Страница:
До широкого распространения компьютерной техники для контроля использовались разнообразные приспособления и машины. Внедрение компьютеров в вузовскую практику привело к тому, что сейчас сохранились только простейшие приспособления. Все остальные почти полностью вытеснены компьютерными средствами, поскольку последние несравненно более гибки и удобны в работе.
Действие приспособлений для некомпьютерных ТСК основано на сравнении кодов, заранее установленных в приспособлении, с теми кодами, которые вводит учащийся при ответах на контрольные вопросы (или задачи). Результат каждого такого сравнения выдается в двоичной форме: "да - нет", "верно - неверно". Затем по заранее заданному соотношению верных и неверных ответов фиксируется общий итог.
С внедрением в педагогическую практику вычислительной техники возможности ТСК значительно расширились, хотя радикально новых принципов здесь пока не открыто.
Главная проблема любых (в том числе компьютерных) технических средств контроля - невозможность анализа смыслового содержания ответов учащихся на поставленные вопросы, когда ответы вводятся на естественном языке. При этом имеются в виду не уникальные возможности сложных интеллектуальных компьютерных программ, а те, на которые можно реально рассчитывать в условиях вузовской практики и с учетом того, что педагогический контроль одна из массовых и часто выполняемых педагогических процедур.
Наибольшее распространение получил выборочный ответ, или ответ с множественным выбором. Оставляя в стороне вопрос о педагогичности такого контроля (об этом несколько подробнее ниже), отметим следующее:
а) такой способ проверки пригоден и возможен не для любого учебного материала; наиболее удобно его использовать для проверки легко формализуемых знаний;
б) этот способ накладывает существенные ограничения на форму постановки вопроса и, главное, требует создания достаточно продуманной в дидактическом и смысловом отношении группы возможных вариантов ответов; задача эта довольно сложная и весьма трудоемкая;
в) при выдаче ответа на поставленный вопрос учащийся не создает свой вариант, а производит сравнение предложенных вариантов ответов и выбирает из них тот, который ему представляется правильным. Это накладывает свой отпечаток на характер мыслительной деятельности при формировании ответа. Считать такую мыслительную деятельность второсортной нельзя, но чтобы она носила не тривиальный, а, по возможности, творческий характер, необходимо тщательно продумать серию предлагаемых вариантов ответов.
Чтобы установить, когда для контроля целесообразно привлекать ТСК, следует рассмотреть виды контроля, сложившиеся в вузовском педагогическом процессе. Чаще всего различают следующие виды контроля: предварительный, текущий, тематический, рубежный, экзаменационный (итоговый), выпускной. Этот перечень следует дополнить контролем при самообучении (самоконтролем) операцией, без которой усвоение знаний не происходит. В педагогической литературе иногда встречаются и другие классификации видов контроля.
Предварительный контроль необходим для установления исходного уровня знаний, т. е. начального состояния объекта управления. Однако в реальной практике предварительному контролю почти не уделяется внимание. Объясняется это двумя причинами: его трудно организовать в силу дефицита времени и, кроме того, полученные результаты не удается использовать в полной мере в силу группового характера обучения. Поэтому на практике чаще всего априори полагают, что все предусмотренные учебным планом предшествующие дисциплины усвоены учащимся хотя бы в той степени, которая требуется для понимания вновь изучаемого предмета. Конечно, такой контроль иногда можно осуществить с помощью ТСК. Чаще всего это тестовый контроль, при котором все учащиеся отвечают на один и тот же выверенный и тщательно отобранный набор вопросов. В силу ограничений выборочного ответа, а также в связи с тем, что перечень вопросов нельзя считать закрытым, этот контроль трудно назвать глубоким. Также обычно неглубоким является и текущий (или оперативный) контроль.
Текущий контроль используется обычно для проверки готовности к лабораторным работам, семинарским и практическим занятиям. Для этого вида контроля до сих пор применяют простейшие ТСК, поскольку они позволяют быстро производить текущий контроль с необходимой частотой, без больших затрат учебного времени. Обычно в них предусматривается возможность изменения набора тестовых заданий. Простейшие приспособления могут использоваться для тематического или рубежного контроля лишь в исключительных случаях. Для этих целей сейчас применяют только компьютеры, равно как (при достаточном оснащении вуза компьютерной техникой) и для всех других видов контроля.
Компьютерный контроль обладает универсальностью и имеет ряд важных отличительных особенностей. Они определяются той программой, которая создана для этой цели. Главная трудность в создании компьютерных программ контроля состоит в выходе за рамки возможностей традиционного выборочного ответа на вопросы контролирующей программы. Если оставаться в пределах обычных (неинтеллектуальных) компьютерных программ, то при переходе к компьютерному контролю появляются дополнительные возможности организации ввода ответов (кроме выборочного) и, соответственно, расширяются способы постановки контрольных вопросов (заданий). К новым возможностям относятся следующие:
1) постановка вопросов, требующих ответа в числовой форме с удержанием в ответе нужного числа знаков;
2) применение вопросов, требующих наличия в ответе определенных ключевых слов (или маски, шаблона слов), по наличию которых устанавливается факт верного ответа;
3) применение вопросов, требующих ввода последовательности ключевых слов в определенном или произвольном порядке в заданных или произвольных грамматических формах;
4) применение вопросов, требующих ввода математических формул, записанных в любой корректной форме;
5) применение ответов, требующих проверки правильности выполнения тождественных математических преобразований;
6) использование текстовых ответов, требующих проверки истинности или ложности логических формул, в которые входят заранее определенные содержащиеся в ответе термины в нужных логических связках;
7) применение вопросов, требующих ввода ответа, составленного путем выбора отдельных структурных частей (из заданных наборов элементов), составляющих полный ответ.
