Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретические и исторические аспекты обучения с использованием компьютерных учебно-деловых игр 19
1.1. Учебно-деловая игра: ретроспективный анализ и современное состояние проблемы применения учебно-деловых игр в обучении 19
1.2. Компьютерная учебно-деловая игра: сущность и структура 42
1.3. Развитие информационно-компьютерной компетентности в процессе применения КУДИ в обучении студентов в вузе 66
Выводы по 1 главе 74
Глава 2. Построение учебного процесса в вузе на основе использования компьютерной учебно-деловой игры 78
2.1. Педагогические условия использования компьютерных учебно-деловых игр 78
2.2. Построение модели обучения с использованием компьютерных учебно-деловых игр 87
2.3. Практическое использование компьютерных учебно-деловых игр в обучении бакалавров 95
Выводы по 2 главе 106
Глава 3. Экспериментальное исследование по использованию учебно-деловой игры в обучении бакалавров 108
3.1. Результаты и анализ констатирующего этапа экспериментальной работы 108
3.2. Анализ и результаты поискового и формирующего этапов эксперимента 116
3.3. Рекомендации по применению КУДИ в учебном процессе вуза 132
Выводы по 3 главе 146
Заключение 147
Список использованной литературы 149
- Компьютерная учебно-деловая игра: сущность и структура
- Развитие информационно-компьютерной компетентности в процессе применения КУДИ в обучении студентов в вузе
- Построение модели обучения с использованием компьютерных учебно-деловых игр
- Анализ и результаты поискового и формирующего этапов эксперимента
Компьютерная учебно-деловая игра: сущность и структура
Один из активных методов обучения — учебно-деловая игра является разновидностью игровой методики обучения, которая уже давно стала объектом изучения ученых многих стран. Изучение концепций игрового обучения, структуры учебной игры, этапов игры осуществлялось с различных позиций: философской, биологической, психологической и педагогической и др. [8].
Теоретик в сфере игры Т.А.Апинян выделяет следующие подходы к изучению феномена «игра»: — теории, посвященные собственно игре, — игре как феномену, как виду деятельности. Предметом изучения являются игры детские, деловые, игры для обучения, военные игры и т.п.; — теории психологического, социологического, культурологического характера, в которых интерес к игре обусловлен её функционированием в индивидуальной или общественной жизни; — философские теории, рассматривающие игру в категориях философско-универсального масштаба, её связи с культурой и искусством; — концепции, включающие игру в свой методологический аппарат, в котором игра выступает структурообразующим принципом, способом организации материала или же аналогом отношения к нему [3]. При этом в философских и методологических концепциях анализ собственно понятия «игра» не проводится и не дается её дефиниция. Игра интерпретируется разными специалистами в зависимости от той картины мира, которую создаёт и которую, с их точки зрения, организует игра. Разные направления науки по-своему объясняют происхождение и механизмы игры [8]. Например, в теории избытка нервных сил Г.Спенсера, Ф.Шиллера, не израсходованная внутренняя энергия человека реализуются через игру. Эта теория недостаточно объясняет механизм игры, нет согласования с другими видами деятельности.
К.Гросс, В. Штерн, Ф.Бойтендайк и др. ученые предложили теорию инстинктивности, предупреждения [8]. Согласно этой теории, игра является подготовкой к труду, социальным отношениям. В этой теории показана роль игры в развитии психической функции ребенка [44, 201]. К.Бюлер, З.Фрейд, А.Адлер предложили теорию функционального удовольствия. С.Л.Рубинштейн [97], А.Н.Леонтьев [67] в своей теории указывают, что игра, преобразуя практику, изменяет личность ребенка. Последняя теория наиболее подходит для отражения сути компьютерной учебно-деловой игры. Вундт наиболее полно показал связь игры и труда: «Игра — это дитя труда. Нет ни одной игры, которая не имела бы себе прототипа в одной из форм серьезного труда, всегда предшествующего ей по времени, и по саму существу. Необходимость существования вынуждает человека к труду, а в нем он постепенно учится ценить деятельность и свои силы как источник наслаждения. Игра устраняет при этом полезную цель труда и, следовательно, делает целью этот самый приятный результат, сопровождающий труд» [126, 46].
