АЛГОРИТМЫ И ПРОГРАММИРОВАННОЕ ОБУЧЕНИЕ

АЛГОРИТМЫ И ПРОГРАММИРОВАННОЕ ОБУЧЕНИЕ      Программированное обучение  ­ система учебной работы с преи­ мущественно опосредованным программным управлением познавательной деятельностью учащихся.      Программное обучение является качественно новой  дидактичес­ кой  системой.  Она  возникает на стыке кибернетики и педагогики. Программированное обучение  использует  кибернетические  принципы для   управления педагогическим процессом. Исследования Емельяно­ вой М.  и Коршунова С.  показывают, что использование специальных обучающих  программ существенно снижает поток информации от педа­ гога к учащемуся,  облегчает управляемость и  повышает  эффектив­ ность обучения.      Программа ­ система команд,  записанных в определенном коде, управляющих  процессом решения или процессом усвоения знаний дан­ ной задачи (математической, лингвистической и др.).      Программирование ­ составление программы.      Этапы программирования определил Беспалько В.П.:      1) математический анализ дидактической задачи, выбор числен­ ного метода и алгоритма решения;      2) разработка конструкции программы,  т.е. описание задачи в формальном языке;      3) распределение памяти машины;      4) составление ходов программы;      5) контроль, проверка и отладка программы.      Отсюда видно,  что программирование­ это анализ  задачи  для выбора  метода ее решения,  расчленение решения задачи на элемен­ тарные операции,  запись и задание машине определенной последова­ тельности (алгоритма) выполнения этих операций, ведущих к решению задачи.      При применении  термина  "программирование"  к дидактическим разработкам также имеется в виду наличие некоторой задачи,  кото­ рую необходимо решить.  Вопрос в том,  что это за задача и кто ее должен решать.      При дидактической разработке учебного процесса должны выпол­ няться познавательные задачи, решение которых связано с такой пе­ реработкой информации учащимися, которая ведет к усвоению ими оп­ ределенного объема знаний и методов мышления, а, исходя из этого, и приемов деятельности.      Таким образом,  термин  "программирование"  по  отношению  к учебному процессу означает методику создания программы, управляю­ щей учебной деятельностью учащихся в процессе решения ими  позна­ вательных задач. Такие программы называются ОБУЧАЮЩИМИ.      Основные этапы создания обучающей программы определил Коршу­ нов С.:      1. Дидактический анализ содержания обучения и выбор структу­ ры обучающей программы.      2. Психолого­педагогический анализ познавательных возможнос­ тей  учащихся  и  выбор структуры учебных процедур по отношению к каждому понятию.      3. Написание текста программы.      4. Контроль, проверка и отладка программы.      В.П.Беспалько говорит  "о  необходимости разделения терминов "программирование содержания обучения" и "программирование усвое­ ния".      Учебное программирование должно быть основано на  программи­ ровании содержания обучения и процесса его усвоения. При програм­ мировании содержания обучения учитывается состояние данной науки,соответствующего учебного предмета, состояние возрастных и позна­ вательных возможностей учащихся.  При  программировании  процесса усвоения  необходимо опираться на психологические теории формиро­ вания ума человека.      Усвоение ­  психолого­педагогическое  понятие,  обозначающее познавательный процесс, возникающий в ходе учебной деятельности и представляющий собой сознательное овладение учащихся опытом пред­ шествующих поколений людей.  Как познавательный процесс  усвоение складывается из ряда психологических процессов.  К ним относятся: восприятие и внимание, память и мышление, речь и воображение.      Усвоение возникает лишь при выполнении следующих условий:      1) учащийся осуществляет некоторую активную деятельность  по отношению к объектам усвоения, адекватную заключающейся в них ин­ формации;      2) учащийся  при  этом  включен  в процесс общения с другими людьми.      Это первая  характерная особенность процесса усвоения.  Вто­ рая ­ информационность процесса усвоения,  т.к.  в ходе него осу­ ществляется переработка информации.      Таким образом, усвоение ­ такое осознанное восприятие, пони­ мание и запоминание познавательной деятельности,  которое ведет к обобщению знаний и правильному их применению в различных  услови­ ях.                  Структура обучающей программы.      Шаговая учебная  процедура  ­ методическое понятие,  которое означает,  что учебный материал состоит из  отдельных,  самостоя­ тельных,  но  взаимосвязанных  учебных заданий (правил перехода), способствующих эффективному усвоению знаний и умений.      Шаг ­ совокупность доз информации для прямой и обратной свя­ зи и правил перехода к последующей деятельности.  В  состав  шага входит 3 взаимосвязанных звена (кадра):      ­ информация;      ­ операция с обратной связью;      ­ контроль.      На этапе  получения  информации учащимся сообщаются основные сведения о том или ином явлении или закономерности.  Итогом этого этапа  является  накопление некоторых сведений в непосредственной памяти человека и создание соответствующей ориентировочной основы дальнейшей познавательной деятельности.      