ДИДАКТИЧНІ УМОВИ ВИКОРИСТАННЯ КОМП\'ЮТЕРНИХ ТЕХНОЛОГІЙ У ПРОЦЕСІ НАВЧАННЯ СТУДЕНТІВ ВИЩИХ ТЕХНІЧНИХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДІВ

Краткое содержание

У Вступі обґрунтовано актуальність теми, визначено об’єкт, предмет, мету, гіпотезу та завдання дослідження, висвітлено методи, розкрито наукову новизну і практичну значущість дослідження, подано дані щодо апробації і впровадження результатів.

У першому розділі “Теоретичні засади використання інформаційних технологій у навчальному процесі” проаналізовано стан досліджуваної проблеми у вітчизняній і зарубіжній психолого-педагогічній літературі; уточнено сутність понять “ефективність”, “дидактичні умови”; обґрунтовані теоретичні засади самостійної діяльності студентів в умовах комп’ютерного навчання; концепція дидактичних можливостей комп’ютера доповнена розробкою дидактичних можливостей, які сучасні комп’ютерні технології надають для вищого технічного навчального закладу. На підставі вивчення способів та умов поліфункціонального навчального використання комп'ютера було визначено дидактичні умови застосування комп’ютерних технологій у навчанні студентів вищих технічних навчальних закладів.

Згідно із основними  положеннями системного підходу щодо розгляду складових частин комп’ютеризованого навчання та їхнього взаємоузгодженого функціонування було визначено, що під комп’ютерними навчальними системами ми розуміємо комп’ютер (у тому числі й периферійні пристрої), спеціальне програмне забезпечення (операційні системи Windows, Unix, Linux), засоби телекомунікації (локальні чи глобальні мережі), інструментальні програмні засоби та середовища і власне програмні засоби навчального призначення – програмно-педагогічні засоби.

Теоретичний аналіз наукової літератури довів, що у працях останніх років (А.М.Алексюк, В.К.Буряк, Л.В.Григоренко, П.І.Сердюков, В.І.Сігова) немає одностайної думки в трактуванні специфічних ознак самостійної роботи, її впливу на пізнавальні процеси та у визначенні навчально-виховних результатів. З огляду на зазначене, у роботі обґрунтовані теоретичні основи самостійної діяльності, яка в умовах комп’ютерного навчання стає не лише оперативно контрольованою, але й керованою. Концепція дидактичних можливостей комп’ютера: планувати та реєструвати всі етапи та результати самостійної навчальної діяльності; формувати позитивне ставлення до навчання; автоматизувати контроль; керувати навчальною діяльністю доповнена розробкою та обґрунтуванням дидактичних можливостей, які сучасні комп’ютерні технології надають для вищих технічних навчальних закладів:

– керування самостійною навчальною діяльністю студентів;

– представлення нової навчальної інформації кожному студенту окремо;

– вирішення різноманітних навчальних та пізнавальних завдань;

– контроль навчальної діяльності у формі тестування знань, вмінь, навичок та у формі моніторингу;

– пошук, обробка, підготовка та збереження різноманітної інформації;

– інформаційно-довідкове забезпечення навчального процесу;

– виконання досліджень у технічних галузях;

– комунікація з віддаленими комунікантами та доступ до розподілених навчально-інформаційних ресурсів.

На основі аналізу філософського поняття “ефективність” уточнене його значення для педагогічних процесів. Було зазначено, що ефективність характеризують не поодинокі результати успішності, а узагальнена якість навчання, яка створює наукове уявлення про навчання в його цілісності.

У розділі проаналізовано особливості діяльності педагога в умовах комп’ютерного навчання. Було доведено, що зміна характеру діяльності педагога означає зміну співвідношення підготовки до заняття і діяльності на самому занятті. Підготовка в традиційному розумінні передбачає, в першу чергу, розумову діяльність (планування змісту і методів навчання). Дослідження показало, що використання обчислювальної техніки на першому етапі різко збільшує кількість часу, необхідного для підготовки до  заняття. Залежно від збільшення професійного стажу педагогів час, що витрачається на підготовку до навчального заняття, поступово зменшується, і основна їхня діяльність припадає безпосередньо на заняття. На занятті ж комп’ютер, узявши на себе частину рутинної роботи викладача, вивільняє педагогові час для розвитку і застосування нових творчих форм навчання. Відповідно до виявлених особливостей наведено теоретичне обґрунтування відмінних рис педагогічного процесу з використанням нових інформаційних технологій, а саме:

-              збільшення питомої ваги проектної (творчої) роботи студентів і зростання обсягу роботи, що виконується індивідуально і в групах;

-              зменшення ролі педагога як “джерела знань” і зростання його ролі як “вихователя і наставника”;

-              зростаюча готовність тих, хто навчається, нести відповідальність за результати свого навчання.