Имеющийся опыт показывает, что перечисленные возможности не очень значительно расширяют дидактическую ценность контролирующих программ, вследствие чего для сохранения простоты чаще всего в компьютерных программах используется ответ выборочного типа.
Основные достоинства компьютерных программ состоят в их гибкости, простоте изменений контролирующей программы, богатом арсенале новых сервисных возможностей, делающих работу с такими программами удобной на практике. Перечислим основные из этих возможностей:
1) простота заполнения базы контрольных заданий и внесения изменений в эту базу; при необходимости каждому заданию легко присвоить определенную меру трудности, которую можно автоматически использовать при выставлении отметки за ответ;
2) свобода в создании наборов проверочных заданий с различным числом вопросов в каждом наборе, а также возможность автоматизации создания тематических наборов случайных вопросов с заранее заданной средней трудностью или набора заданий с ограничениями по минимальному и максимальному уровню трудности;
3) выбор способа предъявления заданий студенту, когда задания выдаются в порядке, ранжированном по трудности, а также с чередуемой трудностью в определенном или случайном порядке;
4) выбор способа и порядка предъявления заданий: по одному, группами, всего перечня сразу (целостного задания) с определенным или случайным расположением в наборе;
5) выбор способа сообщения результатов проверки студенту: после каждого вопроса (успех/неуспех), после выполнения всего задания, с выводом текущего среднего балла, выводом окончательной оценки или результата после завершения ответов;
6) возможность ввода ограничений по времени предъявления заданий и времени, отводимого на ввод ответов;
7) разнообразие выводимых на экран компьютера реплик-реакций (в том числе в виде анимизированных значков), зависящих от правильности каждого из введенных ответов;
8) возможность запроса студентом помощи для создания ответа с дифференцированным учетом штрафных баллов за каждую подсказку;
9) полная автоматизация учета ответов с заданием способа статистической обработки результатов по отдельному студенту и группе в целом; ранжирование результатов по ответам группы;
10) обеспечение возможности автоматического анализа качества упражнений, в частности отбраковки чрезмерно простых или излишне сложных по задаваемым преподавателем критериям, а также проверка правильности априорно назначенной трудности вопроса;
11) представление (вывод) нужных для преподавателя данных отчетности в наглядной графической форме с заданием (выбором) вида итоговых диаграмм.
Создание компьютерных контролирующих программ в виде программных оболочек с перечисленными и другими возможными видами сервиса - вполне решаемая задача, причем деятельность преподавателя с одной и той же компьютерной оболочкой может быть как очень простой, не требующей сколько-нибудь сложных компьютерных знаний, так и усложненной при создании ответственных контролирующих программ проверки. Универсальность программ, в частности, достигается тем, что преподаватель может сам выбирать (задавать) степень используемых возможностей.
Ценными качествами программ подобного типа являются доступность постоянного совершенствования конкретной базы заданий, простота установки порядка предъявления заданий студенту, а также удобство и многообразие выбираемых преподавателем форм отчетности. Результаты работы со многими группами студентов по данной дисциплине могут явиться основанием для создания предметно-ориентированных нормативных тестов.
Несмотря на столь большие возможности, в высшей школе едва ли можно считать оправданным распространение компьютерного контроля на такие ответственные виды контроля, как итоговый, выпускной, а также нормативный экзаменационный контроль (например, при поступлении в вуз). Эти виды контроля не следует доверять даже интеллектуальным контролирующим программам, которые способны адаптироваться к индивидуальным особенностям познавательной деятельности студента (адаптация по темпу, последовательности, времени предъявления, трудности и другим характеристикам предлагаемых вопросов, расширение возможных способов ввода ответов и др.). Они могут использоваться как вспомогательные, например для предварительного отбора.
Часто применяют создаваемые умеющими программировать пользователями простые тематические компьютерные контролирующие программы, допускающие изменение содержания вопросов. Достоинством таких программ является то, что они отвечают индивидуальным потребностям преподавателя. Однако, как правило, они не использует большинства из перечисленных возможностей, и их желательно заменять более совершенными.
Контрольные вопросы и задания
1. Какие функции'выполняет педагогический контроль в обучении? Какие из них, по вашему мнению, можно реализовать при контроле с помощью ТСК?
2. Какие преимущества и недостатки имеют технические средства контроля по сравнению с устным или письменным опросом?
3. В чем состоят трудности создания системы технического контроля, основанного на содержательном анализе ответов учащихся, выдаваемых на естественном языке?
4. Какие недостатки имеет контроль, основанный на вынужденном выборе ответа?
5. Перечислите виды педагогического контроля и укажите, для каких из них допустимо и целесообразно использование технических средств контроля (ТСК).
6. Укажите главные преимущества и недостатки компьютерного контроля.
7. Согласны ли вы с утверждением, что экзаменационный (выпускной) контроль по вашей дисциплине нецелесообразно проводить с помощью даже весьма совершенной компьютерной программы?