Этап "операция с обратной связью" дает возможность организо­ вать целеустремленную обработку информации учеником для выявления ее основных свойств и приобретения  необходимых  интеллектуальных или физических навыков.  На этом этапе учащиеся могут контролиро­ вать каждый шаг своего учебного труда и достигать усвоения знаний и умений,  т.к. этот этап связан с приемом установления немедлен­ ной обратной связи.      Этап контроля  дает возможность педагогу проверить результа­ тивность применения программы и успешность работы ученика  (внеш­ няя обратная связь).      Разделение учебного материала на шаги ­ не просто разделение сложного на элементарные частные вопросы,  смысловые группы, пор­ ции информации и познавательные задачи,  но и организация опреде­ ленных  действий,  ряд учебных процедур,  обеспечивающих наиболее сознательное и прочное усвоение материала.      Существует несколько классификаций обучающих программ.      В основу классификации по В.П.Беспалько положено представле­ ние  о  программированном  обучении как о выборе пути в обучении, которое осуществляется по способу  направления  учащихся  к  целиобучения:      1.Последовательная программа раскрывает содержание  обучения в виде одинаковой последовательности шагов для всех учащихся.      2.Последовательная программа  с  приложениями  ­  это  такая программа,  в которой некоторые иллюстрации, описания или деталь­ ные объяснения вынесены в приложения, а в основном текст програм­ мы состоит из специальных указательных кадров,  в которых сообща­ ется о том, как пользоваться приложениями.      3.Разветвленная программа ­ как и последовательная, излагает учебный материал систематически, взаимосвязанными шагами. Но тех­ ника  расположения материала существенно отличается от расположе­ ния материала в последовательной программе. В разветвленной прог­ рамме  после каждого операционного кадра содержится один операци­ онный или контрольный кадры.      4.Дифференцированная разветвленная программа.  С помощью нее можно достичь наиболее полного учета индивидуальных  познаватель­ ных возможностей учащихся.      5.Комбинированная программа  ­  использует  в  своих  частях принципы построения программ предыдущих 4­х типов.  В такой прог­ рамме можно наиболее полно и гибко  учитывать  и  приспосабливать учебный  материал к индивидуальным возможностям отдельных учащих­ ся.      Свою классификацию обучающих программ дал Б.С.Гершунский:      1.Управляющие и диагностирующие программы  ­  ориентированны на управление процессом обучения на уроке, а также в условиях до­ полнительной индивидуальной или групповой работы.  Они  позволяют последовательно задавать учащимся вопросы,  анализировать ответы, определять уровень усвоения материала,  выявлять ошибки и вносить коррективы в процесс обучения.      2.Демонстрационные программы ­ дают возможность получить  на экране дисплея красочные иллюстрации к излагаемому учителем мате­ риалу.      3.Генерирующие программы  ­ вырабатывают набор задач опреде­ ленного типа по заданной теме, позволяют провести контрольную или самостоятельную работу в классе,  обеспечив каждого учащегося от­ дельным заданием.      4.Операционные программы ­ позволяют учащимся самостоятельно ставить и решать задачи с помощью компьютера.      5.Контролирующие программы  ­ рассчитаны на проведение теку­ щего или контрольного опроса учащихся; помогают установить обрат­ ную связь в процессе обучения, дают возможность соотнести резуль­ таты обучения с трудностью предлагаемых заданий.                   Создание обучающей программы.      Для создания обучающей программы необходимо  последовательно осуществить 8 операций:      1. Формулировка целей обучения.      2. Составление тематического плана изучения предмета.      3. Подбор или составление непрограммированного текста.      4. Составление шагового тематического плана.      5. Создание матрицы.         Разработка матрицы ведется по строкам:  после полного за­ полнения одной строки переходят к другой.      Например,      1 стр.  Указывается название понятий, которые подробно раск­ рываются в информационных кадрах программы.      2 стр. Анализ группы шагов и придание наибольшей благоприят­ ности системе подачи учебного материала.      3 стр.  Намечается уровень обучения, которого должен достичьучащийся в итоге.      4 стр.  Анализ преемственности  в  системе  умений,  которые построены в упражнениях в развитии и образуют обобщенные умения.      5 стр. Намечаются упражнения.      6 стр.  Намечаются ориентиры,  по которым учащиеся могут су­ дить об успешности своего обучения.      7 стр.  Контрольные задания,  выявляющие умение учащихся ис­ пользовать знания, умения и навыки в различных ситуациях.      8 стр. Учет особенностей методики подачи учебного материала.      6. Создание программы обучения учащимися по данному  предме­ ту.      7. Разработка вводных и итоговых бесед и методических указа­ ний преподавателю.      8. Проверка (с ограниченной группой учащихся)  и  совершенс­ твование программы.      Итак, обучающая программа представляет собой изложение учеб­ ного  материала с учетом принципов управления познавательной дея­ тельностью учащихся.      