Вимоги до комп'ютерних навчальних програм

Успішне вирішення багатоаспектних проблем інформатизації навчального процесу можливе лише за дотримання психолого-педагогічних умов, які визначають результуючу ефективність навчально-пізнавальної діяльності. Актуальність психолого-педагогічної проблематики обумовлена передусім тим, що вона охоплює практично всі питання, пов’язані з використанням комп’ютерної техніки у навчальному процесі, починаючи з психолого-педагогічного обґрунтування, використання комп’ютерної техніки, безпосередньо, як засобу навчання, з’ясування психологічних особливостей використання комп’ютера студентами і учнями різних вікових груп, розробки комп’ютерно-орієнтованих методичних систем навчання різних навчальних предметів, і закінчуючи таким практично важливим питанням, як подолання психологічного бар'єру, що виникає у багатьох потенціальних користувачів (вчителів, керівників навчальних закладів, педагогів-дослідників) стосовно самої ідеї інформатизації всього навчального процесу і пов’язаною з цим необхідністю докласти певні зусилля для оволодіння новими методами і засобами навчальної діяльності.

До числа найневідкладніших проблем, які потребують теоретичного і експериментального обґрунтування і вирішення, можна віднести:

• ? визначення мети створення і застосування у навчальному процесі комп’ютерно-орієнтованих методичних систем навчання конкретних навчальних предметів:
• ? розробку методичних прийомів поєднання індивідуальних, групових і колективних форм комп’ютерне-орієнтованого навчання:
• ? розробку способів використання засобів навчання, які б забезпечували активізацію навчально-пізнавальної діяльності студентів, розвиток їх самостійності:
• ? розробку засобів навчання і методик їх застосування, спрямованих на реалізацію ефективного моніторингу навчального процесу та організацію ефективного управління навчальним процесом;
• ? визначення правильних педагогічне доцільних і обґрунтованих пропорцій між комп’ютери о-орієнтованими і традиційними формами навчання;
• ? формулювання та перевірку психолого-педагогічних вимог до педагогічних програмних засобів на всіх етапах навчального процесу;
• ? розробку ефективних форм управління навчально-пізнавальною діяльністю з орієнтацією на інформаційно-комунікаційні технології (ІКТ).

В основу використання засобів сучасних ІКТ в навчальному процесі, як і будь-яких традиційних засобів і систем навчання, повинні бути покладені загально визнані дидактичні принципи навчання. До них відносяться: принцип єдності навчання, виховання і розвитку: принципи науковості і систематичності: свідомості і творчої активності студентів у навчанні; принцип наочності, принцип міцності засвоєння знань, формування умінь і навичок; принцип диференційованого підходу до навчання кожного студента за умов колективної роботи класу; принцип розвиваючого навчання. Конкретизуючи вимоги до навчального процесу, організованого з використанням ІКТ, можна виділити як основні наступні принципи.

Принцип науковості

До змісту навчання слід включати тільки вірогідні наукові знання у формі, яка відповідає науковій моделі певного рівня адекватності, але не може трактуватись інакше, ніж прийнято у відповідній галузі науки. До змісту освіти, разом з тим, можуть включатись не тільки усталені в науці знання, але й фундаментальні проблеми сучасної науки. Принцип науковості визначає не тільки способи та критерії добору змісту навчального матеріалу, але й способи його подання відповідно до сучасного рівня наукових знань. У зв’язку з цим передбачається формування в студентів вмінь та навичок наукового пошуку, ознайомлення їх. з сучасними методами пізнання. До педагогічної моделі знань повинні бути включені як відомості про основні наукові факти_: закони певної предметної галузі, так і про способи, якими ці факти встановлено. Отже і відтворення навчального матеріалу, в тому числі з використанням засобів ІКТ, повинне відбуватись на основі моделей, які повинні бути адекватними науковому знанню і одночасно доступними для розуміння студентами. Способи подання навчального матеріалу повинні відповідати сучасним науковим методам пізнання. Такими є методи моделювання (фізичне, натурне, математичне, інформаційне), методи системного аналізу, які сприяють найбільш глибокому пізнанню об'єктів і явищ реального світу.

