунків. Процес створення електронної таблиці моделює математичну логіку, використо­вувану в розрахунках, що зумовлює краще розуміння спів­відношення і процедури розрахунків.

На Заході, зокрема в США [3, с. 122], педагоги досліджували застосування електронних таблиць як інструментів пізнання. Електронні таблиці часто використовувались як обчислювальні пристрої на заняттях з економіки для розробки й апробації економічних моделей, наприклад, балансу платежів, оцінки ін­вестицій, здатності швидко пристосовуватися до зміни еконо­мічної ситуації, аналіз прибутків тощо.

Електронні таблиці є зручними пізнавальними інструментами для пред’явлення, відображення й обчислення кількісної інфор­мації. Вони можуть використовуватись для моделювання мате­матичних залежностей між змінними при виконанні досліджень у різних галузях знань, зокрема й суспільних наук. Електронні таблиці є потужними й гнучкими інструментами.

Інструменти організації семантичної мережі – інструменти пізнання, які забезпечують візуальні та мовні засоби для ство­рення уявних карт (або карт пізнання). Карти пізнання – записа­не у пам’ять комп’ютера просторове уявлення понять та їх взаємодії, тобто вони є структурованими даними. Вони дають можливість студентам пов’язати між собою вивчені ними поняття у багатомірні мережі уявлень та описати суть зв’язків понять, що входять до мережі.

Семантичні мережі презентують структуру пам’яті людини передбачаючи, що вона організована семантично. Програми організації семантичних мереж є комп’ютеризованими інстру­ментами, що дають змогу побачити наочно семантичні мережі пам’яті людини. Вони складаються із вузлів і впорядкованих співвідношень або зв’язків, що з’єднують ці вузли. Вузлами є поняття чи передбачення, а зв’язки описують взаємовідношення цих вузлів. У комп’ютерних семантичних мережах вузли пода­ються як інформаційні блоки чи карти, а зв’язки як лінії з позначеннями.

Призначенням комп’ютеризованих семантичних мереж є показ сукупності понять чи вияв базової організації уявлень у галузі знань. Тому семантичні мережі вимагають від студентів проведення аналізу структурних взаємодій у змісті, що вивчається.

Вони також можуть використовуватися студентами як інструменти для оцінки змін у їх мисленні. Якщо ми погоди­мося, що семантична мережа досить повно показує пам’ять людини, то процес навчання з цієї точки зору можна розглядати як реорганізацію семантичної пам’яті. Організація семантичної мережі відбиває зміни у семантичній пам’яті, оскільки семан­тичні мережі описують те, що пізнає студент. Таким чином, програми організації семантичних мереж можуть бути відобра­женням набутих знань.

Організація семантичної мережі сприяє навчанню, оскільки змушує студентів аналізувати базову структуру вивчених по­нять. У процесі створення семантичних мереж студенти мають аналізувати структуру своїх власних знань, що допомагає їм розміщати нові знання у структуру вже набутих знань. Резуль­татом цього є більш ефективне їх використання, підсилення і розширення пізнавальних можливостей людини. Розробка комп’ютерних семантичних мереж вимагає від студентів: реорганізації знань; вичерпного опису понять та зв’язків між ними; повного й глибокого опрацювання інформації, що сприяє кращому запам’ятанню й відтворенню знань, а також підвищує здатність застосовувати знання у нових ситуаціях; пов’язування нових понять з існуючими поняттями і уявленнями, що поліп­шує розуміння; просторового вивчення через просторове уяв­лення понять у галузі, що вивчається.

Побудова семантичних мереж і карт пізнання є засобом для точного уявлення структури пізнання. Це означає, що організа­ція семантичних мереж допомагає студентам відображати свої власні пізнавальні структури. На заняттях з економічної історії карти понять використовуються для оцінки ефективності нав­чання і для контролю досягнень студентів у вивченні даного предмету.

Корисність семантичних мереж і карт понять добре демонст­рується їх зв’язком з іншими формами мислення вищого поряд­ку. Вони тісно пов’язані із здатністю аргументувати свої думки, виконувати наукові дослідження. Після використання семантич­них мереж як інструментів пізнання, знання студентів скла­дають зміст даного предмета, стають більш організованими. Необхідні додаткові дослідження для перевірки постійних зв’яз­ків між певними критеріями для організації мереж і традицій­ними методами, що використовуються в курсі навчання, такими, як заліки, екзамени, дослідницькі роботи, цільові завдання.