5.5.4. Технические средства управления обучением (ТСУО)
С помощью ТСУО реализуется весь замкнутый цикл обучения. Из всех возможных способов организации таких систем в настоящее время актуальными являются лишь системы, действующие на базе компьютеров. Исключение составляют лингафонные кабинеты, когда весь цикл обучения реализуется под руководством преподавателя с привлечением разнообразной аудиотехники (обычно без компьютеров).
Компьютерная техника, а именно персональные компьютеры и их сети, широко используется в различных видах учебной деятельности в вузах: для организации компьютерных учебных баз данных с целью обеспечения курсового и дипломного проектирования; для проведения и оптимизации расчетов при выполнении разнообразных учебных заданий и учебного конструирования; для проведения студенческих научных исследований и автоматизации лабораторного практикума; при чтении лекций и проведении семинаров; для самостоятельной поисково-информационной работы студентов в локальных информационных сетях и Интернете и т.д.
Те виды учебной деятельности, где компьютер выполняет не вспомогательные, а базовые функции, объединяют общим понятием компьютерная технология обучения (КТО). Здесь под термином "технология" понимается искусство применения компьютеров для совершенствования учебного процесса. Используемые при этом компьютеры вместе с программами составляют учебные компьютерные средства.
Имеется также группа вспомогательных компьютерных средств, которые применяются в учебной вузовской практике; их также относят к КТО.
Из многих направлений использования КТО выделим те, в которых реализуется замкнутый цикл обучения и которые предназначены для самостоятельной работы студентов с компьютером. Программное обеспечение, с помощью которого реализуется данный подход, может быть оформлено в виде компьютерных учебников; готовых к использованию учебных курсов (или их фрагментов); компьютерных моделей (работая с которыми студент осваивает учебный материал и овладевает приемами самостоятельного проведения исследований); контролирующих программ; наборов специальных компьютерных упражнений и задач, предназначенных для самоконтроля, и т.д. Обычно готовые дидактические средства создаются коллективами специалистов, куда входят не только опытные преподаватели-предметники, но и квалифицированные программисты, психологи, компьютерные художники и дизайнеры и т.д.
Такие программы чаще всего записывают на компакт-диски. Они полностью готовы к применению и не допускают постороннего вмешательства. Преподаватель имеет некоторую свободу выбора параметров, отбора задач, примеров, типов моделей и т.п. Имеется группа инструментальных средств, выполняемых чаще всего в виде программных оболочек, где пользователю предоставляются некоторые средства, упрощающие и облегчающие создание собственных программ разнообразного дидактического назначения.
Учебные компьютерные средства, автоматизирующие учебную деятельность учащегося и обеспечивающие реализацию замкнутого цикла управления обучением, называют обучающими. Хотя сам термин спорен (программы и компьютер не обучают, а лишь используются для обучения), он широко вошел в практику и продолжает применяться.
Обучающие программы предназначены главным образом для самостоятельной работы студентов, и работа с ними происходит обычно вне учебной аудитории, без постоянного участия преподавателя.
В настоящее время создано и имеется на рынке много предметно-ориентированных программ, в которых содержится подлежащий изучению учебный материал и имитируются некоторые учебные действия преподавателя по обеспечению усвоения этого материала учеником. Их также обычно именуют обучающими. Коммерческие программные продукты обычно оформляют в виде компакт-дисков и ориентируют на самостоятельную работу. Содержащиеся в них учебные материалы обычно широко используют гипертекстовые ссылки. Выпускающие компакт-диски фирмы стремятся хорошо иллюстрировать тексты картинками; иногда программы выполняют в мультимедийном варианте, с использованием видео и звука. Чаще всего диски создаются для дисциплин, востребуемых широким кругом учащихся (программы по физике, химии, биологии, языкам и т.п.). Процесс обучения строится обычно так: студенту предлагается прочесть учебный материал, затем задаются некоторые контрольные вопросы, и в зависимости от полученных ответов программа рекомендует произвести те или иные учебные операции.
Дидактическая часть таких программ чаще всего развита недостаточно, и весь процесс управления очень упрощен. Поскольку такая программа выполнена в виде компакт-диска, в ней ничего изменить нельзя, она жестко задана. Но и в случае другого выполнения вмешательство преподавателя, который стремится адаптировать такую программу к своим потребностям, обычно очень ограниченно, а чаще всего также исключено. Считается, что, поскольку программа выполнена группой профессионалов (преподавателей-предметников, педагогов, психологов, дизайнеров, художников и т.д.) и защищена авторскими правами, вмешательство в нее не допускается.
Значительно большим дидактическим потенциалом обладают две группы средств, в которых реализуется замкнутый цикл обучения. Это моделирующие программы и автоматизированные системы обучения.
1. Моделирующие программы упоминались выше. Они используются не только при чтении лекций для иллюстраций учебного материала, но для самостоятельной работы, а также в других видах учебной деятельности, например при выполнении лабораторных работ, при аудиторном изучении отдельных тем под руководством преподавателя. Большой дидактический потенциал таких программ и разнообразие процессов и явлений, которые могут изучаться с их помощью, делает моделирующие программы незаменимыми при изучении специальных дисциплин. Их основное достоинство состоит в том, что работа с такими программами предусматривает проведение студентом некоторого исследования. Благодаря этому у студентов формируется исследовательский подход к изучению явлений или процессов, что необходимо для будущей профессиональной деятельности специалиста. Сами модели могут как иметь жестко заданную структуру, так и допускать "сборку" самим студентом в соответствии с поставленной учебной задачей. В силу большой специфичности компьютерных моделей, связанной с их предметным содержанием, более подробное рассмотрение здесь затруднительно.