Прежде чем раскрыть сущность деловой игры и её педагогические возможности, считаем необходимым, рассмотреть историю применения деловой игры в обучении.
Исследователи полагают, что возраст деловой игры равен нескольким столетиям, просматривая её истоки в магических обрядах древнего человека, связанных с охотой. Ритуальные танцы охотников, воспроизводившие процесс охоты, выполняли не только магические функции, но и учебные [42, 168 — 169]. Впервые применение деловой игры в хозяйственной сфере было осуществлено в СССР в 1932 г. в Ленинградском инженерно-экономическом институте, где её участниками стали студенты вузов и руководители предприятий. Этот новый метод обучения позже был описан в статье М.М.Бирштейна «Опыт организационно-производственных испытаний», опубликованной в журнале «Легкая промышленность» № 8, 1938 г. Как видим, самого термина «деловая игра» в то время еще не было. По ряду социально-исторических причин эти игры не получили в СССР дальнейшей теоретической и практической разработки на протяжении нескольких десятилетий, и лишь в 60-е годы XX века стали предметом активного научного исследования [83].
Возрождение интереса к деловым играм в России XX столетия позволило исследователям выделить некоторые этапы в их развитии и использовании как метода активного обучения [83]:
1 этап (1970-е годы) — популяризация деловых игр как метода обучения, когда их разработкой и внедрением занимались отдельные энтузиасты, опыт которых стал широко пропагандироваться.
2 этап (вторая половина 80-х годов) — деловые игры активно внедряются в систему подготовки специалистов самых разных профилей. Игровой подход начинает использоваться для решения серьезных экономических, экологических и даже политических проблем, например, деловая игра, посвященная сохранению экологии озера Байкал, выборы руководителя на ВАЗе и др.
3 этап (1990-е годы) — игровое творчество становится способом моделирования управления. Возникает новая культура образовательных связей, которая отражает реальные управленческие отношения в их экономической обусловленности [83, 166 — 167].
Приведем замечание А.С. Прутченкова, что в сфере образования названные этапы следуют в замедленном темпе, и сейчас мы находимся лишь на стадии эскалации [83, 124]. Надо отметить, что в последние годы деловая игра очень активно используется в высшей школе. Появился целый ряд публикаций, посвященных описанию как теоретических, так и практических аспектов деловых игр для студентов [11; 56; 60; 82; 86; 93 и др.].
Исследователи указывают конкретную дату — 1955 год, когда была разработана деловая игра, предназначенная для обучения офицеров военно-воздушного флота США [83, 14].
Деловые игры применялись для апробации проектов диспетчерской системы и одновременно с целью подготовки специалистов к работе при проектируемой перестройке управления.
Первая деловая игра в США была создана в 1956 г. Американской ассоциацией управления (АМА — American Managment Association). В ходе поисков новых форм обучения, которые позволили бы провести практические занятия по принятию решений в управлении фирмой, ученые этой ассоциации создали управленческую игру с применением ЭВМ. Игра называлась «Имитация решений в высшем управленческом звене». Развитие это происходит в острой конкурентной борьбе, сопровождается всякого рода неполадками, перебоями в снабжении, кризисом сбыта и т.п. Игра сразу же получила широкое признание в США. Было создано много её модификаций. С тех пор имитационные игры, моделирующие функционирование производственно-хозяйственных операций, стали называться «деловыми», или «управленческими». В зарубежной и отечественной литературе этот термин широко используется до настоящего времени.
Второе рождение отечественных игровых технологий началось в конце 1960-х годов с деловой игры «Реформа», разработанной известным ленинградским экономистом профессором И.М.Сыроежиным и впервые после войны с успехом проведенной со студентами ЛГУ [83, 15]. В эти годы было разработано около 800 игр, однако применялось их очень малое количество: многие из игр за годы забвения устарели морально, некоторые не соответствовали новым требованиям, предъявляемым к деловым играм, другие были сконструированы без учета психологических закономерностей.