Комплексний і системний огляд наукових джерел з проблем комп’ютеризації дозволив визначити термін “технологія навчання” як застосування теорії навчання в діяльності викладача та учнів, як з’єднувальну ланку між теорією та практикою навчання. У розділі визначена специфіка педагогічних технологій, якими забезпечується навчальний процес, що повинен гарантувати досягнення поставленої мети.

Дослідження дозволило стверджувати, що педагогічна технологія також передбачає досягнення мети через результати навчання, які виявляються в знаннях учнів, надійно ними усвідомлюються, приймаються, визначаються та перевіряються.

Подальший розвиток дістали комп’ютерні технології, які є складовою частиною педагогічних технологій  та вимагають від педагогів розширення професійної підготовки.

Можливість ефективного досягнення мети навчання є найвагомішим аргументом на користь застосування комп’ютерних технологій у навчальному процесі.

У розділі подальшого розвитку набуло одне з найважливіших питань підвищення ефективності процесу навчання – забезпечення оперативного зворотного зв’язку між учнем (студентом) та викладачем, який дозволяє контролювати проміжні та кінцеві результати навчання, порівнювати їх із поставленими цілями та на цій основі вносити необхідні корективи в навчальний процес. З уведенням комп’ютера в навчальний процес з’являється можливість діалогу “комп’ютер – студент”.

Дослідження в галузі вивчення способів та умов  поліфункціонального навчального використання комп’ютера, визначення його реального впливу на процеси навчання та виховання показали, що без створення необхідних дидактичних умов процес навчання або зовсім неможливий, або проходить у недосконалому вигляді. На думку відомих вчених (А.П.Верхола, В.М.Вергасов, В.М.Галузинський), розроблення та впровадження в практику дидактичних умов та засобів, дозволяє здобути максимальний педагогічний ефект разом з найменшими витратами матеріальних засобів та зусиль. З огляду на сказане, теорію навчання у вищому закладі освіти допрацьовано в частині “дидактичні умови”. Під дидактичними умовами, що визначають успішність просування студентів у навчанні, ми розуміємо обставини процесу навчання, які є результатом відбору, конструювання, застосування елементів змісту, форм, методів та засобів навчання, що сприяють ефективному вирішенню поставлених завдань. З цих позицій були простежені особливості умов комп’ютер­ного навчання студентів вищих технічних навчальних закладів.

Установлено, що ефективне функціонування комп’ютерних технологій навчання можливе, якщо дотримуватися системи дидактичних умов:

– застосування програмно-педагогічних засобів здійснюється комплексно та систематично;

– послідовність та поступовість включення студентів в роботу з навчальною програмою;

– відповідність методів навчання дидактичним можливостям комп’ютера, а також рівню вміння студентів працювати на комп’ютері, рівню майстерності викладачів у використанні комп’ютерних технологій у навчальному процесі.

У другому розділі “Загальна логіка дослідження та система експериментальної роботи” подається аналіз сучасного стану використання комп’ютерних технологій у навчальному процесі вищих технічних навчальних закладів; викладається зміст та методика проведення експериментальної роботи; аналізуються результати педагогічного експерименту. У розділі розглянуто доцільність звернення до комп'ютерних технологій на окремих конкретних моментах навчального процесу. Спираючись на концепцію І.Я.Лернера про етапи навчального процесу, було проаналізовано особливості, які виникають із введенням інформаційних технологій у навчально-виховний процес.

Дослідження рівня використання комп’ютерних технологій на різних етапах занять, отримане шляхом анкетування викладачів, довело, що найчастіше комп’ютерні технології  використовуються при повідомленні навчальної інформації – 67%, відпрацюванні навчального матеріалу – 76%, при поточному контролі - 83%.

З’ясування причин труднощів, які виникають у викладачів при застосуванні комп’ютерних технологій (недостатньо обладнання – 19%, недостатній рівень володіння комп’ютером – 23%, низька якість навчальних програм – 36%, відсутність володіння методикою використання – 22%), визначили завдання та характер дослідно-експериментальної роботи.