Експертні системи – інструменти на базі комп’ютера, які використовуються як інтелектуальні засоби для прийняття рішень. Вони стали результатом досліджень у галузі штучного інтелекту. Експертна система є комп’ютерною програмою, яка моделює порядок дій людини-експерта у цій галузі під час прийняття рішення. Наприклад, коли ми консультуємося з експертом (лікарем, адвокатом, викладачем) стосовно якоїсь проблеми, експерт одержує від нас поточну інформацію з приводу нашого стану, переглядає свою базу даних (пам’ять) для співставлення елементів нашого поточного стану з відомими знаннями, обробляє інформацію, приймає рішення і пропонує своє вирішення проблеми. Перед експертною системою непід­готовлена з цього питання особа ставить проблему, подібно тому, як ставиться проблема перед людиною-експертом. Систе­ма опитує дану особу стосовно поточного стану проблеми, переглядає свою власну базу даних для знаходження фактів і правил, які відображають знання експерта і які були накопичені раніше, опрацьовує інформацію, приймає рішення і повідомляє його користувачу.

Більшість експертних систем складається із декількох компо­нентів, зокрема, бази даних, машини логічних висновків та інтерфейсу користувача. База даних здебільшого містить факти і правила, які запрограмовані в системі розробником. Машина логічних висновків забезпечує логіку, чи інтелект, в експертній системі. Вона відшукує інформацію із бази даних і дані, що стосуються поточної проблеми, необхідні для прийняття рішень. Вона ставить мету, а потім збирає інформацію з бази даних для прийняття рішень. Коли база даних не має достатньої інфор­мації, машина логічних висновків просить користувача надати їй інформацію, якої не вистачає. Машина логічних висновків продовжує відшукувати інформацію до тих пір, доки вона не буде здатна одержати рішення, яке експертна система потім надасть користувачу.

Частиною експертної системи, яка робить її інструментом пізнання, є база даних. Створення бази даних вимагає від сту­дента ясного формулювання випадкових знань. Ідентифіка­ція випадкових співвідношень і процедурних знань, що лежать в основі галузі знань, обов’язково веде розробників до мислення вищого порядку.

Експертні системи використовуються головним чином у біз­несі як порадники, які контролюють ділові процеси, чи як інструменти, які використовують професіонали для прийняття рішень. Однак, на Заході експертні системи також широко вико­ристовуються в освіті. Там же проводилися дослідження, при­свячені виробленню експертних систем-порадників, що до­помагають викладачам ідентифікувати і класифікувати нездіб­них до навчання студентів. Експертні системи-порадники були розроблені для проходження новачками процесу навчання та для того, щоб допомогти студентам вибрати правильну статис­тичну перевірку [3, с. 125].

Експертні системи також є інструментами пізнання. Ство­рення експертних систем веде до кращого розуміння предмету, так як ці системи забезпечують інтелектуальне середовище, яке потребує поліпшення знань конкретної галузі, допомагає вирі­шувати проблеми, контролює засвоєння знань.

Створюючи експертну систему, розробник має чітко змоде­лювати знання експерта. Це потребує ідентифікації декларатив­них (факти й уявлення), структурних (знання взаємозв’язків понять) і процедурних (як застосовувати попередні). Фактично, створення експертних систем є однією із формальностей для опису процедурних знань. Коли студенти визначають структуру «якщо то» даної галузі знань, вони змушені чітко формулювати принципи прийняття рішення; таке глибоке розуміння робить такі практичні можливості більш значимими. Не слід вважати, що сама розробка експертної системи обов’язково приведе студентів до одержання повних процедурних знань у даній га­лузі. Для прикладу, студентський проект, у якому правильно встановлюються правила «якщо то» управління літаком не буде досконалим, адже необхідна велика практика в реальних умовах.