В 90-х годах из-за финансовых трудностей многие работы по деловым играм в России были приостановлены. Однако массовое внедрение персональных компьютеров дало новый импульс в развитии деловых игр. К сожалению, на государственном уровне создание российских компьютерных учебно-деловых игр (далее — КУДИ) для образования в 90-х годах не поддерживалось. В школах бесплатно внедрялась американская система «Junior Achievement» («Достижения молодых») с компьютерной деловой игрой «МЭМ». Фонд Хайнца Никсдорфа (Германия) профинансировал белорусских специалистов для перевода и бесплатного распространения немецкой компьютерной деловой игры «Дельта». Появившиеся российские разработки были частной инициативой нескольких групп специалистов [97].
Развитие информационно-компьютерной компетентности в процессе применения КУДИ в обучении студентов в вузе
Возникающие в процессе работы с визуальной информацией проблемы разрешаются на основе ментальных механизмов анализа, синтеза, обобщения, свертывания или развертывания информации. Причем, чем выше проблемность визуальной информации, тем выше интенсивность мыслительной деятельности субъекта, её воспринимающего. Процесс визуализации представляет собой свертывание и развертывание мыслительных содержаний в визуальный, наглядный образ.
Визуальный дидактический диалог делится на две части: автора-преподавателя и учащегося-зрителя. Выстраиваемый преподавателем во время создания визуального дидактического объекта путь, по которому проходит взгляд от одного элемента изображения к другому элементу, путь считывания учебной информации и выстраиваемый при рассматривании визуального дидактического объекта происходящий под влиянием интуитивной воли учащегося «маршрут восприятия», — оба они подчинены дидактическому замыслу преподавателя. В процессе визуального дидактического диалога преподаватель способен интуитивно направить восприятие учащегося, а тот, в свою очередь, интуитивно этому воздействию подчиняется. Механизмы мышления при использовании в репрезентации лапидарной дискретной, текстовой и цифровой учебной информации (находящие свое отражение в правилах композиционной компоновки, концепциях нейролингвистического программирования, прагматики) отличаются от механизмов мышления при репрезентации с использованием эстетических способов воздействия (классическая композиция, целостное восприятие, эстетика). Конечно, границы между континуальными и дискретными областями достаточно размыты, и можно говорить об общих тенденциях механизмов мышления.
Моделирование образного мышления при репрезентации дидактических объектов в общем случае должно рассматриваться как конструирование диалога в образовательной ситуации взаимодействия «преподаватель — визуальный дидактический объект — учащийся». При анализе процесса обучения с применением визуальных дидактических объектов в качестве исходного предмета анализа служит сложноезвено — неделимый элемент визуально-дидактического диалога. Такой подход учитывает проблему визуализации обучения с учетом внешних коммуникативных взаимосвязей, соединяющих визуальные элементы дидактического объекта с образными представлениями, как преподавателя, так и учащегося.
Любая форма визуальной информации несёт в себе элементы проблемности, поскольку визуальный материал отражает «свёрнутую в изображении» мысль, создаёт проблемную ситуацию, активизирует познавательную деятельность. Таким образом, визуализация является одним из способов реализации принципа проблемности в компьютерном игровом обучении.
Третья сущностная характеристика КУДИ связана с её диалогичностью и интерактивностью. Термин «интерактивный» (interactive) в отношении компьютерных программ означает «диалоговый». Интерактивность программы — это её способность вести «диалог» с пользователем, т.е. реагировать на вводимые пользователем запросы или команды. Особенностью человеко-машинного взаимодействия является принадлежность его к особому типу коммуникации, называемой интеракцией. Интеракция предполагает не только обмен информацией между участниками коммуникации, но также их совместную деятельность. Немедленная реакция системы на команды и запросы пользователя — так называемая «обратная связь» (feedback) — позволяет последнему определять и при необходимости корректировать свои дальнейшие действия. Современные персональные компьютеры — это диалоговые устройства; таким образом, интерактивность (работа в диалоговом режиме) является неотъемлемым свойством современных компьютерных программ.
