• Рязанский государственный медицинский университет
  • Астраханский государственный технический университет
  • Кубанский государственный аграрный университет
  • Оренбургский государственный университет
  • Пермский национальный исследовательский политехнический университет
  • Саратовский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
  • Волжский университет имени В. Н. Татищева
  • Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники
  • Тюменский государственный архитектурно-строительный университет
  • Дальневосточный государственный университет путей сообщения
  • Нижегородский государственный университет имени Н. И. Лобачевского
  • Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова
Новости
07.03.2020
Поздравляем с Международным женским днем!
22.02.2020
Поздравляем с Днем защитника Отечества!
11.02.2020
Подготовлен к печати сборник по итогам международной научно-практической конференции г. Москва.

ТРИ УРОВНЯ ЗНАНИЯ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА И КАК ИХ ОБЕСПЕЧИТЬ В ЭЛЕКТРОННОМ ОБУЧЕНИИ

Авторы:
Город:
Москва
ВУЗ:
Дата:
25 августа 2017г.

Широко известное представление о результатах учебного процесса, имеющих форму знаний, умений, навыков (сокращенно ЗУНы) требует своего уточнения. В соответствии с таксономией (структурой, иерархией) учебных целей по Блуму [1] первоначальные ступени (уровни) освоения учебной информации выглядят несколько иначе: знание, понимание и применение. Тем не менее, в обоих представлениях первоначальным уровнем является «знание». Этот уровень характеризуется способностью «запоминания и воспроизведения» учебного материала. Такая формулировка устраивает преподавателей, участвующих в традиционном учебном процессе, когда сам преподаватель определяет способность студента воспроизвести требуемый фрагмент учебной информации. Качество (точность) воспроизведения, устраивающая преподавателя, может быть любой в зависимости от его настроения и отношения к студенту. Субъективность оценки результатов обучения здесь очевидна.

Ситуация меняется, когда к обучению привлекаются технические (электронные) средства. При оценивании ответа студента компьютерная программа сравнивает набор символов ответа с некоторым эталонным набором (верной формулировкой ответа). Результатом является либо совпадение (верный ответ), либо несовпадение (неверный ответ). Чтобы получить положительную оценку студент должен не только запомнить абсолютно точную формулировку ответа, но и абсолютно точно ввести его в компьютер. Следствием этого является

✓        необходимость структурировать (дробить) учебную информацию до уровня минимальных фрагментов или элементов, которые осваиваются студентом последовательно;

✓        необходимость заучивания (вызубривания) этих элементов;

✓        необходимость свободного обращения студента с компьютером и знания грамматики языка и математических символов.

Для получения высшей оценки в результате такого подхода студенту потребуется вызубрить все логические элементы курса, что практически невозможно. Например, ядро знаний, включающее основные понятия, явления, законы, закономерности и алгоритмы курса общей физики в высшем учебном заведении, содержит более 400 элементов [8]. Таким образом, возникает проблема освоения учебной информации даже на самом низком требуемом уровне (знание). Эта проблема существует не только в физике, но и во многих учебных дисциплинах, в которых применяют электронные средства обучения. Выход находят в использовании специальных заданий (с выборочным ответом), которые могут выполняться и без знания материала.

Настоящий выход из такой, казалось бы, тупиковой ситуации можно найти, опираясь на опыт преподавателей. Опытный преподаватель всегда скажет после контакта со студентом, знает ли тот материал, или не знает, понимает, или не понимает. Компьютерные программы в электронном обучении должны делать то же самое, т.е. имитировать действия опытного преподавателя [7]. Здесь следует учесть, что преподаватель всегда может уточнить (при необходимости), какова степень знания того или иного материала, используя дополнительные вопросы при очном контакте. По оценке преподавателя некоторую  часть материала студент знает не очень хорошо, но «имеет представление», другую часть знает хорошо, а некоторые части очень хорошо.

Если обратиться к практике, то можно заметить, что во всех этих случаях преподаватель задавал вопрос (давал задание), а студент на него отвечал (выполнял задание). Что общего и в чем отличие ответов студентов, которые учтены преподавателем при положительной оценке ответа? В первом случае студент отвечал с подсказкой преподавателя (требуемые компоненты ответа содержались в его вопросе или подсказывались преподавателем в процессе ответа студента). Студент, имеющий только представление о данном фрагменте (элементе) учебной информации, смог сформулировать правильный ответ при наличии подсказки (поддержки). Для знающего студента такой подсказки не потребовалось, а очень хорошо знающий студент смог представить данный фрагмент учебного материала в различных формах и связях с другими.

