Содержание к диссертации
Введение
1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ МУЛЬТИМЕДИА В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМ ПРОЦЕССЕ 11
1.1. Анализ использования информационных и коммуникационных технологий в образовательном процессе 11
1.2. Дидактические условия использования технологии мультимедиа в образовательном процессе 48
1.3. Принципы построения целостных компьютеризированных курсов на базе ТМ 52
1.4. Технология проектирования создания мультимедиа средств учебного назначения 54
ВЫВОДЫ 109
2 ОПЫТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ МУЛЬТИМЕДИА В РЕАЛЬНОМ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМ ПРОЦЕССЕ
2.1. Цели и методика проведения опытно-экспериментальных работ 112
2.2. Критерий оценки эффективности и использования технологии мультимедиа 113
2.3. Анализ экспериментальных данных 119
ВЫВОДЫ 134
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 136
ЛИТЕРАТУРА 140
ПРИЛОЖЕНИЯ 157
- Анализ использования информационных и коммуникационных технологий в образовательном процессе
- Дидактические условия использования технологии мультимедиа в образовательном процессе
- Цели и методика проведения опытно-экспериментальных работ
Введение к работе
Актуальность исследований. С развитием информационных и коммуникационных технологий (ИиКТ) появились новые возможности их использования в сфере образования. Они стали применяться на различных видах занятиях в том числе и при дистанционном обучении.
С появлением технологии мультимедиа (ТМ) повысились дидактические возможности предъявления различного вида информации в программных средствах учебного назначения; стали возможны любые сочетания звука, изображения, эффекты моделирования, работа в диалоговом режиме, различные манипуляции с графикой и текстом, сочетание иллюстраций и графических способов изображения. При этом пользователь сам может активно участвовать в процессе обучения. В настоящее время актуальной задачей является исследование воздействия ИиКТ, в частности, технологии мультимедиа на эффективность профессиональной подготовки специалистов. Значительный интерес представляет также изучение влияния технологии мультимедиа на развитие личности обучающегося.
В настоящее время активно изучаются последствия использования ИиКТ в образовании. Значительный вклад внесли работы В.П. Бес-палько, С.А. Бешенкова, Я.А. Ваграменко, М.П. Лапчика, В.М. Монахова, Е.С. Полат, И.Э. Роберт, В.В. Рубцова, Э.Г. Скибицкого, А.Борка, Р. Вильяма и др. Психологические вопросы применения ИиКТ в образовании изучались В.В. Давыдовым, Т.В. Габай, Е.И. Машбицем, Н.Ф. Талызиной, O.K. Тихомировым и др.
Анализ литературных источников показал, что еще недостаточно разработана проблема проектирования и применения технологии мультимедиа в виде целостных компьютеризованных курсов (ЦКК) в образовательном процессе. Таким образом, возникает противоречие между потребностями педагогической практики в современных технологиях мультимедиа для подготовки специалистов и недостаточной изученностью педагогических основ проектирования и разработки адаптивных программных продуктов учебного назначения, учитывающих закономерности и специфику профессиональной подготовки специалистов.
Это противоречие обусловливает проблему, заключающуюся в создании педагогических основ разработки и применения технологии мультимедиа в профессиональном образовании.
Цель исследования - разработать педагогические основы создания и внедрения технологии мультимедиа в виде ЦКК в системе профессионального образования.
Объект исследования - процесс обучения с использованием технологии мультимедиа в виде ЦКК.
Предмет исследования -педагогические основы создания и использования технологии мультимедиа в образовательном процессе ВУЗа.
Гипотеза исследования основана на предположении о том, что эффективность образовательного процесса с использованием ЦКК будет повышена, если:
определить дидактические условия разработки и использования технологии мультимедиа в образовательном процессе;
выявить принципы создания и использования ЦКК на основе технологии мультимедиа в системе профессионального образования;
разработать технологию создания и применения целостных компьютеризированных курсов на базе ТМ.
В соответствии с целью, объектом, предметом и гипотезой были определены следующие задачи исследования:
tt -ч 1- Изучить состояние проблемы использования современных ИиКТ,
в том числе и технологии мультимедиа в системе профессионального образования.
Выявить дидактические условия разработки и реализации технологии мультимедиа в реальном образовательном процессе.