Способы ведения человеко-машинного диалога и его содержание определяются техническим уровнем и типом программ. Совершенствование возможностей организации диалога с компьютером ведется в двух направлениях: 1) развитие средств, позволяющих взаимодействовать с машиной на естественном языке; 2) разработка интерфейса, позволяющего создавать наиболее приемлемую для пользователя форму ведения диалога. Степень интерактивности характеризует также комфортность использования тех или иных служб (почты, форума и т.д.), в этом случае степень интерактивности это аналог такого понятия как «удобство интерфейса». Элементы интерактивности — это все функции сайта, которые обеспечивают взаимодействие конкретного человека с сайтом или другими людьми, посредством этих модулей.
Более расширенное значение слова «интерактивный» означает «взаимодействовать, находиться в режиме беседы, диалога с кем-либо».
Следующая характеристика КУДИ — это открытость учебно-игровых модулей КУДИ, выполняющая две функции. Во-первых, идет постоянное улучшение отдельных блоков, содержания. Во-вторых, самостоятельная деятельность обучаемых будет способствовать улучшению качества обученности самих обучаемых. Компьютерные учебно-деловые игры ориентированы на обучаемых, и направлены на обеспечение успеха в усвоении студентами знаний в процессе их самостоятельной деятельности.
На первом этапе информатизации образования у учителей была сформирована компьютерная грамотность. Мы подходим к следующему этапу, когда учителя будут либо сами программировать необходимые им электронные учебники, различные тесты, одним словом, весь электронный образовательный контент, либо вставлять их в готовые программные оболочки. Сейчас программирование выходит на высокий уровень, когда действия могут происходить с определенными готовыми модулями, библиотеками языков программирования.
Построение модели обучения с использованием компьютерных учебно-деловых игр
Деятельностный принцип в КУДИ выражается в том, что деятельность по освоению предметного содержания происходит в проблемной и игровой форме.
Новый учебный материал предлагается обучаемым в общих чертах, как целостная концепция, без «разжевывания». Неопределенность приводит мышление, интуицию к активной работе и уяснению сути вопроса. На основании анализа ситуаций, опыта и знаний обучаемые пытаются строить свои размышления, ища новую информацию, новые факты, открывая для себя новые знания в эмоционально напряженной игровой ситуации. После удачных игровых действий эмоциональное напряжение сменяется благоприятным чувством новизны, осознанием победы над своим незнанием.
Механизмы взаимодействия обучаемого с обучающей системой могут реализовать различные педагогические технологии: технологии линейного программирования, технологии каскадного обучения, технологии опорных конспектов и чертежей, игровые технологии, диалоговые технологии и т.д. [33; 51; 55; 56].
Модель процесса обучения бакалавров с применением компьютерных учебно-деловых игр основана на деятельностном, компетентностном и информационно-коммуникационном подходах к обучению. Двуплановость компьютерной игровой учебной деятельности реализуется через достижение игровых целей, одновременно способствуя развитию личности будущего специалиста, достижению целей обучения и воспитания.
Модель процесса обучения бакалавров с применением КУДИ состоит из нескольких блоков. Это — целевой, методологический, содержательный, организационный, технологический блок, критериально-оценочный блок, корректировочный и результативный блоки.
Цель компьютерного игрового обучения — обеспечение качества обучения, формирование информационной компетентности бакалавров.
Методологический блок характеризует подходы и принципы обучения. Деятельностный, компетентностный и информационно-коммуникационный подходы являются преимуществом компьютерного обучения. Обучение через деятельность — это главный подход современной педагогики. Под деятельностным подходом в обучении мы подразумеваем учебную работу по освоению будущей профессиональной деятельности. Это также может быть деятельность по оперированию надпредметным содержанием, коммуникативная деятельность. Компетентностный подход это наиболее продуктивная подготовка к профессиональному труду. Он служит основой формирования профессиональной компетентности будущих специалистов. Информационно-коммуникационный подход связывает эти два подхода.
Принципами, реализующими эти подходы являются принципы проблемности обучения [70], индивидуальности заданий и траекторий обучения, самостоятельности выполняемой работы, профессиональной перспективности компьютерного обучения, диалогичности и интерактивности программных продуктов, деятельности и развития в компьютерной среде обучения [66].
В содержательный блок входят вопросы отбора учебного материала, моделирование проблемных учебных ситуаций в КУДИ на основе эвристик игрового процесса. Создание авторского сценария компьютерной учебно-деловой игры.