Разработаны компьютерные обучающие программы [3], которые имитируют подобные действия преподавателя как при предъявлении учебной информации, так и в процессе соответствующего тренинга и последующего контроля. Основным элементом этих программ являются тестовые обучающие задания на конструирование ответа [6], которые стали основой компьютерного учебника по курсу физики в техническом университете [8]. В задании, определяющем освоение данного элемента учебной информации на уровне «представления», в текст  задания включаются некоторые компоненты контролируемой формулировки, а некоторые компоненты скрываются (задание с пропущенными компонентами называют «шаблон» [2], а пропущенный элемент -- «вакансия»). Студенту предлагается шаблон и словарь, содержащий перемешанные слова, часть которых подходит для выполнения задания (заполнения вакансий), а часть не подходит, но является правдоподобной [4]. Опыт применения подобных заданий в реальном учебном процессе показал, что студенты, знакомые с материалом, достаточно легко выполняют эти задания, т.е. демонстрируют начальный уровень освоения учебных элементов (имеют «представление» и доказывают это, т.е. обладают первоначальной компетенцией).

Студенту, хорошо знающему материал, достаточно задать вопрос (задание) в самом кратком виде, например, предъявив только название (характеристики, закона и т.д.). Для выявления понимания (наиболее качественного знания), можно в первом приближении, как рекомендует Блум, предложить воспроизвести данный элемент информации в различных формах, например, в символьной или словесной. Или преобразовать из одной формы в другую.

Таким образом, для организации электронного обучения необходимо четко выделить 3 начальных уровня освоения учебной информации:

-   первоначальное знание (представление, ознакомление),

-   твердое (хорошее) знание,

-   отличное, всестороннее знание, т.е. понимание.

Далее рассмотрим, как реализовать прохождение студентов по указанным первоначальным этапам освоения учебной информации, структурированной до минимальных фрагментов (элементарных утверждений). Совершенно очевидно, что освоить все элементы на уровне отличного всестороннего знания (вызубрить все) не сможет даже самый одаренный студент (как бы нам этого не хотелось). Значит, на таком уровне может быть освоена только часть содержания учебной дисциплины и только частью студентов. Но абсолютным большинством студентов должно быть освоено все содержание. Это возможно, если требовать и обеспечить его освоение на уровне первоначальных знаний (представлений). Всем очевидно, что именно эта часть учебного процесса для любого преподавателя (да и студента) самая трудная и трудоемкая, но совершенно необходимая. Именно она должна быть автоматизирована в первую очередь при переходе к смешанному обучению.

Таким образом, доказательством освоения элемента учебного материала на заданном уровне является успешное выполнение эффективного учебного задания, например, на конструирование ответа [2]. Выполнение подобных заданий связано с конкретными действиями студента, т.е. являются элементами интерактивности, подтверждающими наличие требуемой компетенции. Поскольку студент в идеале должен освоить все элементы учебной информации на заданном уровне, то подтверждение (контроль) освоения требуется после знакомства с каждым элементом. Отсутствие положительного результата контроля требует определенной реакции. При компьютерном тренинге программа возвращает студента к повторному ознакомлению с данным элементом учебной информации, а при тематическом или рубежном контроле результат выполнения задания просто учитывается в итоговой оценке.

Как учитывать все вышесказанное при построении учебных курсов? Известно, что любой курс имеет 3 основных последовательных этапа:

✓        предъявление информации,

✓        освоение учебной информации и

✓        итоговый контроль результатов освоения курса.

Главное содержание курса заключено в его «ядре» [2], состоящем из элементов учебной информации (описаний основных явления, определений характеристик, законов, закономерностей, алгоритмов и примеров решения типичных задач и т.д.). В полном содержании курса кроме «ядра» имеется информация служебного (языкового) характера, обеспечивающая логические (исторические) связи элементов ядра в единый курс. Можно заметить, что чем более современным является учебник по некоторому курсу, тем меньше в нем указанной связующей «воды». Здесь отражается тенденция к увеличению объема необходимой учебной информации в результате появления новых современных основных элементов (ядра) курса.

Рассмотрим более детально самый первый этап обучения – предъявление учебной информации. В традиционном учебном процессе значительная часть этой информации предъявляется на лекциях, которые, как принято, имеют вид «гладкого» текста, в котором тем или иным способом выделяется «ядро» курса. Пассивное восприятие информации студентом дополняется, как правило, определенными активными действиями, в частности, конспектированием.