На констатуючому етапі експерименту за допомогою методів анкетування, бесід, спостережень було виявлено рівень комп’ютерної та інформаційної освіченості студентів молодших курсів технічних закладів (100% студентів вміють працювати самостійно з навчальними та тестовими програмами, 26% вважають себе кваліфікованими користувачами, 19% респондентів оцінили свій рівень як професійний); визначено ступінь готовності студентів до впровадження нових інформаційних технологій у навчання (загальна кількість готових спробувати нову систему занять 89,3%, значно перевищила кількість тих, хто не бажає змін 10,7%). На основі отриманих відповідей ми спрогнозували підвищення ефективності навчання з використанням інформаційних технологій, адже серед тих, хто готовий спробувати нову систему занять, переважає позитивна мотивація до навчання. Результати аналізу забезпеченості сучасної матеріально-технічної бази університету та опитування студентської громади обґрунтовують точку зору про наявність передумов для впровадження нових комп’ютерних технологій навчання на молодших курсах вищих технічних закладів освіти.

У констатуючому експерименті було встановлено, що низький результат роботи студентів пояснюється не тільки репродуктивним характером засвоєння навчального матеріалу, але й надмірністю інформації, її безсистемністю, що приводить до перевантаження і зменшення інтересу до навчання. З метою зняття цього протиріччя ми виходили з того, що ці труднощі можна перебороти, якщо організувати предметно-орієнтоване середовище таким чином:

1. Нове знання повинно народжуватися не тільки у взаємодії студента з комп'ютером, але й в активній співпраці студентів один з одним. Комп'ютер  покликаний забезпечити природний розподіл ролей у цій спільній діяльності.

2. У функції викладача в такому разі входить контроль процесу розв’язання навчальних завдань і внесення змін в умови спільної діяльності з метою познайомити студентів із суперечностями, подолання яких забезпечить прагнення до нового знання. Ці ж суперечності повинні стати відправними точками в дискусіях (як в таких, що організуються викладачем, так і в таких, що виникають спонтанно).

До проведення експерименту впродовж трьох років (2000-2003 рр.) залучалися: а) у першому семестрі шість груп студентів  спеціальності “Економічна кібернетика” (групи ЕК-99-1, ЕК-00-1,  ЕК-01-1,  ЕК-01-2,  ЕК-02-1, ЕК-02-2), у другому семестрі дві групи студентів спеціальності “Теплоенергетика” (групи ТЕП-00-1, ТЕП-00-2), три групи спеціальності “Менеджмент зовнішньоекономічної діяльності” (ЗЕМ-00, ЗЕМ-01, ЗЕМ-02) та дві групи спеціальності “Економіка підприємства” (ЕП-00-1, ЕП-00-2 ). Ці групи були вибрані саме тому, що вони мають однаковий рівень підготовки щодо використання персональних електронно-обчислювальних машин.

Для виявлення вихідного рівня знань студентів експериментальних та контрольних груп було проведене контрольне тестування за передбачуваною програмою, що призначене для контролю знань, умінь та навичок студентів з макроекономіки, алгоритмізації, філософії та англійської мови.

Для визначення ефективності навчального процесу, організованого відповідно до визначених дидактичних умов, нами було виділено такі критерії: рівень засвоєння теоретичних знань; рівень уміння вирішувати завдання і виконувати вправи; рівень мотивації студентів до навчання.

Навчально-дослідна робота підтвердила гіпотезу про те, що ефективність навчальної роботи студентів підвищиться, якщо при використанні комп’ютерних технологій дотримуватися визначеної системи дидактичних умов.

Метою проведення формуючого експерименту була експериментальна перевірка системи визначених нами дидактичних умов використання комп’ютерних технологій у навчальному процесі.

Експеримент проходив у два етапи. Перший був спрямований  на забезпечення  сукупності зазначених дидактичних умов.

Реалізація першої умови здійснювалась за допомогою складеного нами навчально-методичного комплексу “Англійська мова”, методичних рекомендацій щодо його використання, а також пакету прикладних програм та навчальних модулів, при роботі з якими студентові (чи викладачеві) надавалась можливість вибору одного з чотирьох режимів роботи: I – демонстрація досліду, явища, процесу тощо; II – навчання проведенню „дисплейного” експерименту; III – дослідження, у якому моделюється дійсний об'єкт (математична модель) і форма проведення експерименту (імітаційна модель); IV – тестування.

Залежно від рівня підготовленості студентів викладачі рекомендували конкретний педагогічний програмний засіб. Діапазон програмних засобів досить широкий: від тестувальних програм з елементами навчання  до ігрових програм, що вимагають від студента продуктивних дій. Експертна оцінка створеного пакету прикладних програм викладачами вищих навчальних закладів, а також наш досвід роботи зі студентами показали, що програми сприяють організації продуктивної самостійної діяльності студентів та розвитку в них навичок творчої роботи.