Разработка КУДИ является проектированием адаптивной интеллектуальной системы обучения на основе интеграции педагогических и информационных технологий, в которых производятся:
Технологический блок охватывает методы, средства и организационные формы КУДИ. Методы представлены моделированием и представлением 3D мира игры в КУДИ, прогностическими методами действия обучаемого. Средствами являются информационно-методическое обеспечение КУДИ. Выделим наиболее эффективные организационные формы КУДИ: онлайн, оф-лайн формы КУДИ, индивидуальные игры, сетевые игры с участием нескольких обучаемых, занимающие часть урока, часть курса и лонгитюдные игры.
При подготовке КУДИ используются педагогические и информационные технологии: компьютерные интерактивные технологии обучения, здоровьесберегающие технологии.
Применение компьютерных учебно-деловых игр для стимулирования результативности решения профессиональных задач в обучении бакалавров предусматривает выполнение определенных педагогических условий [46]. Рассмотрение педагогических условий проектирования компьютерных учебно-деловых игр с методологической, содержательной, технологической, критериально-оценочной, корректировочной составляющих позволит целостно моделировать учебный процесс с использованием дидактических возможностей компьютерных учебных игр.
Создание сценариев компьютерных учебно-деловых игр основано на деятельностном подходе, как наиболее адаптированном для приключенческих, стратегических игр [91].
Проведение мастер классов, семинаров для преподавателей, создание сетевых сообществ преподавателей, способствует не только лучшему использованию компьютерных учебно-деловых игр, но и распространению передового педагогического опыта по электронному обучению.
Стимулирование развития информационной профессиональной компетентности бакалавров будет реализована использованием разнообразных компьютерных игровых форм обучения [93]. Игры, занимающие часть урока, могут быть использованы в качестве закрепления нового материала и повторения пройденного материала. Эти игры направлены на формирование определенных навыков и проверку знаний.
По количеству участников игры делятся на индивидуальные игры и сетевые игры с участием нескольких игроков. Сетевые игры решают несколько педагогических задач: совместное решение игровых ситуаций, проведение групповых форм обучения и сходны с социальными играми, которые в последнее время стали наиболее предпочтительными.
По времени проведения игры могут он-лайн игры или оф-лайн игры. Хотя одну и ту же игру можно играть и он-лайн и оф-лайн, но они будут выполнять различные педагогические задачи. Когда игра проводится онлайн, необходимы временные ограничения, нацеленность игрока на быстрое выполнение игровых учебных задач. Оф-лайн игра предусматривает знакомство с новым учебным материалом, в нем нет ограничения на время, на скорость. Главное — глубокая проработка теоретических подходов, проведение определенных учебных исследований.
Стратегии оценивания результатов сложные, но они построены на принципе накопительных баллов. Анализ обучения позволит проводить корректировку учебного процесса с учетом требований к выпускнику вуза.
Если в адаптивной интеллектуальной системе обучения будут реализованы вышеназванные организационные условия, и в особенности возможности многопользовательской компьютерной игры, то процесс обучения в вузе будет способствовать повышению профессиональной подготовки и развитию творческой личности студентов [41].
Таким образом, успешное выполнение организационных условий связано с качеством игрового процесса, сюжета, механики игры, структуры курса и качества обучающих материалов, механизмов оценки и адаптации, организации процесса обучения, взаимодействия игрового и обучающего процессов, эргономичности игры.
Анализ и результаты поискового и формирующего этапов эксперимента
Так как электронные курсы характеризуются не только информационной емкостью, интерактивным характером связи обучаемого и конкретностью усвоения, то в них будут реализованы следующие принципы: 1) Все курсы разбиты на небольшие части/темы, которые можно изучать, имея даже совсем небольшой лимит свободного времени. 2) Пользователь свободен в выборе и компоновке элементов курсов, которые хочет изучать. 3) Все курсы включают входное и итоговое тестирование и/или выполнение практических заданий. 4) Учебный материал на экранах представляется в виде анимационных роликов, помогающих концентрации и способствующих удержанию внимания в течение всей лекции. 5) Тщательно подобранный визуальный ряд в виде инфографики и диаграмм создает «визуальные» якоря, помогающие при необходимости обеспечить быстрое воспоминание учебного материала. 6) Графика на экранах создана таким образом, чтобы в распечатанном виде содержание экранов можно было использоваться как опорные конспекты для повторения и запоминания материала.