Експертні системи стали використовуватися як інструменти пізнання порівняно недавно. Аналіз матеріалу навчального предмета, необхідний для створення експертної системи, є настільки глибоким, що студенти отримують набагато повніше уявлення про матеріал предмета. Це відбувається тому, що в процесі побудови бази правил експертної системи вони мають робити аналітичне обґрунтування, розробляти стратегії, синте­зувати дані, використовувати метапізнавальне обгрунтування. Завдання створення невеликих баз правил є дуже корисним для вирішення педагогічних проблем і структурування знань сту­дентів. Вивчення при цьому стає більш осмисленим, так як студенти оцінюють не тільки сам процес мислення, а й резуль­тати цього процесу, тобто одержану базу знань. Створен­ня бази даних потребує від студентів уміння відокремлювати факти, змінні і правила, що стосуються зв’язку між складовими галузі знань.

Дослідження, проведені у США [3, с. 126], підтвердили ці результати. Наприклад, студенти, які розробляли бази даних за законами оподаткування на заняттях із бухгалтерського обліку, включалися у процеси мислення вищого порядку, такі як: класи­фікація інформації; розбивка змісту на складові; організація інформації; поєднання інформації; обробка інформації. Всі сту­денти, які розробляли бази правил, досягали помітних успіхів (у кількісному та якісному плані) у засвоєнні декларативних і процедурних знань, поліпшили свої здібності вирішення проб­лем. Студенти, які створювали експертні системи, аргументува­ли свої рішення як справжні експерти.

Створення бази правил експертної системи обов’язково зму­шує студентів мислити глибше. Творці експертної системи ма­ють провести аналіз галузі знань, а потім створювати правила та їх набір для використання у даній галузі знань. Уміння аналізу­вати передбачає ідентифікацію результатів, факторів та важли­вості цих факторів. Зміна структури цієї інформації у структуру правил «якщо то» вимагає від розробника синтезування цієї інформації у нову форму. Той, хто хоч одного разу спробував створити навіть просту базу правил, розуміє, настільки цікавим є цей процес.

Комп’ютерне тестування рівня знань студентів і діагносту­вання параметрів його психічного розвитку доповнюється вико­ристанням експертних систем – підсистем, що здійснюють ме­режні процедури оцінювання і видають результати із певною точністю. Ці програмні засоби застосовуються залежно від навчальних цілей і ситуацій: в одних випадках потрібно глибше зрозуміти запити студента; в інших – важливим є аналіз знань із предмету; у третіх – основну роль може відігравати врахування психологічних принципів навчання. Багатющі можливості на­дання інформації на комп’ютері дозволяють змінювати і без­межно збагачувати зміст освіти, залучаючи до нього інтегровані курси, знайомство з історією і методологією історико-еконо­мічної науки, із творчими лабораторіями великих людей, із сві­товим рівнем економіки, науки, техніки, культури і суспільної свідомості.

Гіпермедіа та мультимедіа використовувалися дослідника­ми США для створення конструктивістських навчальних сере­довищ [3, с. 127]. Ця робота є кроком вперед, так як рекомендує використовувати мультимедіа та гіпермедіа як інструменти створення знань самими студентами. Замість того, щоб взаємо­діяти з готовою системою гіпермедіа, студенти використовують прості системи організації гіпермедіа/мультимедіа для створен­ня бази даних, які відображають їх власне мислення. Гіпермедіа як інструмент пізнання слід використовувати не як перелік інструкцій, які є джерелом інформації, а як інструмент, за допо­могою якого відбувається навчання. Студенти можуть створю­вати свої власні бази знань гіпермедіа, що відображають їх влас­ні погляди та поняття. Або створювати базу даних гіпермедіа в групі, взаємодіючи при цьому зі своїми друзями.

Подібно до інших інструментів пізнання, створення засобів мультимедіа і гіпермедіа базується на ідеї використання знань як проекту, який трансформує традиційний процес навчання, в якому знання використовуються як інформація, а викладач є провідником цих знань у процесі їх створення шляхом тісного співробітництва зі студентами. Організація презентацій з вико­ристанням засобів мультимедіа є складним процесом, який по­требує від студентів певних навичок. Цей процес може викорис­товуватися практично для будь-якої галузі знань.

Для розробки проектів студенти повинні володіти переліком основних навичок мислення: навичками управління при проек­туванні; дослідницькими навичками; організаторськими навич­ками; вмінням правильно подати свої результати; вмінням критично їх оцінювати.