 Реалізація другої умови послідовності та поступовості передбачала спочатку ознайомлення, потім інформаційно-пошукову діяльність заповнення бази знань під керівництвом викладача і тільки потім самостійну роботу студентів з навчальною програмою. Важливим моментом реалізації зазначеної умови було представлення студенту зразка виконання завдання. Цей зразок разом із формулюванням завдання з’являвся на екрані дисплея до початку роботи студента. Навчальний матеріал подавався невеликими логічно завершеними блоками: після кожного з них були передбачені контроль і закріплення.

Задля реалізації третьої умови було вироблено сукупність різних форм і методів залежно від дидактичних можливостей комп’ютера, рівня вміння студентів працювати на комп’ютері та рівня майстерності викладачів у використанні комп’ютерних технологій у навчальному процесі. При вивченні змістової навчальної інформації із застосуванням навчальних програм у процесі навчальної діяльності з визначеної дисципліни, використовувалась як групова робота студентів (вони допомагають один одному), так і партнерська (робота виконується парами). Дослідження показало, що така форма сприяє осмисленню, систематизації та закріпленню знань, під час її застосування формуються і комунікативні вміння студентів, і рольова культура соціальних взаємовідносин. На етапі застосування нового матеріалу для виконання завдань викладача при формуванні вмінь та навичок віддавалась перевага роботі в диференційованих групах або індивідуальній формі роботи.

Дослідження довело, що на вибір форм навчальної діяльності впливає зміст навчальної інформації, яка має різну складність та новизну. Складна, нова для студентів інформація на початкових етапах засвоєння вимагала фронтальної роботи і в деяких випадках доповнювалася роботою в диференційованих групах. При вивченні простого навчального матеріалу використовувалась індивідуальна форма роботи або робота в парах у поєднанні з фронтальною. За нашими спостереженнями індивідуалізація навчальної діяльності студентів є однією з основних переваг використання комп’ютера в роботі, що дозволяє звичайну схему – представлення матеріалу, закріплення, контроль – показати як максимально індивідуалізований процес самостійної роботи студентів.

Завданнями заключного етапу формуючого експерименту стали проведення діагностичних зрізів для визначення результативності дидактичних умов та порівняльного аналізу динаміки мотиваційних процесів у контрольних та експериментальних групах.

Використана в роботі методика обробки експериментальних результатів розроблена автором на основі традиційної методики поопераційного і поелементного аналізу  (А.В. Усова), але в систему обробки даних внесені деякі зміни. Зокрема, для проведення роботи було визначено статистичну вагу кожного елемента в сумі елементів знань і умінь, що підлягають засвоєнню. Статистична вага визначала частинку елемента в сумарній оцінці студента за контрольну роботу.

У ході роботи визначались коефіцієнти повноти засвоєння студентами змісту і обсягу тих чи інших елементів теоретичних знань, середнє значення коефіцієнта сформованості вміння розв’язувати задачі та виконувати вправи, середнє значення коефіцієнта повноти відповіді з кожного елемента, середня статистична оцінка групи, та стандартне відхилення від середнього, що характеризує гетерогенність групи.

Детальний аналіз підвищення рівня знань показав тенденцію скорочення кількості невстигаючих в експериментальних групах. При цьому зросла кількість студентів, що встигають на “добре” й “відмінно”. Відзначалося, що використання комп’ю­терних технологій у навчанні подобалося студентам, їхні знання в результаті такої роботи підвищувалися. Також відзначалося підвищення зацікавленості щодо завдань проблемного і творчого характеру, краща орієнтація у матеріалі, що вивчається.

Детальніше з'ясувався недолік, що відзначався раніше – у багатьох студентів була відсутня звичка до інтенсивної розумової праці. Аналіз предметних тестів виявив наявність особливо великих розбіжностей у знаннях, уміннях і навичках студентів, що підтвердило необхідність індивідуалізації навчальної роботи.

У ході дослідження вивчався також вплив комп’ютерних технологій на динаміку мотиваційних процесів студентів. Було доведено, що рівень мотивації в експериментальних групах істотно підвищився, у той час як у контрольних групах рівень мотивації підвищився несуттєво. Наші спостереження дозволяють зробити висновок, що використання комп'ютерних технологій впливає на мотиваційну сферу студентів, стимулюючи їхню навчальну діяльність і підвищуючи пізнавальну активність.

Експериментальні дані переконливо й однозначно підтверджують правильність запропонованої автором гіпотези. Комплексне і систематичне використання комп’ю­терних технологій у викладанні основних дисциплін приводить до помітного зростання всіх основних показників, що характеризують ефективність навчального процесу.