Программы, используемые   для   программированного  обучения должны отличаться:      1) общепонятостью,  которая достигается подробным изложением в программе необходимых для обучения понятий  и  фактов  учебного предмета;  дроблением учебного материала на взаимосвязанные и по­ сильные для усвоения учащимися порции информации;      2) определенностью,  которая объясняется своей алгоритмичес­ кой структурой;      3) результативностью, которая достигается реализацией научно обоснованных закономерностей формирования  ума  человека;  точным учетом индивидуальных особенностей познания у учащихся.      Таким образом,  обучающая программа ­ это совокупность шаго­ вых учебных процедур, структурно состоящих из учебной информации, изложенной в определенной системе,  специальных заданий по выпол­ нению  учащимися  определенных  умственных и физических действий, необходимых для усвоения приемов интеллектуального или материаль­ ного  труда,  и  указаний для правильного выполнения этих заданий (обратная связь).      Алгоритмы нельзя  смешивать  с программированными пособиями, которые подают материал мелкими порциями и обеспечивают самоконт­ роль учащихся в процессе работы.      Программированное обучение нуждается не только в разрешающих алгоритмах и алгоритмах поиска,  предписывающих определенные сис­ темы действий для ученика, но в алгоритмах для учителя. Это алго­ ритмы, концентрирующие в себе оптимальные приемы, способы, после­ довательность работы по обучению различным сторонам предмета. Без таких  алгоритмов  трудно составить полноценный программированный учебник.      Каждый конкретный урок или этап обучения требует своего типа программных средств. Так, на уроке освоения нового материала нуж­ на  демонстрационная  программа,  которая  позволяет в доступной, наглядной форме довести до учащихся  теоретические  сведения.  На уроках закрепления  хорошо использовать программы­тренажеры ­ для закрепления теоретических знаний, развития навыков.      Практика показала, что формирование элементарных навыков об­ щения с ЭВМ,  изучение школьных дисциплин с использованием компь­ ютера  вполне  по  силам младшим школьникам и успешно осваивается ими.      В школе  компьютер выполняет функции тренажера и контролера, способствует индивидуализации обучения.У ребенка,  впервые севшего за компьютер, очень ярко выражен мотив первоначального интереса,  новизны,  игры. Но эффект новиз­ ны,интереса­  явление  кратковременное.  Не подкрепленное вовремя педагогически,  оно может дать противоположный эффект, что отчет­ ливо проявляется в падении у детей интереса к компьютеру, "привы­ кании" к нему.  Если шестилетних детей привлекает внешняя сторона обучения с использованием компьютера,  то учащиеся постарше начи­ нают задумываться о том, что же им дает работа на компьютере. Они понимают,  что включение компьютера в урок повышает интенсивность обучения:  отпадает необходимость в операции  письма,  появляется возможность увеличить объем необходимой тренировки, внимание сос­ редотачивается на самой сути выполнения задания.      Так, в  3  классе норма слов на урок,  с которыми непосредс­ твенно идет работа,  без компьютера ­ 50, а с ним ­ более 80. Хо­ рошо выполняются на компьютере задания, предусматривающие различ­ ные виды грамматического разбора и орфографической проверки.      Нельзя подменять  сознательное выполнение заданий механичес­ кой тренировкой.  Порой учащиеся отмечают, что в случае затрудне­ ний в работе,  учитель лишний раз объяснит, покажет, как надо де­ лать,  компьютер же только проверяет и оценивает выполнение зада­ ния.  Значит, необходима разработка компьютерных программ, позво­ ляющих определить,  за счет чего учащийся совершил ошибку,  какое действие в структуре задания не освоил,  что требует дополнитель­ ной отработки.      Включение компьютера в урок позволяет усилить индивидуализа­ цию учебного процесса.  В ряде компьютерных программ предусматри­ вается  разделение  заданий по уровням трудности и предоставление учащимся заданий того уровня,  который им доступен. Главная проб­ лема  ­  логика включения компьютера в урок.  Если грамматический разбор, редактирование текста могут быть относительно независимы­ ми  компонентами  урока,  то орфографическая работа на компьютере находится в тесной взаимосвязи с непосредственным письмом в  тет­ ради.      Орфографическая работа на компьютере играет свою положитель­ ную роль: вставляя пропущенные буквы в слова, учащиеся определяют тип орфограммы,  вспоминают  соответствующее  правило,  подбирают проверочные слова.  Но эта работа не может заменить обычного дик­ танта или самостоятельного, творческого письма, когда дети должны сами увидеть орфограмму в слове, умело распределить внимание меж­ ду содержанием и формой записываемого.      Продуманность организации  и содержания компьютерного урока, четкость в переходе от одного вида работы к другому повышает  ин­ тенсивность  урока.  Различные формы компьютерного контроля (кар­ тинка ­ приз,  оценка ­ "тебе присваивается  звание  профессора", самоконтроль и т.д.) обеспечивают объективность и своевременность в подведении итогов работы.      Алгоритмы и  программированное обучение помогают развивать у учащихся навыки логического мышления, формировать умение правиль­ но  действовать  в случаях,  когда возникают затруднения,  умение проверять себя.