Принцип наочності

Навчальна діяльність студентів повинна відбуватись за максимально можливої модальності навчальних впливів. Таке розуміння принципу наочності потребує точного визначення тих дій, які необхідно виконати з предметами і засобами діяльності, щоб, з одного боку, виявити зміст майбутнього поняття, а з іншого — подати цей зміст у вигляді знакових (або інших) моделей. На основі цього принципу можна сформулювати вимоги до програмних засобів та комп’ютеризованих систем навчання:

• ? у засобі слід використовувати (пред'являти студентові, обговорювати, аналізувати) тільки таку модель об'єкту вивчення, яка максимально сприяє реалізації мети навчання;
• ? модель, що реалізується програмне, слід подавати у формі, використання якої дає змогу найбільш чітко виділити і розмежувати суттєві ознаки об'єкту вивчення, зв’язки і відношення між його складовими, проявами досліджуваних явищ та їх причинно-наслідкову сутність;
• ? суттєві для аналізу різноманітних явищ та синтезу моделей прояви цих явищ та елементи моделі об'єкту вивчення повинні бути акцентовані (кольором, миганням, звуком тощо).

Найважливіша перевага комп’ютерно-орієнтованих засобів навчання ґрунтується на сучасному розумінні принципу наочності і полягає у тому, що за умов використання педагогічних програмних засобів типу діяльнісних середовищ студенти не тільки споглядають явища; моделі явищ, які є об'єктами вивчення, а й здійснюють перетворюючу діяльність з цими об'єктами, вони не є пасивними спостерігачами досліджуваних процесів і явищ, оскільки активно впливають на їх перебіг, при цьому навчально-пізнавальна діяльність набуває дослідницького, творчого характеру.

Таким чином реалізуються суттєві дидактичні передумови успіхів у навчанні - емоційне включення, гностичність, наочність навчального матеріалу, дозована мультимодальність навчальних впливів, яка стимулює мимовільну увагу, індивідуалізація темпу подання навчального матеріалу. З використанням ІКТ з’являється можливість не тільки запропонувати, показати студентам модель об'єкта вивчення, а й організовувати діяльність студентів щодо її перетворення. Ефективність навчання підвищується тоді, коли студенти самостійно будують моделі, а не тільки споглядають їх у готовому вигляді. Займаючись створенням та аналізом наочних моделей, студенти можуть індивідуально або у невеликих групах проходити етапи наукового пізнання — виконувати декомпозицію системи, аналіз її складових, виділення суттєвих об'єктів та суттєвих ознак об'єкта з подальшим виконанням синтезу структури моделі системи або об'єкта.

Навчання із застосуванням комп’ютерного моделювання можна проводити по-різному: пропонувати студентам завдання на добудову моделі або проводити її видозмінення і переконструювання. Відповідним чином можуть бути побудовані і комп’ютерно-орієнтовані засоби унаочнення. Когнітивні моделі і засоби моделювання сприяють формуванню мислительних дій, мисленнєвого проектування і мисленнєвого експерименту.

Програмні засоби навчального призначення мають відповідати й вимогам педагогічної доцільності і виправданості їх застосування, які полягають у тому, що програмний засіб (гіпермедійну систему, інформаційну систему тощо) слід наповнювати таким змістом, який найбільш ефективно може бути засвоєний тільки за допомогою комп’ютера, і використовувати лише тоді, коли це дає незаперечний педагогічний ефект. У першу чергу це стосується демонстрацій процесів, реалізація яких за умов шкільного навчання ускладнена або неможлива.

Принцип систематичності й послідовності

Систематичність подання навчального матеріалу передбачає забезпечення передумов для створення студентом особистісної моделі знань, яка повинна бути внутрішньо несуперечливою системою, відповідати меті навчання, тобто бути максимально адекватною педагогічній моделі знань, яка с визначеною відповідно до мети навчання підмножиною наукового знання з відповідної галузі. У змісті цього принципу доцільно виділяти новин компонент — спосіб реалізації навчальних дій, у ході виконання яких засвоюються знання. Для того, щоб в студентів з самого початку склалась система уявлень про діяльність, яку слід виконати: необхідно на початку навчання дати загальні установки; тобто створити орієнтувальну основу дій. Зміст навчального предмета і використання комп’ютерне-орієнтованих систем навчання повинні відображати логіку науки адекватно до її сучасного стану, відображати логіку системного розкриття сутності об'єктів і явищ дійсності; які вивчаються.