Питання ефективності використання процесу створення засобів гіпермедіа/мультимедіа в США досліджує декілька груп дослідників. Група інтерактивних комп’ютерних середовищ високого рівня (Hi-CE) в університеті штату Мічиган розробила засіб створення мультимедіа Mediatext (Hays, Weingard, Guzdial, Jackson, Boyle & Soloway, 1993). Вчені вважають, що замість використання середовища для передачі студентам інструкцій, необхідно, щоб вони самі використовували це середовище для створення своїх власних інструкцій і отримання при цьому знань. Використання Mediatext сприяло набуттю навичок робо­ти, створені студентами за допомогою Mediatext документи є більш цілісними, ніж звичайний текст із коментарями. Студенти хочуть бути конструктивістами, вважають, що краще засвоюють знання, оскільки краще розуміють ідеї.

Американський дослідник Leher (1993) розробив інструмент Hyper Author, за допомогою якого учні восьмого класу створю­ють уроки історії. На його думку, знання є сам процес проекту­вання, а не те, що має передаватися від вчителя учневі. Тому учні мають використовувати Hyper Author для вироблення гіпермедіа. Цей процес потребує від учнів перетворення ін­формації в розмірні подання, визначення того, що є важливим, а що ні, розміщення інформації у вузли, з’єднання вузлів інфор­мації за допомогою семантичних зв’язків і прийняття рішень щодо подачі ідей. Цей процес має високий рівень мотивації, оскільки авторство втілюється у поданих ідеях. Учням подоба­ється самим контролювати своє навчання, вони розглядають історію як процес інтерпретації, а не запам’ятання. Таким чином вони набувають «більш глибоких, добре структурованих і пов’я­заних між собою знань, які можуть краще використовуватися у подальшому навчанні й у житті» [цит. за: 3, с. 129].

Згідно проекту АCCESS (American Culture in Context: Enrichment for Secondary Schools – Американська культура в контексті: доповнення для середньої школи), який орієнтований на історію США, американську літературу та інші американські навчальні курси, було розроблено програмні засоби для полег­шення процесу створення проектів гіпермедіа студентами. За їх допомогою студентам легко створювати бази даних гіпермедіа, накладати різні організаційні структури на свої бази даних гіпермедіа. Деякі учні не повністю використовують можливості гіпермедіа і застосовують лінійний формат презентації. У більш цікавих презентаціях використовується формат «зірка» (точка вводу є зображенням, яке містить кнопки доступу до одного чи декількох підрозділів, кожний з яких має лінійну послідовність) і «дерево» (одна чи декілька головних гілок початкового зобра­ження діляться на дрібніші підрозділи, які організовані у вигляді лінійних послідовностей, а інколи розділяються на ще менші підрозділи). «Дерева» свідчать про більш глибоке розуміння питання, ніж «зірки».

Творці засобів гіпермедіа мають велику користь зі своєї роботи на комп’ютері. Студенти здобувають відмінні вміння та навички: подання інформації; правильного мислення; організації й компонування знань на рівні експертів; пов’язування різних понять багатоманітними чисельними зв’язками; організації клас­терів понять у смислову сукупність. Крім того, здобуті навички студенти легко застосовують на матеріалі з інших джерел.

2.4. Комп’ютеризація і розвиток
креативності студента


Оскільки одним із стратегічних напрямів реформування сис­теми вищої освіти в Україні є активне запровадження інфор­маційно-комп’ютерних технологій навчання, важливо визначити кореляцію комп’ютеризації освіти і розвитку креативних здіб­ностей студента. Про розвиток креативних здібностей студента в процесі оволодіння ним комп’ютерними технологіями нав­чання свідчать такі положення.

По-перше, перехід до «програмованого навчання» підсилює значимість наслідування як способу навчання: студент діє не «за правилом», а «за зразком». На перший погляд тут є небезпека уніфікації особистостей; одним з найбільш частих заперечень проти наслідування в освіті є трактування навчання як процесу відкриття нового. Однак, наслідування є первинною формою пі­знання смислу та його утвердження, а отже – проявом культуро­творчості. Наслідування передбачає: а) спостереження чогось уже зробленого (не обов’язково людиною); б) розпізнавання то­го, як це було виконане; в) бажання зробити щось схоже, і саме це бажання рухає процесом навчання.

