Михеев Константин Николаевич
аспирант кафедры педагогики,  Ульяновский Государственный Университет им. И.Н. Ульянова, г. Ульяновск
kostya529@inbox.ru

Новые информационные технологии как средства повышения эффективности обучения

Необходимость повышения эффективности процесса обучения, с одной стороны, и исключение перегрузки педагогов и учеников с другой стороны, заставляет вновь и вновь обращаться к основополагающим дидактическим  принципам оптимизации обучения. К.Д.Ушинский определил необходимые условия успешного обучения: своевременность, постепенность, органичность, постоянство, твердость усвоения, ясность, самодеятельность учащихся, отсутствие чрезмерной напряженности и чрезмерной легкости, правильность. К принципам обучения он относил также: сознательность и активность обучения;  наглядность; последовательность; прочность знаний и навыков [1]

Дидактические принципы обучения связаны между собой и реализуются в комплексе. Наиболее тесная связь установлена между принципом доступности и принципом наглядности, именно они позволяют более эффективно усваивать материал.

Принцип наглядности обучения - один из самых известных и интуитивно понятных принципов обучения, использующийся с древнейших времен [2,3].  Обоснование этого принципа получено сравнительно недавно. Оно связано с тем, что органы чувств человека обладают разной чувствительностью к внешним раздражителям. У подавляющего большинства людей наибольшей чувствительностью обладают органы зрения. Пропускная способность каналов связи от рецепторов к центральной нервной системе различная: оптического канала связи — 1,6 х 10⁶ бит/сек; акустического — 0,32 х 10⁶ бит/сек; тактильного — 0,13 х 10⁶ бит/сек. Иными словами, органы зрения «пропускают» в мозг в единицу времени  почти в пять раз больше информации, чем органы слуха, и почти в 13 раз больше, чем тактильные органы.  Практика обучения выработала большое количество правил, раскрывающих применение принципа наглядности [4]:

• Используйте в обучении тот факт, что запоминание ряда предметов, представленных в натуре (на картинках или моделях), происходит лучше, легче и быстрее, чем запоминание того же ряда, представленного в словесной форме, устной или письменной.

• Обучая, не забывайте, что понятия и абстрактные положения доходят до сознания учащихся легче, когда они подкрепляются конкретными фактами, примерами и образами; для раскрытия их необходимо использовать различные виды наглядности.

• Следует использовать наглядность не только для иллюстрации, но и в качестве самостоятельного источника знаний для создания проблемных ситуаций. Современная наглядность позволяет организовать успешную поисковую и исследовательскую работу учащихся.

• При чрезмерном увлечении наглядностью она становится препятствием на пути глубокого овладения знаниями, тормозом развития абстрактного мышления, понимания сущности общих и всеобщих закономерностей.

Под доступностью понимают соответствие содержания, характера и объема учебного материала уровню подготовки учащихся и развития их познавательных способностей. Теория и практика обучения выделяет следующие правила реализации принципа доступности [5]:

• Обучая, исходите из уровня подготовленности и развития учащихся, учите, опираясь на их возможности. Изучайте и учитывайте жизненный опыт учащихся, их интересы, особенности развития.

• Обучение требует известной напряженности. Когда она отсутствуют, учащиеся отвыкают работать в полную силу. Темпы обучения, установленные самими учащимися, как правило, ниже возможных и посильных для них. В соответствии с конкретными условиями устанавливайте оптимальные темпы, при необходимости измените их.

• Для доступности широко используйте аналогию, сравнение, сопоставление, противопоставление: дайте толчок мысли учащихся, покажите им, что даже самые сложные знания доступны для понимания.

• Введение каждого нового понятия должно не только логически вытекать из поставленной познавательной задачи, но быть подготовлено всем предшествующим ходом обучения.

• На первом этапе обучения изучайте не весь объем знаний, а лишь основное, чтобы учащиеся основательно усвоили главное, затем при закреплении вводите новые примеры, факты, уточняющие изученное.

Доступность обучения не означает его легкости, и функция преподавателя вовсе не в том, чтобы бесконечно облегчать труд учащихся по самостоятельному добыванию, осмыслению и усвоению знаний: помочь, направить, непонятное раскрыть через понятное, дать кончик нити для самостоятельного анализа, ободрить — это и есть будни доступного обучения.

В последнее время все больше внимания уделяется как разработке технологий применения компьютера как средства обучения, так и реализации основных дидактических принципов. Приходит понимание, что слабое или некачественное информационное сопровождение процесса обучения существенно снижает его эффективность. Содержание занятий для обучаемых должно не просто соответствовать реальным учебным возможностям, а требовать от них раздумий, размышлений, но таких, которые они могут реально осуществить под руководством и при соответствующей помощи преподавателя. Таким образом, дидактические принципы в современных условиях приобретают более глубокую трактовку, и требует большего методического мастерства преподавателей в процессе их реализации.

Не у всех студентов развито, в необходимой степени, образное мышление, представление о целостности предметов или явлений, что вызывает затруднения в понимании учебного материала. Современные технические устройства позволяют значительно повысить эффективность обучения  общетехническим дисциплинам, обеспечить более высокий уровень понимания в рамках того или иного учебного курса.