Отже, в об'єктах або явищах, моделі яких відтворюються за допомогою програмних засобів повинні бути виділені основні структурні елементи і суттєві зв’язки між ними, що дозволить уявити ці об'єкти чи явища як цілісні утворення. Діяльність студентів стосовно засвоєння матеріалу повинна відображати логіку системного аналізу об'єктів вивчення.

Принцип активного залучення всіх студентів до навчального процесу

Принцип активного залучення всіх студентів до навчального процесу вимагає від вчителя не тільки залучення студентів до активної діяльності на уроці. Важливим є усвідомлення студентом необхідності власної діяльності, надання йому можливості обрання таких її видів, які найкраще відповідають його здібностям. Формулювання вчителем критеріїв добору найбільш раціональних видів діяльності створює відповідну орієнтувальну основу. Одним із таких критеріїв є відповідність змісту діяльності студентів засвоєним знанням, причому активність виступає як вимога відтворення студентами не тільки предметних дій, а й навчальних дій, в ході яких відбувається засвоєння предметних вмінь. Звідси випливає, що зміст діяльності, яка організована з використанням ПЗНП, повинен відповідати засвоєним знанням. З іншого боку, якщо на меті є формування в студентів умінь, які входять як складові до педагогічної моделі знань, то організацію діяльності можна здійснювати як слідування певним рекомендаціям, сформульованим у вигляді опису послідовності дій. Якщо ж передбачено формування вмінь розв’язувати евристичні задачі, то необхідно надати студентам можливість самостійно будувати план дій. Комп’ютер і ПЗНП у цій ситуації можуть відігравати роль довідника.

Активність навчальної діяльності, як правило, визначається усвідомленістю цілей навчання (ближніх і віддалених), тому під час розробки і використання нових інформаційних технологій навчання слід до структури навчальної комп’ютерної програми вводити орієнтувальний компонент діяльності, який повинен поєднувати два види знань:

• ? знання мети діяльності, її предмета, знання засобів та основних етапів здійснення дії;
• ? знання, необхідні для успішної роботи з програмою: означення понять, теореми, закони, формули, правила, довідково-інформаційні дані.

Принцип індивідуалізації індивідуального підходу у навчанні

Під час створення і добору комп’ютерне-орієнтованих систем навчання, із застосуванням яких реалізується принцип індивідуалізації навчання, повинні враховуватись напрямки та рівні індивідуалізації Зокрема, під час добору методики подання та перевірки засвоєння предметних знань і вмінь студентів необхідно враховувати мотиваційні аспект індивідуально-особистісні, психофізіологічні особливості кожного студента. Важливим є також забезпечення визначення і наступного врахування індивідуального початкового рівня, тобто визначення обсягу та глибини засвоєння опорних знань, сформованої відповідних умінь, стійкості навичок.

Під час використання правильно спроектованих програмних засобів навчального призначення, які мають ознаки комп’ютерно-орієнтованих навчальних середовищ або електронних підручників на відміну від традиційних форм навчання, вказані вимоги реалізуються значно ефективніше.

Індивідуалізація навчання на основі НІТН може бути забезпечена при рефлексивному управлінні навчальною діяльністю. Для розв’язування цієї проблеми комп’ютерні програми повинні задовольняти наступні вимоги:

• ? використовуючи комп’ютерно-орієнтовану систему навчання, слід враховувати індивідуальні особливості студента, істотні для досягнення навчальної мети, причому не тільки найближчої а й віддаленої;
• ? використання комп’ютерно-орієнтованих систем навчання повинне забезпечувати врахування тривких і ситуативних індивідуальних особливостей студентів;
• ? у процесі накопичування даних про особливості конкретного студента з використанням комп’ютерно-орієнтованих систем навчання необхідно передбачати послідовне уточнення моделі студента, на основі якої відбувається управління пізнавальною діяльністю.

Принцип доступності

Доступністю визначається можливість досягнення мети навчання як загалом, так і на певному його етапі. Умовою й реалізації є наявність до початку навчання всіх його внутрішніх і зовнішніх передумов.