2. Автоматизированные системы обучения (АСО) представляют собой некоторый класс обучающих программ, характерным признаком которого является исполнение в виде программной оболочки, специально приспособленной для того, чтобы преподаватель, не являющийся специалистом в области программирования и компьютерной техники, мог самостоятельно заполнить оболочку нужным учебным материалом или отредактировать (преобразовать, изменить) по своему усмотрению уже имеющийся в оболочке учебный курс. Преимущество таких программных оболочек состоит в том, что они позволяют преподавателю создавать учебные программы, наиболее полно отвечающие его индивидуальным интересам и предпочтениям.
Работа с оболочками делает преподавателя подлинным автором учебного материала и невольно втягивает его в работу с компыотерными средствами, позволяя наиболее полно выразить себя в предметном, методическом, дидактическом, а иногда и научном плане. Это особенно важно на начальном этапе использования средств компьютерной технологии обучения (КТО) с точки зрения создания мотивации и привития вкуса к авторской работе с компьютером.
АСО [1] можно определить как реализованный на базе компьютера комплекс средств аппаратного, лингвистического, учебно-методического и программного обеспечения для реализации диалогового учебного взаимодействия с компьютером. Это определение является очень широким; ему отвечают многочисленные формы применения компьютера в учебных целях, включая учебное моделирование и работу с учебными базами данных. Удобнее АСО определить как оболочку, в которой имитируется взаимодействие преподавателя и учащегося при управлении познавательной деятельностью: реализуются функции наставничества, производится выдача заранее дозированных объемов учебного материала, контроль за его усвоением, организация помощи учащимся в процессе учебной работы в виде выдачи корректирующих указаний.
Компьютеры в АСО выполняют базовые функции, поскольку определяют порядок выдачи информационного учебного материала, контрольных заданий, приема ответов учащихся, анализ (обработку) этих ответов. Они же определяют ход дальнейших действий учащихся, ведут учет и статистику учебной деятельности как каждого учащегося, так и учебной группы в целом. В некоторых системах с помощью компьютера по ходу обучения решаются задачи диагностики учебной деятельности и психодиагностики в целях совершенствования самого процесса обучения.
Аппаратное обеспечение АСО может быть разнообразным, но в обязательном порядке используются персональные компьютеры общего назначения. При реализации процесса обучения они могут применяться как автономно, так и в составе локальных сетей с ведущим компьютером (сервером), снабженным хорошим периферийным оборудованием (принтер, сканер, модем и т.п.). В сети обеспечивается диалоговое взаимодействие учащихся с программой, причем преподаватель или инструктор осуществляет общее руководство занятиями, работая на ведущем компьютере; в других случаях он только включает его и ведет общее наблюдение за ходом занятий. Стоимость обучения в системах с локальной сетью меньше, чем при использовании автономных персональных компьютеров. Однако в последнем случае у пользователя больше удобств при обучении, имеется свобода действий с компьютером.
1 Термин АСО (или АОС - автоматизированные обучающие системы) используется только в отечественной литературе. Но и здесь он постепенно выходит из употребления, поскольку автоматизация обучения обеспечивается с помощью не только программных оболочек, но и многих других.инструментальных компьютерных средств дидактического назначения.
В недавнем прошлом АСО базировались на больших вычислительных машинах, с расположенными в специализированных аудиториях дисплейными (периферийными) установками - компьютерными дисплейными классами. Было создано много сложных по структуре, организации и программному обеспечению АСО, из которых упомянем две: мощную американскую систему PLATO IV и большую, хорошо оснащенную в программном отношении отечественную систему АОС ВУЗ. Широкого практического применения системы не получили, поскольку были дороги, громоздки, нуждались в специальном оснащении аудиторий, оказались неудобными в эксплуатации. Для отечественной системы сразу обнаружился дефицит компьютерных учебных курсов. Их создание требовало от авторов большой затраты времени, изучения специального языка авторских курсов; созданные курсы были сложны в отладке и т.д. После появления персональных компьютеров век применения для АСО больших ЭВМ закончился, и АСО претерпели не только смену аппаратного обеспечения, но сильно изменились по существу.
При организации обучения с помощью АСО персональный компьютер вне времени обучения продолжает оставаться средством широкого пользования, готовым к решению различных задач (научных, учебных, организационных и др.). С увеличением числа домашних и вузовских компьютеров значение АСО возрастает, поскольку у студентов появляются широкие возможности использовать АСО в самостоятельной работе вне учебных аудиторий. В последние годы наметилась тенденция перехода к интеллектуальным АСО, чаще всего выполняемым в виде экспертных систем. Далее рассматриваются обычные системы и только отмечаются отличительные признаки интеллектуальных систем.
Пользователями обычных АСО являются учащиеся (студенты), преподаватели и разработчики (авторы) компьютерных учебных курсов (КУК). Соответственно, АСО имеет две основные подпрограммы, которые внутренне связаны между собой: "Автор" (Учитель) и "Студент" (Ученик). Преподаватель имеет свободный доступ к подпрограмме "Автор" АСО и может как создавать новый КУК, так и оперативно вносить необходимые дополнения и изменения в уже существующие автоматизированные учебные материалы. Подпрограмма "Студент" выдается студенту в виде отдельного файла, и он использует ее для обучения. Никаких изменений в программу студент вносить не может. Помимо этого АСО имеет ряд подпрограмм сервисного плана, например поиска и устранения ошибок ввода КУК.