Разработать систему принципов проектирования и создания ЦКК на базе ТМ.
Создать технологию разработки и применения ТМ в образовательном процессе и экспериментально проверить ее эффектив-
| і | ность в реальных условиях.
5. Разработать научно-методические рекомендации по созданию и
внедрению ЦКК на базе технологии мультимедиа в процессе об
учения.
Методологическую основу составили деятельностный и системный подходы, а также работы в области содержания образования (Б.С. Гершунский, B.C. Леднев, М.Н. Скаткин и др.), информатизации образования (С.А. Бешенков, Б.С. Гершунский, М.П. Лапчик, Е.И. Маш-биц, В.М. Монахов, И.В. Роберт, Э.Г. Скибицкий, А.Ю. Уваров и др.), в области прогнозирования последствий использования ИиКТ (Б.С. Гершунский), в среде активизации учебной деятельности обучающихся (М.А. Данилов, И.Т. Огородников, М.Н. Скаткин, Т.В. Габай, В.В. Давыдов, Д.Б. Эльконин и др).
Для решения поставленных задач и проверки исходных теоретических положений был использован комплекс методов исследования: теоретический анализ психолого-педагогической литературы, наблюдения, педагогический эксперимент, опрос, беседы, анкетирование об-
учающихся и педагогов, количественный и качественный анализ полученных результатов.
Исследования осуществлялись в течение 1995-2000 годов на базе физико-технического факультета Алтайского государственного университета, колледжа информатики, электроники и инженерной физики Алтайского государственного университета, школы-гимназии N 123. Исследование проводилось в три этапа. В эксперименте приняли участие 200 обучающихся и 20 педагогов.
На первом этапе исследования (1995—1996 гг.) проводился анализ педагогической, методической и специальной литературы, а также существующего обучающего программного обеспечения. Осуществлялся поиск программной среды для разработки универсальной системы. Определены подходы к решению поставленной проблемы. Полученный материал позволил сформулировать гипотезу исследования, определить цели, объект, предмет и задачи исследования.
На втором этапе исследования (1996—1998 гг.) был проведен анализ рынка обучающих программ и их использование в реальном образовательном процессе специализированных школ города Барнаула и в Алтайском государственном университете на физико-техническом факультете. Разработана универсальная мультимедиа оболочка и программно-методический комплекс на основе авторской системы Author-ware Professional 4.0 с использованием языка программирования Delphi 2.0. На базе колледжа информатики, электроники и инженерной физики Алтайского государственного университета, физико-технического факультета АГУ проведен педагогический эксперимент и сделан вывод о педагогической полезности разработанного программно-методического комплекса в виде ЦКК на базе ТМ..
На третьем этапе (1998—2000 гг.) осуществлен формирующий эксперимент, разработано научно-методическое сопровождение ТМ, проведена обработка и анализ экспериментальных данных.
Достоверность и обоснованность исследования обеспечены опытно- экспериментальной работой и подтверждаются адекватностью методов исследования, его целями и задачами, применением оценки полезности ТМ, статистических методов обработки данных полученных при экспериментальных исследованиях.
Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись публикациями его материалов и выступлениями на Всероссийской научной конференции "Электроника и информатика" (Москва, 1997), на Всероссийской научно- методической конференции "Педагогические нововведения в высшей школе" (Краснодар, 1997), на международных конференциях "Измерения, автоматизация и информационные технологии в производственных процессах" (Барнаул, 1997); "Новые информационные технологии на базе компьютеров Макинтош" (Москва, 1997); "Новые информационные технологии в университетском oбpaзoвaнии,, (Новосибирск, 1999).
По результатам исследования опубликовано 24 работы, в том числе методические разработки по применению технологии мультимедиа в реальном педагогическом процессе образовательного учреждения.
Личный вклад автора. Результаты, приведенные в настоящей работе, получены лично автором.
На защиту выносятся:
Дидактические условия эффективного применения технологии мультимедиа в виде ЦКК в системе профессионального образования.
Система принципов построения ЦКК на базе технологии мультимедиа.
Технология создания и использования ТМ в процессе профессионального образования.