Происходит ли на лекции освоение материала и, если да, то на каком уровне? Если преподаватель удерживает внимание всех студентов, то они воспринимают материал и, следовательно, осваивают его на уровне «представление». Закрепление этого уровня для некоторых особо важных элементов достигается совместным выполнением на лекции обучающих тестовых заданий (например, в форме конструирования ответа [2]). На лекции появляется интерактивность, правда, коллективная, которую могут игнорировать некоторые нерадивые студенты. В электронном учебном курсе вполне доступно обеспечить интерактивность после каждого элемента ядра курса на этапе предъявления информации.

Следуя логике компьютерной имитации действий преподавателя и особенности электронного обучения, мы можем указать основные требования к программам, целью которых является предъявление содержания курса студенту (имитация лекции):

✓        уменьшение количество «воды»;

✓        удержание внимания студента;

✓        интерактивность, поддерживающую внимание студента и  освоение каждого элемента ядра курса на уровне представления.

Конечно, объем лекций не позволяет всем студентам осваивать все составляющие ядра курса даже на уровне представления. Понятно, что большинство студентов после лекций нуждается в приложении дополнительных  усилий  для  освоения  материала  на  надлежащем  уровне  (представление,  знание, понимание). В общем случае стандартного обучения освоение элементов учебной информации на уровне знание (точное) и понимание происходит при самостоятельной работе и на практических занятиях. Результирующая оценка при контроле результатов освоения темы (на контрольной работе) или при рубежном контроле должна учитывать реальные учебные достижения студента. При этом уровень заданий при тематическом или рубежном контроле должен соответствовать объявленным заранее уровням освоения каждого контролируемого элемента учебного материала. Для определенных студентов положительные результаты такого     контроля  оказываются   возможными только при     индивидуальной работе с преподавателем, которую часто называют репетиторством.

В электронном обучении основную роль в таком освоении играет компьютерный тренинг, который существенно избавляет преподавателя от рутинной работы, связанной с контролем способности студента воспроизвести элементы ядра учебной информации. Компьютерный тренинг может имитировать такую работу, если применять эффективные обучающие задания, например, на конструирование ответа, варьируя их сложность [3]. Сразу же после предъявления элемента учебной информации на экране компьютера студенту предлагается выполнить задание с поддержкой (подсказкой), например, с указанием шаблона, а затем задание без подсказки (шаблона). При неправильном выполнении программа возвращается к предъявлению элемента. Выход из этого цикла возможен только при правильном выполнении задания или после вмешательства преподавателя (на практическом занятии).

В заключение отметим, что данная технология, основанная на применении заданий на конструирование ответа, легко программируется [5] и облегчает работу как преподавателя, так и студента, позволяя очень точно определить, освоен ли материал, или нет. Три варианта формирования заданий обеспечивают достоверный контроль наличия

➢        знания  на  уровне  представления  о  данном  элементе  учебной  информации  (требуется воспроизведение при наличии в задании шаблона, в котором представлены некоторые элементы контролируемого утверждения);

➢        точного знания (требуется точное воспроизведение утверждения без подсказок);

➢        расширенного  знания  или  понимания  (требуется  воспроизведение  в  разных  формах  и трансформация из одной формы в другую).

 

Список литературы

 

1   – Bloom Benjamin S. at. al. Taxonomy of educational objectives: Handbook I, The cognitive domain. 1956.

2   – Тихомиров Ю.В. Компьютерный контроль знаний при дистанционном обучении по курсу физики // Компьютерные инструменты в образовании. – 2003. -- №4. – С. 19-25.

3   – Тихомиров Ю.В. Компьютерное сопровождение курса физики // Физика в системе современного образования: материалы XIII Международная конференция ФССО-15. Санкт-Петербург, РГПУ им. А.И. Герцена, 2015. – С. 264-266.

4       – Тихомиров Ю.В. Методика проведения практических занятий и контроля знаний с использованием компьютерной системы Тестум // Физическое образование в ВУЗах. – 1998. Т 4. – N 3. – С. 142-144.

5     – Тихомиров Ю.В. Компьютерная система на базе редактора MS Word для разработки и использования компьютерных тестов и обучающих программ. // Компьютерные инструменты в образовании. N 4. – 2003. С. 19-25.

6   – Tikhomirov Yu.V. A Method of computerized assessment in introductory physics // European Journal of Physics. – 2000. -- V.21, N 3. – P. 211-216.

7 – Тихомиров Ю.В. Персональныйкомпьютеркаквиртуальныйассистентреальногопреподавателя // Scientific discussion. -- 2017. – N 3, P. 49-51.

 8   – Тихомиров Ю.В. Компьютерные технологии тестирования в электронном обучении // Эвенсис. – 2016. – Выпуск I. С. 32-34.