Система целей, заданная в игре, приобретая для студента определенный смысл, тем самым становится мотивом деятельности. В компьютерные учебно-деловые игры мы «заложили» две цели — игровые и педагогические.
Чтобы казалось, что процесс происходит быстрее, нужно разбивать его на шаги. Чем больше информации надо обрабатывать, тем более долгим кажется процесс.
Достижением игровых целей являются успешное выполнение принятой роли, реализация игровых действий, получение максимально возможного числа баллов. Во всех вариантах игры был предусмотрен этап оценивания — повторение учебного материала в этот период происходил в качестве выведения заключения. Критерии оценивания основаны на предварительном введении в память компьютера правильных ответов и подсчете минимальных ключевых слов из ответа студента. Студент должен видеть процентные оценки после своего ответа и нажатия кнопки «Готово».
Программированное обучение было основано на линейном подходе подачи учебного материала, когда без выполнения одной темы следующая тема будет недоступной, либо по разветвленной схеме действий, когда порядок изучения учебного материала предоставляется самому обучаемому. В КУДИ эти подходы должны совмещаться. Так как эти игры будут реализованы как дополнение к обязательной или элективной дисциплине базовых, профилирующих дисциплин специальности, оценивание недельных результатов обучения будут учитывать выполнение игровых заданий. Порядок выполнения недельных заданий могут быть неизменяемы, но игровые задания по вопросам внутри недельной темы могут выполняться в произвольном порядке.
Отсутствие в игре средств оценки текущих результатов обучения не дает возможности использовать игру в системе учебных занятий. Например, в игре Ko s Journey не реализованы подходы адаптации к индивидуальным особенностям игрока и механизмы долгосрочной оценки результатов обучения [49, 111]. Это игра предназначена для изучения курса математики в средней школе. Игра создана на английском языке. Главная героиня Ко должна спасти свою деревню. Для этого она должна решить задачи, выполнить различные математические операции. В случае ошибки игроку дается подсказка.
Механизмы оценки и адаптации отсутствуют также в игре ColoBot. Это трехмерная стратегическая игра для изучения программирования на С (C++) подобном языке. Её сюжет однообразен — в процессе игры игроку предстоит писать управляющие программы для роботов различных типов, используемых для колонизации планеты. Игра обладает однообразным игровым процессом, т.е. в игре присутствуют несколько десятков заданий, различающихся доступными типами роботов и целями (сбор ресурсов, уничтожение врагов и т.п.). педагогическая цель игры — репродуктивная деятельность, составление определенных программ на С (C++) подобном языке из готовых учебных образцов. Поэтому игра была переработана как обучающий курс и переименована в CeeBot. Этот курс можно использовать как электронное сопровождение лабораторных практикумов.
Наиболее улучшенной мы бы назвали игру Kammy. Эта игра предназначена для изучения программирования [49, 110]. По сюжету игры, главный персонаж — робот-трансформер должен выжить в виртуальном мире игры. Выживание в этом мире требует от игрока овладения навыками программирования. Теоретический курс и задания построены таким образом, что они являются частью виртуального мира игры: знания по программированию передаются игроку в процессе общения с персонажами, все задания сопоставлены с игровыми задачами. Практические навыки развиваются в процессе написания программ в специальном окне редактора кода.
Учебные материалы компьютерных игр должны улучшаться в процессе преподавания дисциплины при активном участии обучаемых, что обеспечит постоянную обновляемость сценариев компьютерных учебно-деловых игр.
Одним из характеристик активизации учебной деятельности является участие обучаемых в активном диалоге и анализе учебных ситуаций. В электронном учебнике «Педагогика» (авторы М.Н.Панкина, О.В.Насс, ISBN 9965-709-88-2) даны теоретический материал и тесты. В ней нет того интерактивного диалога, возникающего по сценарию хотя бы «полемики», «спора» или, даже, анимированных педагогических ситуаций.