Научная новизна заключается в том, что раскрыты теоретиче-
ские и практические предпосылки совершенствования процесса создания и использования технологии мультимедиа в профессиональной подготовке специалистов.
Выявлены дидактические условия применения ТМ в образовательном процессе. Установлено, что при создании целостных компьютеризованных курсов на основе технологии мультимедиа необходимо учитывать: а) качество компьютерных программ (КП) учебного назначения; б) психолого-педагогические аспекты, направленные на формирование личности; в) наличие качественного дидактико- методического сопровождения по использованию ТМ в образовательном процессе; г) обеспеченность учебного заведения современными ИиКТ и соответствующим программным обеспечением; д) уровень сформированности потребности педагогов в применении ТМ; е) подготовку участников компьютеризации процесса обучения (педагогов и обучающихся); уровень сформированности компьютерной культуры педагогов.
Создана система принципов создания и использования технологии мультимедиа в реальном образовательном процессе (целостность и дидактическая полезность курсов на базе ТМ, универсальность, адаптивность курсов, интерактивность, повышенная мотивация при работе с курсом, полифункциональность).
Разработана технология создания и применения ТМ в педагогическом процессе образовательных учреждений (принципы, содержание, структура, методика, организационные формы, критерии оценивания и др.).
Теоретическая значимость исследования состоит в том, что сделан определенный вклад в теорию обучения с применением ТМ, что позволяет разрабатывать новые подходы к их проектированию, созданию и использованию. Пополняются знания о ТМ как педагогической технологии, о дидактических условиях эффективности ее применения, а также об особенностях управления компьютеризованным процессом
обучения.
Практическая значимость исследования заключается в том, что оно имеет практико-ориентированный характер и может быть использовано в педагогической практике. Показано, что обучение с применением ТМ позволяет обучающимся более успешно усваивать содержание учебного материала по данной области знаний, способствует формированию устойчивого познавательного интереса и постоянной мотивации к учению, развивает память, внимание и мышление, создает условия для активной самостоятельной работы обучающихся.
Результаты исследования направлены на дальнейшее совершенствование процесса создания и использования технологии мультимедиа для повышения уровня профессиональной подготовки обучающихся и формирования их информационной культуры. Материалы диссертационного исследования могут быть использованы для разработки новых компьютерных курсов учебного назначения по любой области знаний; для самостоятельной подготовки обучающихся в области информационных и коммуникационных технологий.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, 156 источников литературы, из них 41 на иностраниГом языке и приложений. В работе имеется 5 таблиц, 22 рисунка.
Анализ использования информационных и коммуникационных технологий в образовательном процессе
1. Компьютер значительно увеличивает возможности визуализации учебной информации. Использование графики, анимации, гипертекста, мультимедиа, элементов моделирования, звука позволяет создавать эффект присутствия, виртуального участия наблюдателя в происходящем процессе.
2. Компьютер позволяет повысить уровень мотивации и заинтересованности в результатах обучения. Это происходит за счет интерактивности процесса обучения, возможности регулировать и выбирать уровень сложности учебного материала, задавать индивидуальный темп обучения. Работая на компьютере, студент получает возможность до конца довести решение любой задачи. Компьютер позволяет наглядно увидеть результаты своего труда. Если КП методически грамотно построена, то студент получает необходимую помощь и возможность исправить свои ошибки. Компьютер влияет на мотивацию обучаемого, поскольку он раскрывает практическую значимость изучаемого материала, предоставляет возможность испробовать свои силы и способности при решении поставленных проблем. Не последнюю роль играет здесь и занимательность учебного процесса, появляющаяся при работе с мультимедийными программными продуктами.
3. Компьютер активизирует внимание обучаемого, способствует развитию логического мышления, расширяет возможности воображения, памяти, усиливает эмоциональный настрой, развивает способности к поиску решений и ответов на поставленные проблемы.