Действие приспособлений для некомпьютерных ТСК основано на сравнении кодов, заранее установленных в приспособлении, с теми кодами, которые вводит учащийся при ответах на контрольные вопросы (или задачи). Результат каждого такого сравнения выдается в двоичной форме: "да - нет", "верно - неверно". Затем по заранее заданному соотношению верных и неверных ответов фиксируется общий итог.
С внедрением в педагогическую практику вычислительной техники возможности ТСК значительно расширились, хотя радикально новых принципов здесь пока не открыто.
Главная проблема любых (в том числе компьютерных) технических средств контроля - невозможность анализа смыслового содержания ответов учащихся на поставленные вопросы, когда ответы вводятся на естественном языке. При этом имеются в виду не уникальные возможности сложных интеллектуальных компьютерных программ, а те, на которые можно реально рассчитывать в условиях вузовской практики и с учетом того, что педагогический контроль одна из массовых и часто выполняемых педагогических процедур.
Наибольшее распространение получил выборочный ответ, или ответ с множественным выбором. Оставляя в стороне вопрос о педагогичности такого контроля (об этом несколько подробнее ниже), отметим следующее:
а) такой способ проверки пригоден и возможен не для любого учебного материала; наиболее удобно его использовать для проверки легко формализуемых знаний;
б) этот способ накладывает существенные ограничения на форму постановки вопроса и, главное, требует создания достаточно продуманной в дидактическом и смысловом отношении группы возможных вариантов ответов; задача эта довольно сложная и весьма трудоемкая;
в) при выдаче ответа на поставленный вопрос учащийся не создает свой вариант, а производит сравнение предложенных вариантов ответов и выбирает из них тот, который ему представляется правильным. Это накладывает свой отпечаток на характер мыслительной деятельности при формировании ответа. Считать такую мыслительную деятельность второсортной нельзя, но чтобы она носила не тривиальный, а, по возможности, творческий характер, необходимо тщательно продумать серию предлагаемых вариантов ответов.
Чтобы установить, когда для контроля целесообразно привлекать ТСК, следует рассмотреть виды контроля, сложившиеся в вузовском педагогическом процессе. Чаще всего различают следующие виды контроля: предварительный, текущий, тематический, рубежный, экзаменационный (итоговый), выпускной. Этот перечень следует дополнить контролем при самообучении (самоконтролем) операцией, без которой усвоение знаний не происходит. В педагогической литературе иногда встречаются и другие классификации видов контроля.
Предварительный контроль необходим для установления исходного уровня знаний, т. е. начального состояния объекта управления. Однако в реальной практике предварительному контролю почти не уделяется внимание. Объясняется это двумя причинами: его трудно организовать в силу дефицита времени и, кроме того, полученные результаты не удается использовать в полной мере в силу группового характера обучения. Поэтому на практике чаще всего априори полагают, что все предусмотренные учебным планом предшествующие дисциплины усвоены учащимся хотя бы в той степени, которая требуется для понимания вновь изучаемого предмета. Конечно, такой контроль иногда можно осуществить с помощью ТСК. Чаще всего это тестовый контроль, при котором все учащиеся отвечают на один и тот же выверенный и тщательно отобранный набор вопросов. В силу ограничений выборочного ответа, а также в связи с тем, что перечень вопросов нельзя считать закрытым, этот контроль трудно назвать глубоким. Также обычно неглубоким является и текущий (или оперативный) контроль.
Текущий контроль используется обычно для проверки готовности к лабораторным работам, семинарским и практическим занятиям. Для этого вида контроля до сих пор применяют простейшие ТСК, поскольку они позволяют быстро производить текущий контроль с необходимой частотой, без больших затрат учебного времени. Обычно в них предусматривается возможность изменения набора тестовых заданий. Простейшие приспособления могут использоваться для тематического или рубежного контроля лишь в исключительных случаях. Для этих целей сейчас применяют только компьютеры, равно как (при достаточном оснащении вуза компьютерной техникой) и для всех других видов контроля.
Компьютерный контроль обладает универсальностью и имеет ряд важных отличительных особенностей. Они определяются той программой, которая создана для этой цели. Главная трудность в создании компьютерных программ контроля состоит в выходе за рамки возможностей традиционного выборочного ответа на вопросы контролирующей программы. Если оставаться в пределах обычных (неинтеллектуальных) компьютерных программ, то при переходе к компьютерному контролю появляются дополнительные возможности организации ввода ответов (кроме выборочного) и, соответственно, расширяются способы постановки контрольных вопросов (заданий). К новым возможностям относятся следующие:
1) постановка вопросов, требующих ответа в числовой форме с удержанием в ответе нужного числа знаков;
2) применение вопросов, требующих наличия в ответе определенных ключевых слов (или маски, шаблона слов), по наличию которых устанавливается факт верного ответа;
3) применение вопросов, требующих ввода последовательности ключевых слов в определенном или произвольном порядке в заданных или произвольных грамматических формах;
4) применение вопросов, требующих ввода математических формул, записанных в любой корректной форме;
5) применение ответов, требующих проверки правильности выполнения тождественных математических преобразований;
6) использование текстовых ответов, требующих проверки истинности или ложности логических формул, в которые входят заранее определенные содержащиеся в ответе термины в нужных логических связках;
7) применение вопросов, требующих ввода ответа, составленного путем выбора отдельных структурных частей (из заданных наборов элементов), составляющих полный ответ.