Принцип доступності пов’язаний з принципами систематичності і послідовності, оскільки тільки ті знання, які подаються у строгій послідовності, з дотриманням вимог систематичності, стають доступними для сприйняття І засвоєння. Отже:

• ? системи навчання повинні створюватися цілеспрямовано з урахуванням проблем організації навчальної діяльності і необхідності розвитку всіх її компонентів;
• ? комп’ютерні засоби навчання повинні створюватися на основі предметного змісту і відповідно до програм навчальних курсів, але при цьому можуть створюватися засоби для використання у вивченні різних навчальних дисциплін:
• ? системи навчання повинні створюватися для засвоєння системи понять: описаної з використанням ієрархії розумових дій і операцій суб'єкта навчання;
• ? інформаційно-комунікаційні технології навчання повинні органічно вписуватись у процес навчання, виступати як засоби колективної і самостійної діяльності учасників цього процесу;
• ? комп’ютерно-орієнтовані технології навчання повинні розроблятися і використовуватися з урахуванням вікових особливостей суб'єктів навчання:
• ? комп’ютерно-орієнтовані методичні системи навчання повинні задовольняти психолого-педагогічні, ергономічні дидактичні вимоги, створюватися на основі сучасних досягнень педагогічної науки:
• ? комп’ютерні програмні засоби слід супроводжувати докладним методичним забезпеченням, перед упровадженням в практику використання у навчальному процесі вони повинні пройти відповідні випробовування:
• ? комп’ютерні засоби навчання повинні легко адаптуватися до різноманітних конфігурацій обчислювальної техніки, а також відповідати рівню знань, умінь і навичок користувача, меті навчання, віковим особливостям студентів.

Визначення рівня досконалості педагогічного програмного забезпечення

Визначення рівня досконалості педагогічного програмного забезпечення проводиться, яс, правило, шляхом експертного оцінювання.

Формування оцінювального судження вимагає доведення до експерта чіткого формулювання певних критеріїв досконалості і якості програмного засобу, призначеного для використання у навчальному процесі.

Загальні вимоги до якості програмних засобів, сформульовані у формі номенклатури показників якості першого і другого рівня ДОТУ 285СМЇ4 та показників якості за ГОСТ 28 195–84, яким повинні відповідати будь-які товарні (призначені для використання не тільки самим розробником) програмні Засоби, не є достатніми для визначення придатності використання програмного засобу у навчальному процесі.

Досвід використання програмних засобів у навчальному процесі дозволяє згрупувати критерії визначення якості педагогічного програмного засобу за кількома напрямами.

Загальнодидактичні та спеціальні методичні вимоги до ПЗНП

Найбільш суттєвим для оцінювання придатності комп’ютерних засобів навчання до використання у навчальному процесі є ступінь відповідності педагогічного програмного забезпечення (ППЗ) загальним дидактичним вимогам та вимогам методики навчання конкретної навчальної дисципліни.

Перга за все має визначатись придатність програмних засобів для використаній у класно-урочній організаційній формі навчання, інших формах навчання. Обов’язковим є також визначення типу уроку, на якому може бути використаний засіб (урок засвоєння нових знань; формування нових умінь, навичок; застосування вмінь, навичок; узагальнення, систематизація вмінь, навичок; перевірка, визначення рівня навчальних досягнень; корекція знань, умінь, навичок; комбінований).

Одним з критеріїв оцінювання та доцільності використання певного ППЗ може бути кількість розділю, тем, при вивченні яких може бути використаний: ППЗ.

Використання ППЗ на певному етапі навчання (на певному уроці) визнається доцільним, якщо:

• а) забезпечується вища, ніж при використанні традиційних засобів навчання, ефективність навчання;
• б) неможливо реалізувати певні засоби навчання у вигляді матеріальних, об'єктів (оригіналів у природних умовах, оригіналів у штучних умовах, модельних еквівалентів оригіналів-фізичних моделей);
• в) відповідні вербально-знакові, графічні (статичні та динамічні), знакові, логічно-математичні моделі мають недостатню наочність та зрозумілість або надмірну складні. [5]