Компьютерные технологии являются составной частью современного педагогического процесса и должны входить непосредственно в технологию обучения. Одним из существенных недостатков традиционной системы обучения является невозможность активного включения студентов в образовательный процесс. Например, при изучении нового материала многие студенты не работают в полную силу. Это происходит потому, что одна часть студентов не успевает понять излагаемый учебный материал, другая часть студентов, отвлекаясь, теряет нить рассуждения преподавателя. Существуют и слушатели, которым неинтересно, поскольку они уже владеют информацией, сообщаемой на лекции. В результате, присутствие студента на лекции становится практически бесполезным. Компьютер позволяет существенно изменить способы управления учебной деятельностью. Он способен не только корректировать действия студента, подстраиваться под индивидуальный ритм и темп работы обучаемого, но и сам управляет учебными действиями.
4. Компьютер позволяет моделировать изучаемые процессы и явления, проводить компьютерные эксперименты в тех областях знаний, где реальные эксперименты провести невозможно. Важной особенностью компьютера то, что он позволяет погрузить обучающегося в конкретную ситуацию, поставив его в положение участника данных событий.
5. Компьютер дает возможность объективно оценивать и контролировать знания обучающегося.
6. Компьютер может использоваться для подготовки педагогических кадров по использованию ИиКТ в их деятельности.
На протяжении многих лет при разработке традиционных учебных курсов основное внимание уделялось использованию привычной буквенно-цифровой форме представления информации. Традиционный инструментарий лектора ограничивался доской и мелом.
Разумеется, лекция ценна возможностью выходить за рамки программы, более просто, чем в учебнике, излагать материал. Но если преподаватель не изложит свой материал подробно, студент, записав лекцию, не может проработать ее самостоятельно. А, как известно, при планировании лекции всегда возникают противоречия между большим количеством материала и малым количеством времени отведенного на его изложение. Таким образом, студент вынужден обращаться к книге, а там - иные рассуждения, другие примеры, и это окончательно запутывает его.
Исследования психологов [80] показали, что следить за содержанием лекции, не записывая ее, студенту очень трудно: обычно через 15-20 минут наступает "разбегание мыслей, переключение внимания на другие предметы, нить рассуждений преподавателя теряется. Около 80-90% людей привыкли получать информацию через зрительный анализатор «глаз — мозг». Пропускная способность этого анализатора в 100 раз выше слухового канала «ухо — мозг». На лекциях невозможно учитывать восприятие каждого обучающегося, так как отсутствует обратная связь, на основе которой преподаватель делает выводы о степени усвоения учебного материала каждым студентом в данный момент времени [26].
Традиционные формы обучения имеют ряд существенных недостатков, которые сказываются на последующей учебной деятельности студента.
В частности, лекции приводят к пассивному восприятию учебного материала. Разный темп представления лекционного материала приводит к механическому списыванию с доски, без осмысления этого материала. На практических занятиях отсутствует общение, нет взаимопомощи. Все попытки помочь классифицируются как подсказка.
Дидактические условия использования технологии мультимедиа в образовательном процессе
Проведенные исследования показали, что эффективность образовательного процесса в наибольшей степени определяется качеством КП учебного назначения на основе ТМ. Кроме того, необходимо наличие современной компьютерной техники, средств технологии мультимедиа, периферийного оборудования, методического обеспечения, а также необходимого минимума знаний и навыков обучающихся.
Факторами проектирования и создания эффективных КП на основе ТМ для разработчика является наличие: а) социального заказа; б) соответствующих инструментальных средств; в) технических средств; г) аналогов теоретических разработок и документации в области создания КП. Кроме того, важное значение имеет знание уровня подготовки педагогов и обучающихся, осуществление обратной связи разработчика и потребителя.
Наши исследования показали, что для целенаправленного использования КП учебного назначения в педагогическом процессе необходимо выполнение следующих условий: высокий профессионализм педагогического состава, наличие соответствующего дидактического и методического обеспечения, современных высококачественных программных продуктов, разработанных на основе технологии мультимедиа, технологии Shock Wave, ActiveX, Dynamic HTML и т.д.; проведение постоянных мероприятий по повышению квалификации педагогов, использующих КП учебного назначения на базе ТМ; определенная компьютерная подготовка обучающихся работать в компьютеризированной среде; формирование у педагогов потребности применять ИиКТ в своей профессиональной деятельности.
Не менее важными условиями целесообразного применения педагогом ЦКК в процессе обучения являются обеспечение возможности предъявления различного уровня сложности и трудности заданий для практического овладения знаниями и навыками обучающимся с учетом их подготовки; обеспечение возможности индивидуального процесса обучения с различной формой и уровнем изложения учебного материала; предоставление возможности получения с помощью ЦКК в реальном времени оценки своих знаний; создание в структуре курса блока педагогического мониторинга.