Имеющийся опыт показывает, что перечисленные возможности не очень значительно расширяют дидактическую ценность контролирующих программ, вследствие чего для сохранения простоты чаще всего в компьютерных программах используется ответ выборочного типа.
Основные достоинства компьютерных программ состоят в их гибкости, простоте изменений контролирующей программы, богатом арсенале новых сервисных возможностей, делающих работу с такими программами удобной на практике. Перечислим основные из этих возможностей:
1) простота заполнения базы контрольных заданий и внесения изменений в эту базу; при необходимости каждому заданию легко присвоить определенную меру трудности, которую можно автоматически использовать при выставлении отметки за ответ;
2) свобода в создании наборов проверочных заданий с различным числом вопросов в каждом наборе, а также возможность автоматизации создания тематических наборов случайных вопросов с заранее заданной средней трудностью или набора заданий с ограничениями по минимальному и максимальному уровню трудности;
3) выбор способа предъявления заданий студенту, когда задания выдаются в порядке, ранжированном по трудности, а также с чередуемой трудностью в определенном или случайном порядке;
4) выбор способа и порядка предъявления заданий: по одному, группами, всего перечня сразу (целостного задания) с определенным или случайным расположением в наборе;
5) выбор способа сообщения результатов проверки студенту: после каждого вопроса (успех/неуспех), после выполнения всего задания, с выводом текущего среднего балла, выводом окончательной оценки или результата после завершения ответов;
6) возможность ввода ограничений по времени предъявления заданий и времени, отводимого на ввод ответов;
7) разнообразие выводимых на экран компьютера реплик-реакций (в том числе в виде анимизированных значков), зависящих от правильности каждого из введенных ответов;
8) возможность запроса студентом помощи для создания ответа с дифференцированным учетом штрафных баллов за каждую подсказку;
9) полная автоматизация учета ответов с заданием способа статистической обработки результатов по отдельному студенту и группе в целом; ранжирование результатов по ответам группы;
10) обеспечение возможности автоматического анализа качества упражнений, в частности отбраковки чрезмерно простых или излишне сложных по задаваемым преподавателем критериям, а также проверка правильности априорно назначенной трудности вопроса;
11) представление (вывод) нужных для преподавателя данных отчетности в наглядной графической форме с заданием (выбором) вида итоговых диаграмм.
Создание компьютерных контролирующих программ в виде программных оболочек с перечисленными и другими возможными видами сервиса - вполне решаемая задача, причем деятельность преподавателя с одной и той же компьютерной оболочкой может быть как очень простой, не требующей сколько-нибудь сложных компьютерных знаний, так и усложненной при создании ответственных контролирующих программ проверки. Универсальность программ, в частности, достигается тем, что преподаватель может сам выбирать (задавать) степень используемых возможностей.
Ценными качествами программ подобного типа являются доступность постоянного совершенствования конкретной базы заданий, простота установки порядка предъявления заданий студенту, а также удобство и многообразие выбираемых преподавателем форм отчетности. Результаты работы со многими группами студентов по данной дисциплине могут явиться основанием для создания предметно-ориентированных нормативных тестов.
Несмотря на столь большие возможности, в высшей школе едва ли можно считать оправданным распространение компьютерного контроля на такие ответственные виды контроля, как итоговый, выпускной, а также нормативный экзаменационный контроль (например, при поступлении в вуз). Эти виды контроля не следует доверять даже интеллектуальным контролирующим программам, которые способны адаптироваться к индивидуальным особенностям познавательной деятельности студента (адаптация по темпу, последовательности, времени предъявления, трудности и другим характеристикам предлагаемых вопросов, расширение возможных способов ввода ответов и др.). Они могут использоваться как вспомогательные, например для предварительного отбора.
Часто применяют создаваемые умеющими программировать пользователями простые тематические компьютерные контролирующие программы, допускающие изменение содержания вопросов. Достоинством таких программ является то, что они отвечают индивидуальным потребностям преподавателя. Однако, как правило, они не использует большинства из перечисленных возможностей, и их желательно заменять более совершенными.
Контрольные вопросы и задания
1. Какие функции'выполняет педагогический контроль в обучении? Какие из них, по вашему мнению, можно реализовать при контроле с помощью ТСК?
2. Какие преимущества и недостатки имеют технические средства контроля по сравнению с устным или письменным опросом?
3. В чем состоят трудности создания системы технического контроля, основанного на содержательном анализе ответов учащихся, выдаваемых на естественном языке?
4. Какие недостатки имеет контроль, основанный на вынужденном выборе ответа?
5. Перечислите виды педагогического контроля и укажите, для каких из них допустимо и целесообразно использование технических средств контроля (ТСК).
6. Укажите главные преимущества и недостатки компьютерного контроля.
7. Согласны ли вы с утверждением, что экзаменационный (выпускной) контроль по вашей дисциплине нецелесообразно проводить с помощью даже весьма совершенной компьютерной программы?
5.5.4. Технические средства управления обучением (ТСУО)
С помощью ТСУО реализуется весь замкнутый цикл обучения. Из всех возможных способов организации таких систем в настоящее время актуальными являются лишь системы, действующие на базе компьютеров. Исключение составляют лингафонные кабинеты, когда весь цикл обучения реализуется под руководством преподавателя с привлечением разнообразной аудиотехники (обычно без компьютеров).