Использование ресурсов Интернет, мультимедийное моделирование, гипертекстовое представление информации, применение современных пакетов прикладных программ при обучении и в процессе самостоятельной работы, компьютерное тестирование при текущем, тематическом контроле успеваемости учащихся – все это облегчает  решение задач реализации принципов доступности и наглядности, а, следовательно, и эффективности обучения.

 К сожалению, последние разработки мировых производителей в области электронных устройств и программного обеспечения появляются в сфере отечественного образовании со значительным запазданием.  К числу таких устройств и обеспечений можно отнести, к примеру,  так называемый «пеленг сигнал» - систему, которая позволяет  проецировать на экран монитора изображение виртуального мира с учетом вычисленных координат направления взгляда  (текущего положение головы) наблюдателя. С учетом этого сигнала компьютер строит виртуальное изображение, которое должен видеть наблюдатель. Джойстик в руках наблюдателя позволяет «нажимать» на объекты в виртуальном мире и имитировать движение. Это устройство может оказаться весьма полезным при подготовке дизайнеров. Другим примером может служить изобретение братьев Латыповых - сфера, представляющая устройство для ввода графической информации. Человек помещается в сферу и ходит внутри нее. При этом пол сферы перемещается. Вращение сферы передается на датчики поворота и далее в компьютер, который вычисляет, куда и на какое расстояние произошло перемещение в виртуальном мире. Данная технология актуальна при обучении детей и подростков с задержками психомоторного развития [6].

В рамках настоящего исследования была предпринята попытка применения современных компьютерных средств для более успешной реализации принципа доступности. В  проведенной экспериментальной работе  использовались, как самые простые прикладные программы - составные части пакета Microsoft Office (Microsoft Word, Microsoft Power Point, Microsoft Equation 3.0), так и достаточно сложные требующие углубленных знаний – Autodesk 3ds max 8, WinDVD Creator.

Были изготовлены презентации, для сопровождения лекционного курса теоретической механики. В них статические схемы представлены в виде анимации  с использованием цветовой гаммы, при этом использовался принцип последовательного выполнения схемы рисунка (рис. 1).

 Рис. 1. Пример презентации по разделу «Динамика»  дисциплины «Теоретическая механика»

Последовательность выполнения схем рисунков соответствует логике изложения лекционного материала. В презентации включены изображения механизмов, изготовленные посредством трехмерного моделирования, в частности подвижные модели зубчатых передач, кривошипно-шатунного механизма, планетарных передач и др. Данные объекты в презентации можно показать как в статическом, так и в динамичном состоянии. В процессе работы разработаны мультимедийные презентации по всему курсу дисциплины «Теоретическая механика» по разделам «Статика», «Кинематика», «Динамика». Разработки апробированы в учебном процессе вуза.

Результативность применения разработанного  сопровождения лекционного курса теоретической механики прошла экспериментальную проверку на потоке студентов второго курса факультета технологии и предпринимательства  Ульяновского Государственного Университета им. И.Н. Ульянова. Эксперимент включал:

• констатирующее тестирование по окончании лекционного курса - констатирующий эксперимент;

• проведение  лекции  с использованием разработанных средств реализации принципа доступности  (динамических цветных схем, трехмерных моделей механизмов и их составных частей) - формирующий эксперимент;

• заключительное контрольное тестирования – контрольный эксперимент.

Результаты измерений для всего потока студентов и по отдельности для двух групп (ТП 07–1, ТП 07–2), входящих в его состав, приведены на диаграммах, рис.2.  

                   

Рис. 2  Средний балл по результатам констатирующего и контрольного тестирования для курса ТП 07 в целом, а также для групп ТП 07-1, ТП 07-2 (дисциплина «Теоретическая механика»).

Как видно из рассмотрения диаграмм,  средний балл по  результатам тестирования,   заметным образом возрастает к заключительному тестированию по сравнению с констатирующим тестированием, что свидетельствует о результативности применения разработанного  сопровождения лекционного курса.

Литература

1.   Ушинский К.Д. Собрание сочинений: В 11 т. - М.: 1950. - Т. 5.

2.   Пидкасистый П. Педагогика.- М.: РПА, 1996 – 604 с.

3.   Подласый И. Педагогика.- М.: Владос, 2000 – 576 с.

4.   Подласый И. Система принципов успешного обучения. [Электронный ресурс]. 2006. URL: http://www.elitarium.ru [дата обращения 15.10.2010]

5.   Элитариум — Центр дистанционного образования [Электронный ресурс].- Санкт Петербург.: 2010 .- URL: http://www.elitarium.ru [дата обращения 15. 10.2010]

6.    Моделируй свою реальность! [Электронный ресурс] /Приложение / Видеофрагменты с выставки CeBIT (Ганновер); Ред. STRATUM group. – электрон. дан. – Пермь: STRATUM.PSTU.AC.RU , 2010.- URL: http://stratum.pstu.ac.ru/. [дата обращения 15.10.2010]

Рекомендовано к публикации:
А.М.Булынин, доктор педагогических наук, научный руководитель работы
А.А.Ахаян, доктор педагогических наук, член Редакционной Коллегии