Эффективное использование ЦКК обучающимися обеспечивается: интерактивностью ЦКК; положительной мотивацией и профессиональной ориентацией ЦКК; возможностью осуществления индивидуального темпа процесса обучения; своевременным контролем полученных знаний; предоставлением справочной информации и выходом в информационную базу, содержащую решение конкретных задач; возможностью моделировать ситуации и погружаться в информационную модель обучения; адаптивностью ЦКК к уровню подготовки обучающихся; оперативной обратной связью.
В зависимости от целей и задач обучения определяются различные формы организации процесса обучения с использованием ИиКТ. В работах [18, 50, 52, 75, 78] рассмотрены различные формы организации процесса обучения с применением компьютерных технологий, приведены их преимущества и недостатки.
На основе практического опыта основными формами организации процесса обучения с использованием ИиКТ являются: 1) обучающийся - компьютер; 2) группа обучающихся - один компьютер; 3) группа обучающихся - группа компьютеров; 4) педагог - обучающийся - компьютер; 5) педагог - группа обучающихся - один компьютер; б) педагог - группа обучающихся - группа компьютеров.
Первая организационная форма обучения может быть использована при индивидуальном, самостоятельном или домашнем обучении. Вторая форма используется при групповой самостоятельной работе обучающихся, при решении поставленных задач, для поиска необходимой информации. Третья форма может быть использована при самостоятельном изучении учебных курсов, при выполнении самостоятельных, домашних и контрольных работ. Особенностью организации занятий, первых трех форм, является то, что обучающийся осуществляет учебно-познавательную деятельность без помощи педагога. Эти формы обучения в настоящее время широко применяются при дистанционном обучении. Поэтому выбор темпа и тематики обучения определяется обучающимся. Четвертая форма может быть применена при индивидуальной работе педагога и обучающегося, в процессе репетиторства по компьютерным технологиям. Пятая форма организации процесса обучения может использоваться для наглядного представления изучаемого учебного материала с помощью компьютера, во время лекций или практических занятий для показа той части учебного материала, которая теоретически не может быть объяснена. Шестая форма ориентирована на групповые формы проведения занятий по различным учебным предметам, в том числе и для изучения основ информатики и компьютерной техники. Эта форма широко используется в образовательных учреждениях при достаточном наличии компьютерной техники.
Цели и методика проведения опытно-экспериментальных работ
Цель экспериментальной работы - проверить эффективность использования технологии мультимедиа в образовательном процессе.
Реализация цели и проведение эксперимента осуществлялись поэтапно. На подготовительном этапе изучались условия, в которых будет функционировать разрабатываемая ТМ. Проводился анализ существующих ЦКК на базе технологии мультимедиа; устанавливались факторы, оказывающие существенное влияние на процесс проектирования, создания и использования технологий мультимедиа в образовательном процессе. Строилась гипотеза и проводился предварительный срез, который показал недостатки существующих компьютерных программ на базе ТМ. На основе полученных данных определялся тип учебной компьютерной технологии, ее структура и содержание, этапы организации и виды проведения контроля.
На этапе проектирования проводится выбор оценок, структуры и содержания учебного материала, методик и форм организации занятий с использованием ЦКК. На этом же этапе проводится формирующий эксперимент, анкетирование учащихся и педагогов.
На этапе создания ЦКК осуществлялась порграммная разработка универсальной мультимедиа оболочки, педагогического сценария, информационных блоков, проверялась эффективность решения дидактических задач.
На этапе апробации проводился окончательный итоговый эксперимент. На нем проверялась работоспособность разработанных инструкций, дидактического материала и выявленных дидактических условий использования ЦКК.
На этапе практического использования ЦКК в образовательном процессе проводилось согласованное их применение с реальными условиями функционирования и решения задач по обеспечению педагогической эффективности. В результате проведенного исследования сделан вывод о полезности использования технологии мультимедиа для построения ЦКК по различным учебным дисциплинам, о его педагогических возможностях развития личностти обучающегося.