Компьютерная техника, а именно персональные компьютеры и их сети, широко используется в различных видах учебной деятельности в вузах: для организации компьютерных учебных баз данных с целью обеспечения курсового и дипломного проектирования; для проведения и оптимизации расчетов при выполнении разнообразных учебных заданий и учебного конструирования; для проведения студенческих научных исследований и автоматизации лабораторного практикума; при чтении лекций и проведении семинаров; для самостоятельной поисково-информационной работы студентов в локальных информационных сетях и Интернете и т.д.
Те виды учебной деятельности, где компьютер выполняет не вспомогательные, а базовые функции, объединяют общим понятием компьютерная технология обучения (КТО). Здесь под термином "технология" понимается искусство применения компьютеров для совершенствования учебного процесса. Используемые при этом компьютеры вместе с программами составляют учебные компьютерные средства.
Имеется также группа вспомогательных компьютерных средств, которые применяются в учебной вузовской практике; их также относят к КТО.
Из многих направлений использования КТО выделим те, в которых реализуется замкнутый цикл обучения и которые предназначены для самостоятельной работы студентов с компьютером. Программное обеспечение, с помощью которого реализуется данный подход, может быть оформлено в виде компьютерных учебников; готовых к использованию учебных курсов (или их фрагментов); компьютерных моделей (работая с которыми студент осваивает учебный материал и овладевает приемами самостоятельного проведения исследований); контролирующих программ; наборов специальных компьютерных упражнений и задач, предназначенных для самоконтроля, и т.д. Обычно готовые дидактические средства создаются коллективами специалистов, куда входят не только опытные преподаватели-предметники, но и квалифицированные программисты, психологи, компьютерные художники и дизайнеры и т.д.
Такие программы чаще всего записывают на компакт-диски. Они полностью готовы к применению и не допускают постороннего вмешательства. Преподаватель имеет некоторую свободу выбора параметров, отбора задач, примеров, типов моделей и т.п. Имеется группа инструментальных средств, выполняемых чаще всего в виде программных оболочек, где пользователю предоставляются некоторые средства, упрощающие и облегчающие создание собственных программ разнообразного дидактического назначения.
Учебные компьютерные средства, автоматизирующие учебную деятельность учащегося и обеспечивающие реализацию замкнутого цикла управления обучением, называют обучающими. Хотя сам термин спорен (программы и компьютер не обучают, а лишь используются для обучения), он широко вошел в практику и продолжает применяться.
Обучающие программы предназначены главным образом для самостоятельной работы студентов, и работа с ними происходит обычно вне учебной аудитории, без постоянного участия преподавателя.
В настоящее время создано и имеется на рынке много предметно-ориентированных программ, в которых содержится подлежащий изучению учебный материал и имитируются некоторые учебные действия преподавателя по обеспечению усвоения этого материала учеником. Их также обычно именуют обучающими. Коммерческие программные продукты обычно оформляют в виде компакт-дисков и ориентируют на самостоятельную работу. Содержащиеся в них учебные материалы обычно широко используют гипертекстовые ссылки. Выпускающие компакт-диски фирмы стремятся хорошо иллюстрировать тексты картинками; иногда программы выполняют в мультимедийном варианте, с использованием видео и звука. Чаще всего диски создаются для дисциплин, востребуемых широким кругом учащихся (программы по физике, химии, биологии, языкам и т.п.). Процесс обучения строится обычно так: студенту предлагается прочесть учебный материал, затем задаются некоторые контрольные вопросы, и в зависимости от полученных ответов программа рекомендует произвести те или иные учебные операции.
Дидактическая часть таких программ чаще всего развита недостаточно, и весь процесс управления очень упрощен. Поскольку такая программа выполнена в виде компакт-диска, в ней ничего изменить нельзя, она жестко задана. Но и в случае другого выполнения вмешательство преподавателя, который стремится адаптировать такую программу к своим потребностям, обычно очень ограниченно, а чаще всего также исключено. Считается, что, поскольку программа выполнена группой профессионалов (преподавателей-предметников, педагогов, психологов, дизайнеров, художников и т.д.) и защищена авторскими правами, вмешательство в нее не допускается.
Значительно большим дидактическим потенциалом обладают две группы средств, в которых реализуется замкнутый цикл обучения. Это моделирующие программы и автоматизированные системы обучения.
1. Моделирующие программы упоминались выше. Они используются не только при чтении лекций для иллюстраций учебного материала, но для самостоятельной работы, а также в других видах учебной деятельности, например при выполнении лабораторных работ, при аудиторном изучении отдельных тем под руководством преподавателя. Большой дидактический потенциал таких программ и разнообразие процессов и явлений, которые могут изучаться с их помощью, делает моделирующие программы незаменимыми при изучении специальных дисциплин. Их основное достоинство состоит в том, что работа с такими программами предусматривает проведение студентом некоторого исследования. Благодаря этому у студентов формируется исследовательский подход к изучению явлений или процессов, что необходимо для будущей профессиональной деятельности специалиста. Сами модели могут как иметь жестко заданную структуру, так и допускать "сборку" самим студентом в соответствии с поставленной учебной задачей. В силу большой специфичности компьютерных моделей, связанной с их предметным содержанием, более подробное рассмотрение здесь затруднительно.