По-друге, у комп’ютерних мережах і на CD-дисках уже до­сить багато матеріалу, що може використовуватися як навчаль­ний, у тому числі ілюстративний. Це розширює межі інформа­ційного поля, а, отже, і кругозір студента, надає йому більше творчої свободи.

По-третє, перевагою «програмованого навчання» варто ви­знати привабливість машини як істоти, з якою студент може змагатися і співробітничати. У той же час є й негативні тенден­ції – спрямованість інтересу студента не на навчальний предмет, а на його зовнішнє оформлення; бажання обманути комп’ютер під час тестування; надання переваги роздрукованим текстам як зручним і добре складеним конспектам, а не роботі з екраном.

По-четверте, комп’ютерні комунікації у дистанційному на­вчанні дають змогу застосовувати активні методи навчання – де­бати, моделювання, рольові ігри, дискусійні групи, «мозкові штурми», методи Дельфи, методи номінальної групи, форуми, проектні групи. Так, метод «мозкового штурму» (brainstorm) є стратегією взаємодії, коли студенти ефективно генерують нестандартні ідеї, творчо мислять, розвивають ідеї інших членів групи. Основна мета методу – створення фонду ідей з певної теми, забороняється критицизм, заохочуються вільні асоціативні судження, а крім того, виховується навичка взаємної уваги.

По-п’яте, роль викладача стає зовсім іншою. Вона наближа­ється до ролі режисера, на якого покладаються насамперед функції координації пізнавального процесу, коректування на­вчального курсу, консультування при складанні індивідуального навчального плану, керівництва навчальними проектами тощо. Він керує навчальними групами взаємної підтримки, допомагає студентам у їх професійному самовизначенні, тобто замість чіткого розмежування функцій і підтримки традиційної ієрархії «викладач – студент», виникає співробітництво: викладач-кон­сультант є для студентів не сторонньою людиною, а партнером у загальній справі, іншими словами, реалізується фундамен­тальна установка «педагогіки співробітництва» [9].

Заслуговує на увагу також те, що діалоговий режим роботи перетворює студента із об’єкта в суб’єкт навчання – людину, яка сама себе навчає (має мотивацію, зацікавлена у досягненні ре­зультату). Так забезпечується розвиток Я-культурного, осо­бистісної ідентичності студента, його самоактуалізації і само­трансценденції. Отже, в умовах запровадження в навчальний процес інформаційних технологій з’являються додаткові можли­вості оптимізації розвитку культуротворчих здібностей сту­дентів.

2.5. Дидактичні можливості
інформаційних технологій


Узагальнення досвіду розробки інформаційних технологій навчання дає змогу зробити висновок, що високу педагогічну ефективність мають лише ті з них, які: забезпечують діалоговий режим у процесі вирішення різних пізнавальних завдань; міс­тять довідники; забезпечують моделювання даних і пропонують індивідуальні завдання; звільняють викладача і студента від рутинної роботи (підрахунки, різні обчислення); дають можли­вість шляхом машинного експерименту порівняти різні методи і підходи, знайти певні закономірності; проводять оперативне і поточне тестування на основі спеціального банку запитань і відповідей; роблять можливим довільно переривати і продов­жувати роботу; оцінюють якість роботи студента з урахуванням кількості запитань, помилок і повторних помилок; зберігають результати навчальної роботи, необхідні для студентів і вик­ладачів.

Це дозволяє, спираючись на деякі сучасні дослідження [8], сформулювати дидактичні вимоги до сучасних інформаційних технологій навчання: забезпечення кожному студенту можли­вості навчання за оптимальною індивідуальною програмою, яка враховує його пізнавальні особливості, мотиви, схильності та інші особисті якості; оптимізація змісту навчальної дисципліни, збагачення знань, передбачених державною програмою; дотри­мання оптимального співвідношення теоретичної і практичної підготовки майбутніх фахівців; інтенсифікація процесу навчан­ня; зменшення психічного і фізіологічного навантаження сту­дентів; дотримання принципів педагогіки.

