Доктор педагогических наук В.Ю. Волков, Санкт-Петербургский государственный технический университет, Санкт-Петербург
1. Введение и обзор ряда материалов
Компьютерные технологии как часть информационных технологий формируют принципиально отличный стиль работы, который оказывается более психологически приемлемым, комфортным, мобилизующим творческие возможности и интеллектуальный потенциал человека.
Создание новой компьютерной техники - не самоцель, прежде всего оно направлено на использование компьютерных технологий в научных исследованиях, производстве, быту, спорте, для реализации образовательных и других социально значимых задач. Обеспечение образовательного процесса компьютерными программами всегда сопутствовало развитию теоретической и практической мысли по эффективному их использованию в педагогической деятельности. В этой связи представляют научный интерес вопросы развития теории и практики использования компьютерных технологий в образовательном процессе.
Основным требованием к автоматизированным обучающим системам должно стать их органическое соответствие психофизио логическим моделям деятельности и обучения [21].
Применительно к практическому использованию компьютерных программ (КП) в образовательном процессе это означает:
тщательно отработанную мотивацию обучения не только "принудительного" характера (оценки), но и личной заинтересованности и удовлетворения учебным процессом;
оценку по конечному результату, широкую свободу выбора, поощрение разумного творчества в процессе обучения;
индивидуальный подход к обучаемому и его адаптацию в процессе обучения.
Технология компьютерного обучения рассматривается как обучение с учетом конечных результатов деятельности студентов, причем ему придается характер устойчивого, целенаправленного и эффективного процесса познания [4].
Использование компьютерных технологий (КТ) в обучении - разновидность процесса управления познавательной деятельностью.
При разработке теории управления познавательной деятельно стью с помощью КП нельзя становиться на упрощенную точку зрения, полагая, что техническое средство само управляет сложными психологическими процессами, один из которых - обучение человека. КП - только средство и посредник между преподавателем и студентом, а управление познавательной деятельностью происходит только в пределах модели, избранной преподавателем на этапах становления учебного курса и проведения занятий.
Выбор преподавателем характера управляющих воздействий зависит как от целей обучения, так и от имеющихся ограничений. Необходимо рационально распределить средства между различными видами процесса обучения и на этой основе обеспечить оптимальное поведение студентов в "пространстве знаний", несмотря на их возможные негативные реакции.
Компьютерные технологии как технические средства обучения развиваются в рамках существующего учебного процесса, поэтому должны в большей или меньшей степени быть совместимыми с этим процессом с точки зрения управляющих воздействий, но в то же время создаваемые или созданные КТ могут активно влиять на изменения не только методики преподавания, но и целиком на всю технологию учебного процесса.
Реализация новых видов управляющих воздействий в условиях применения КТ в значительной степени упрощается благодаря индивидуализации обучения и возможностям быстрого контроля знаний как нового материала, так и любого пройденного.
В условиях существующей организации учебного процесса, принятой за основу для его последовательного совершенствования и повышения качества подготовки специалистов, нужно выделить критерии необходимости, возможности и целесообразности использования КТ.
Необходимость в КТ возникает в том случае, когда используемые методы, способы, приемы не обеспечивают достижения поставленной педагогической цели за минимально возможное время.
Возможность применения КТ появляется в том случае, когда выполняемые преподавателем и студентом задачи могут быть в достаточной степени формализованы и адекватно воспроизведены с помощью технических средств при условии выполнения требований по качеству достигаемого результата.
Целесообразность компьютеризации определяется мерой достижения педагогической, методической и экономической эффективности по сравнению с традиционными формами учебной работы [20, 8, 15].
Принципиальное отличие КТ от любой другой системы обучения состоит в том, что необходима безусловная и достаточная активность управляемого субъекта. Студент, получая информацию из обучающей программы, вводит новую информацию в виде ответов, вопросов и просьб о помощи.
Управление обучением включает в себя два взаимосвязанных процесса: организацию деятельности студента и контроль за этой деятельнос тью. Эти процессы непрерывно взаимодействуют: результат контроля влияет на содержание управляющих воздействий, т.е. на дальнейшую организацию деятельности. В свою очередь, организация определенной деятельности требует и определенной формы контроля, и конкретного способа регистрации этой деятельности. Возможны сочетания этих процессов и переходы от одного к другому. Такой или подобный подход рекомендуется при создании программ не только для высшей, но и для средней школы [18, 32, 17, 36, 37]. Рассмотрим ряд примеров.