2. Автоматизированные системы обучения (АСО) представляют собой некоторый класс обучающих программ, характерным признаком которого является исполнение в виде программной оболочки, специально приспособленной для того, чтобы преподаватель, не являющийся специалистом в области программирования и компьютерной техники, мог самостоятельно заполнить оболочку нужным учебным материалом или отредактировать (преобразовать, изменить) по своему усмотрению уже имеющийся в оболочке учебный курс. Преимущество таких программных оболочек состоит в том, что они позволяют преподавателю создавать учебные программы, наиболее полно отвечающие его индивидуальным интересам и предпочтениям.
Работа с оболочками делает преподавателя подлинным автором учебного материала и невольно втягивает его в работу с компыотерными средствами, позволяя наиболее полно выразить себя в предметном, методическом, дидактическом, а иногда и научном плане. Это особенно важно на начальном этапе использования средств компьютерной технологии обучения (КТО) с точки зрения создания мотивации и привития вкуса к авторской работе с компьютером.
АСО [1] можно определить как реализованный на базе компьютера комплекс средств аппаратного, лингвистического, учебно-методического и программного обеспечения для реализации диалогового учебного взаимодействия с компьютером. Это определение является очень широким; ему отвечают многочисленные формы применения компьютера в учебных целях, включая учебное моделирование и работу с учебными базами данных. Удобнее АСО определить как оболочку, в которой имитируется взаимодействие преподавателя и учащегося при управлении познавательной деятельностью: реализуются функции наставничества, производится выдача заранее дозированных объемов учебного материала, контроль за его усвоением, организация помощи учащимся в процессе учебной работы в виде выдачи корректирующих указаний.
Компьютеры в АСО выполняют базовые функции, поскольку определяют порядок выдачи информационного учебного материала, контрольных заданий, приема ответов учащихся, анализ (обработку) этих ответов. Они же определяют ход дальнейших действий учащихся, ведут учет и статистику учебной деятельности как каждого учащегося, так и учебной группы в целом. В некоторых системах с помощью компьютера по ходу обучения решаются задачи диагностики учебной деятельности и психодиагностики в целях совершенствования самого процесса обучения.
Аппаратное обеспечение АСО может быть разнообразным, но в обязательном порядке используются персональные компьютеры общего назначения. При реализации процесса обучения они могут применяться как автономно, так и в составе локальных сетей с ведущим компьютером (сервером), снабженным хорошим периферийным оборудованием (принтер, сканер, модем и т.п.). В сети обеспечивается диалоговое взаимодействие учащихся с программой, причем преподаватель или инструктор осуществляет общее руководство занятиями, работая на ведущем компьютере; в других случаях он только включает его и ведет общее наблюдение за ходом занятий. Стоимость обучения в системах с локальной сетью меньше, чем при использовании автономных персональных компьютеров. Однако в последнем случае у пользователя больше удобств при обучении, имеется свобода действий с компьютером.
1 Термин АСО (или АОС - автоматизированные обучающие системы) используется только в отечественной литературе. Но и здесь он постепенно выходит из употребления, поскольку автоматизация обучения обеспечивается с помощью не только программных оболочек, но и многих других.инструментальных компьютерных средств дидактического назначения.
В недавнем прошлом АСО базировались на больших вычислительных машинах, с расположенными в специализированных аудиториях дисплейными (периферийными) установками - компьютерными дисплейными классами. Было создано много сложных по структуре, организации и программному обеспечению АСО, из которых упомянем две: мощную американскую систему PLATO IV и большую, хорошо оснащенную в программном отношении отечественную систему АОС ВУЗ. Широкого практического применения системы не получили, поскольку были дороги, громоздки, нуждались в специальном оснащении аудиторий, оказались неудобными в эксплуатации. Для отечественной системы сразу обнаружился дефицит компьютерных учебных курсов. Их создание требовало от авторов большой затраты времени, изучения специального языка авторских курсов; созданные курсы были сложны в отладке и т.д. После появления персональных компьютеров век применения для АСО больших ЭВМ закончился, и АСО претерпели не только смену аппаратного обеспечения, но сильно изменились по существу.
При организации обучения с помощью АСО персональный компьютер вне времени обучения продолжает оставаться средством широкого пользования, готовым к решению различных задач (научных, учебных, организационных и др.). С увеличением числа домашних и вузовских компьютеров значение АСО возрастает, поскольку у студентов появляются широкие возможности использовать АСО в самостоятельной работе вне учебных аудиторий. В последние годы наметилась тенденция перехода к интеллектуальным АСО, чаще всего выполняемым в виде экспертных систем. Далее рассматриваются обычные системы и только отмечаются отличительные признаки интеллектуальных систем.
Пользователями обычных АСО являются учащиеся (студенты), преподаватели и разработчики (авторы) компьютерных учебных курсов (КУК). Соответственно, АСО имеет две основные подпрограммы, которые внутренне связаны между собой: "Автор" (Учитель) и "Студент" (Ученик). Преподаватель имеет свободный доступ к подпрограмме "Автор" АСО и может как создавать новый КУК, так и оперативно вносить необходимые дополнения и изменения в уже существующие автоматизированные учебные материалы. Подпрограмма "Студент" выдается студенту в виде отдельного файла, и он использует ее для обучения. Никаких изменений в программу студент вносить не может. Помимо этого АСО имеет ряд подпрограмм сервисного плана, например поиска и устранения ошибок ввода КУК.