Дидактичний інструментарій (нами проводилася його апро­бація на прикладі вивчення економічної історії) передбачає виконання наступних процедур: виділення елементів базових (фундаментальних) знань дисципліни та їх логічних взаємо­зв’язків; моделювання базових знань у символічній, графічній формі; проектування базового модуля дисципліни; пошук най­більш загальних способів пізнавальної діяльності, характерних для даної галузі наукових знань; побудова системи конкретних завдань, що вирішуються цими способами; розробка системи тестування, яка допомагає студенту зробити висновок про рівень засвоєння ним загального способу вирішення даного виду пізнавальних завдань.

Перелічені вимоги найповніше реалізуються у відкритих системах навчання, де студент має право не тільки вибирати зручну для нього модель навчання, а й самому розробляти програму розвитку своїх професійних вмінь і якостей, шляхів її досягнення (описуються далі на прикладі модульних технологій навчання).

2.6. Висновки щодо застосування інформаційних технологій навчання у вищій школі


Педагогічною метою використання інформаційних техноло­гій навчання є насамперед розвиток особистості студента, підго­товка до самостійної продуктивної діяльності в умовах інфор­маційного суспільства, що передбачає (крім передачі інформації і закладених у ній знань): інтелектуальний розвиток (конструк­тивне, алгоритмічне мислення) завдяки особливостям спілкуван­ня з комп’ютером; креативний розвиток (творче мислення) за рахунок зменшення частки репродуктивної діяльності; розвиток комунікативних здібностей на основі виконання спільних проек­тів; професійний розвиток (формування уміння приймати опти­мальні професіональні рішення у складних ситуаціях під час комп’ютерних ділових ігор і роботи з програмами-тренаже­рами); розвиток навичок дослідницької діяльності (при роботі з моделюючими програмами й інтелектуальними навчальними системами); формування інформаційної культури, умінь здійс­нювати обробку інформації (при використанні текстових, гра­фічних і табличних редакторів, локальних і мережних баз даних).

Безперечно, що в умовах інформатизації сучасного суспіль­ства педагогічною метою використання інформаційних техноло­гій навчання є реалізація соціального замовлення – підготовка фахівців в галузі інформаційних технологій; підготовка сту­дентів засобами цих технологій до самостійної пізнавальної діяльності.

Власне дидактичною метою запровадження інформаційних технологій навчання є інтенсифікація всіх рівнів навчально-виховного процесу: підвищення ефективності і якості процесу навчання за рахунок реалізації можливостей інформаційних технологій навчання; виявлення і використання стимулів активі­зації пізнавальної діяльності студентів (можливе використання тих технологій, які більше підходять даній особистості); поглиб­лення міжпредметних зв’язків за рахунок використання сучас­них засобів обробки інформації при рішенні завдань різних предметних галузей (комп’ютерне моделювання, локальні і мережні бази даних).

Комп’ютери є дуже ефективною підтримкою в навчанні та отриманні знань у вищій школі з використанням їх як інстру­ментів пізнання для відображення того, що студенти засвоїли, що перетворилося у їх власні знання. Замість того, щоб викорис­товувати можливості комп’ютерних технологій лише для поши­рення інформації, їх слід використовувати в усіх галузях знань як інструменти, що допомагають студентам вдумливо й кри­тично осмислювати вивчене. Використання комп’ютерів як інструментів пізнання шляхом застосування прикладних про­грам для побудови знань сприяє більш швидкому й більш повному засвоєнню матеріалу, ніж за використання всіх існую­чих на даний час навчальних комп’ютерних програм.

Інструменти пізнання базуються на комп’ютерах, здатність до обчислення яких робить їх дуже ефективними. У більшості випадків ці прикладні програми є широко відомими, недороги­ми, сумісними з більшістю комп’ютерів. Інструменти пізнання використовуються студентами для демонстрації своїх знань і вмінь, вони є простими для освоєння. Одержання навичок, необ­хідних для використання інструментів пізнання, як правило, не потребує багато часу (близько двох годин).

Інші комп’ютерні середовища також можуть використовува­тися як інструменти пізнання, для проведення комп’ютерних конференцій, програмування і мікросвітів. Вони мають великий потенціал у плані демонстрування знань і навчання.