Преподаватели Узбекского ГИФКа разработали для учебного процесса своего вуза обучающие КП: "Математическая статистика", "Спортивная метрология", "Биомеханика", "Контроль знаний студентов" [23].
Целый комплекс КП разработан в РГАФК. Так, созданы модель, имитирующая срочные адаптационные процессы в организме спортсменов, КП "ISOTONE" для занятий изотоном, шейпингом, аэробикой, бодибилдингом [38].
В Университете им. Н.Э. Баумана создана информационно-методическая система, функционирующая в интерактивном режиме. КП решает три основные задачи:
- контроль и управление ходом учебного процесса;
- создание и ведение методических и информационных документов в виде базы данных;
- поиск и чтение информации [11].
Группой специалистов подготовлена компьютерная система по оперативному планированию тренировки бегунов на средние дистанции сроком до двух месяцев для общеподготовительного и предсоревновательного этапов подготовки [33].
В Санкт-Петербургском государственном техническом университете (Межвузовский центр по физической культуре - volkov@stu.neva.ru) и в Самарском государственном аэрокосмическом университете им. С.П Королева (vbogd@ssau.ru) на протяжении нескольких лет создаются КП для использования в учебном процессе по дисциплине "Физическая культура" [2, 5]. Так, в Межвузовском центре по физической культуре в 2001 г. планируется завершить компьютеризацию всего теоретического материала по дисциплине "Физическая культура", в который войдут теоретические и методические материалы, статические иллюстрации, КП, видеокольцовки и видеосюжеты [6].
Решение проблемы удобного хранения результатов педагогической диагностики с оценкой введенных показателей, с возможностью сравнения отдельных показателей в динамике или между разными спортсменами на примере гимнастики предпринято в РГАФК [26]. По сути, это информационная программа, но с элементами оценивания.
Другой области физической культуры посвящены работы Г.И. Пара и С.Я. Чимаева, в которых в рамках физкультурно-оздоровительных комплексов обоснована система компьютерного моделирования процесса реабилитации здоровья и проведения восстановительных мероприятий для работников строительных и судостроительных профессий, позволяющая использовать индивидуаль ный подход, основанный на учете морфофункцио нальных особенностей организма человека [25, 36].
В спортивной деятельности КТ стали применять значительно раньше, чем в учебном процессе по физическому воспитанию. В ряде видов спорта компьютеры прочно вошли в процесс подготовки спортсменов.
Так, с помощью КТ в Санкт-Петербургском НИИ физической культуры осуществляются контроль и обучение технике гребли [19]. Эта программа может использоваться и как система отбора. Также для системы отбора, но уже не в конкретном виде спорта, а практически во всех видах, служит автоматизированная система контроля стандартизированной оценки уровня развития двигательных функций [3].
Проблеме использования тензоплатформы в комплексе с компьютером посвящена автоматизи рованная система "Тензо", разработанная в НИИФКе (СПб) еще более десяти лет назад для оценки уровня проявления спортсменами специальных качеств в прыжках, приседаниях, толчках [24]. Примерно в это же время создаются аналогичные системы в СПбГТУ [30] и в ЧГИФКе для регистрации биомеханических характеристик техники лыжников-гонщиков при передвижении на лыжероллерах [27]. В МГАФК, широко известной своими разработками по тяжелой атлетике, создана КП, позволяющая анализировать технику выполнения различных спортивных движений в этом виде спорта [35]. В РГАФК создан программно-аппаратный видеокомплекс, совмещенный с ЭВМ, для создания оптимизированных моделей техники, параметры которой могут сравниваться с индивидуальными моделями [31]. В Хабаровском ГИФКе С.С. Добровольским разработан тренажер (инерционная дорожка), удачно совмещенный с ЭВМ, для дозированного и автоматизированного регулирования силовых возможностей. Он позволяет оперативно оценить эффективность различных тренировочных факторов и вариантов техники, определить уровень развития физических качеств [9].
В Краснодарском ГИФКе разработан и создан компьютеризированный комплекс для обеспечения тренировочного процесса по легкой атлетике. В него вошли система измерения мгновенной скорости, система измерения ритмических характеристик бегового шага, система измерения скорости на контрольных отрезках беговых дистанций, тензометрическая система оценки опорных реакций, система для оперативной оценки ЧСС, система для оценки электрической активности мышц [39].