Сутність комп’ютера – у його універсальності, здатності до імітації. Його багатофункціональність є запорукою того, що він може задовольнити безліч потреб. Але при всіх своїх можливос­тях комп’ютер залишається засобом підвищення ефективності людської діяльності. Як інформаційний засіб він призначений для інформаційного обслуговування потреб людини. У тому, як зробити це обслуговування найбільш продуктивним саме для навчально-педагогічного процесу, і полягає головне питання всієї багатопланової проблеми удосконалення освіти на базі інформаційних технологій. Успішне його вирішення буде сприя­ти підвищенню якості і рівня доступності вищої освіти, інтеграції національної системи освіти в наукову, виробничу, соціально-суспільну і культурну інформаційну інфраструктуру світового співтовариства.

Література


  1. Беспалько В. П. Слагаемые педагогической технологии
    / Беспалько В. П. – М. : Педагогика, 1989. – 190 с.

  2. Бирюков Б. М. Интернет-справочник по образованию
    / Бирюков Б. М. – М. : Экзамен, 2002. – 478 с.

  3. Джонассен Д. Х. Компьютеры как инструменты познания: изучение с помощью технологии, а не из технологии / Джонассен Д. Х. // Информатика и образование. – 1996. – № 4. – С. 117–131.

  4. Загвязинский В. И. Теория обучения: Современная интер­претация : учеб. пособие для студентов высших педаго­гических учебных заведений / Загвязинский В. И. – М. : Издательский центр «Академия», 2001. – 192 с.

  5. Информационная культура в структуре новой парадигмы образования. Сборник статей. – Кемерово : Кемеровская го­сударственная академия культуры и искусств, 1999. – 181 с.

  6. Келси Д. Учась у компьютеров / Келси Д. // Англия. – 1991. – № 1 (117). – С. 32–39.

  7. Курс «Конструирование и технология» в национальной учебной программе Великобритании. Концепция LEGO DACTA // Информатика и образование. – 1996. – № 3. – С. 140–150.

  8. Куприянов М., Дидактический инструментарий новых обра­зовательных технологий / Куприянов М., Околелов О. // Высшее образование в России. – 2001. – № 1. – С. 124–126.

  9. ЛеонтьеваВ. Компьютеризация и «креативная педагогика»
    / Леонтьева    В., Щербина М. // Высшее образование в России. – 2001. – № 3. – С. 138–141.

  10. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования : учеб. пособие для студентов педаго­гических вузов и системы повышения квалификации педа­гогических кадров / под ред. Е. С. Полат. – М. : Изда­тельский центр «Академия», 2001. – 272 с.

  11. Полилова Т. А. Инфраструктура образовательного Интер­нет-пространства / Полилова Т. А. – М. : [б. и.], 2000. – 28 с.

  12. Политика в области образования и новые информационные технологии // Информатика и образование. – 1996. – № 5. – С. 1–20.

  13. Роберт И. В. Современные информационные технологии в образовании: дидактические проблемы, перспективы использования. – М. : Школа-Пресс, 1994. – 205 с.

  14. Салтынская Г. К. Новые информационные технологии в ор­ганизации деятельности высшего учебного заведения / Сал­тынская Г. К. – Екатеринбург : УрОРАН, 1999. – 66 с.

  15. Селевко Г. К. Современные образовательные технологии : учеб. пособие / Селевко Г. К. – М. : Народное образование, 1998. – 255 с.

  16. Уинфрей Френ. Мир через электронные послания / Уинфрей Френ // Информатика и образование. – 1995. – № 3. – С. 116–118.

  17. Чертополох А. А. Инновационные технологии обучения: проблема электронного учебника / Чертополох А. А. // Инновации в образовании. – 2001. – № 2. – С. 89–99.

  18. Шамблисс К. Прикоснитесь у будущему / Шамблисс К., Белл Д. // Информатика и образование. – 1996. – № 2. – С. 126–129.

  19. Шеншев Л. В. Компьютерное обучение: прогресс или регресс? / Шеншев Л. В. // Педагогика. – 1992. – № 11–12. – С. 13–20.

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   23

скачати

© Усі права захищені
написати до нас