И.Н. Кузнецов. Настольная книга практикующего педагога.

• сканер – устройство для ввода информации в компьютер цветных и черно-белых изображений с бумаги, пленки;
• слайд-сканер – устройство для ввода информации в компьютер изображений со слайдов;
• дигитайзер и перо (стилус) – устройства ввода высокоточной графической информации;
• цифровые фотокамера и видеокамера – устройства фотоввода или видеоввода данных в компьютер;
• микрофон – устройство речевого ввода;
• плата ввода-вывода видеоизображений в аналоговом формате позволяет вводить отснятые материалы с обычного видеомагнитофона, а через него и с аналоговой видеокамеры;
• трекбол – устройство типа манипулятора, по назначению аналогичен мыши, но обычно встроен в корпус, сейчас есть модели, выполненные не в форме шарика, а в форме пластинки, водя по которой рукой можно двигаться по экрану монитора;
• джойстик – устройство типа манипулятора, используется в основном в компьютерных играх.
В устройства вывода информации, кроме обязательного монитора, на данном этапе технического развития включают:
• принтер выводит (печатает) на бумагу, пленку, фотобумагу как алфавитно-цифровую, так и графическую информацию;
• плоттер (графопостроитель) – устройство высококачественного вывода графической информации (конструкторской, технологической и др.) на бумагу;
• проекционные устройства (мультимедийный проектор или оверхед-проектор) предназначены для вывода изображений с увеличением на экран или белую стену для малых или больших аудиторий;
• синтезатор звуков и акустические колонки предназначены для вывода аудиоинформации для коллективного или индивидуального прослушивания.
Устройства, в своем большинстве позволяющие вводить и выводить информацию, предназначены для длительного хранения данных или программных продуктов вне оперативной памяти компьютера, предоставления их для обработки по мере необходимости. Каждому такому устройству (накопителю информации или приводу) ставится в соответствие носитель (или группа носителей) информации, на которых собственно она и храниться.
Кроме винчестера и дисковода, в данную группу устройств входят:
• сменные винчестеры позволяют переносить жесткий диск вместе с дисководом;
• приводы компакт-дисков (CD-дисков) и DVD-дисков используются чаще только для воспроизведения хранимой информации, хотя сейчас распространены и записывающие модели приводов компакт-дисков;
• приводы магнитооптических дисков служат для записи-чтения с магнитооптических накопителей, могут быть внешними и внутренними;
• дисковые массивы представляют собой несколько накопителей на жестких дисках, объединенных единой системой ввода-вывода;
• стримеры – устройства для записи и чтения с магнитной ленты, похожей на ленту в аудиокассете, могут быть внешнего и внутреннего исполнения;
• фотоальбомы для цифровых фотографий позволяют хранить несколько тысяч цифровых фотографий.
Следует отметить, что устройств данной группы может быть несколько каждого вида в одном персональном компьютере.
Последняя группа – устройства связи или устройства для обеспечения функционирования систем обработки данных. Применяются, если возникает необходимость использовать не один, а несколько компьютеров.
Объединение усилий нескольких машин возможно по разным причинам: для обмена данными, для совместной эксплуатации ресурсов и устройств и др.
Два наиболее распространенных сегодня направления:
1) дистанционная передача данных (или выход в глобальные компьютерные сети), где в качестве канала передачи данных используется канал телефонной связи, а основные устройства приема-передачи данных – модем или факс-модем;
2) локальные сети, объединяющие несколько близко расположенных компьютеров для обмена информацией, экономного распределения ресурсов машин и совместной эксплуатации техники и данных. Основные устройства здесь позволяют собрать локальную сеть любой топологии.
Естественно, чем более универсальный компьютер мы желаем установить, тем более дорогостоящим он будет, тем больше периферийных устройств, плат (карт) сопряжения этих устройств с главной (материнской) платой компьютера и программ работы с ними нам потребуется. Ясно, что все школьные компьютеры оснащать подобным образом не оправданно и не эффективно. Однако всегда следует предусмотреть возможность наращивания устройств компьютера.
Менее универсальными многофункциональными устройствами можно считать, например, мультимедийный проектор, который обеспечивает работу практически с любым источником видео– и аудиоинформации: компьютером, видеокамерой, видеомагнитофоном, в любом формате записи; музыкальный центр, который позволяет прослушивать и производить перезапись с различных носителей: кассет, дисков, радиовхода; мультидисковый проигрыватель или музыкальный центр и многие другие, совмещающие в одном корпусе несколько устройств. Для непрофессионалов в подготовке и демонстрации видео– и аудиоматериалов тенденции в развитии техники направлены именно в область совмещения разнообразных функций в одном устройстве.
Если подойти к классификации технических средств по признаку подготовки или демонстрации информации, то можно выделить три группы:
I. Устройства только для предъявления уже готовых данных. Для видеоинформации к таким устройствам следует отнести телевизоры, видеоплееры для CD или DVD-дисков, слайд-проекторы, оверхед– или графопроекторы. Для аудиоматериалов – это проигрыватели (аудиоплееры) аудио-CD, или DVD-дисков, или магнитофонных кассет.
II. Устройства только для подготовки данных. К ним можно отнести: фотоаппараты и цифровые фотокамеры, аналоговые и цифровые видеокамеры, звукозаписывающую аппаратуру.
III. Устройства, позволяющие и подготовить, и продемонстрировать уже имеющиеся материалы. Это, безусловно, компьютер, который выполняет практически все функции; видеомагнитофон, музыкальный центр, двухкассетный магнитофон. По возможности работы с видео– и аудиоматериалами технические средства подразделяют на следующие группы.
Аудиотехника: звукозаписывающие и звуковоспроизводящие устройства, например кассетные магнитофоны, музыкальные центры, акустические системы, пульты аудиомикширования, радиоузлы и другие.
Видеотехника, которая, в свою очередь, подразделяется на две группы устройств:
• для статических объектов (например, слайд-проектор, оверхед-проектор без жидкокристаллической панели, фотоаппараты и цифровые фотокамеры и т. п.);
• для динамических объектов, которые практически всегда имеют возможность совмещения предъявления видеоинформации и аудиосопровождения (например, видеомагнитофоны и видеокамеры, телевизоры, компьютеры, видеомикшеры и т. п.).
Возможность работы с микро– и макрообъектами предоставляют различные модели видеокамер. Так, существуют модели видеокамер, снимающие объекты 9–10 мм, что очень полезно при демонстрации изображений, например, полученных с применением микроскопа. Демонстрация таких объектов может производиться на экран компьютера, телевизора или при помощи проектора.
Другие камеры снимают макрообъекты, их возможности определяются такой характеристикой, как приближение. Здесь следует иметь в виду, что приближение в камерах осуществляется двумя методами. Первый – за счет использования оптических возможностей камеры, реальное приближение; а второй – за счет цифровой обработки и увеличения изображения, полученного первым методом. Увеличенное изображение получается чем больше, тем хуже, более размытое, нечеткое. Если реклама видеокамеры предлагает двухсоткратное увеличение, то, значит, в камере реализованы оба метода и реальное приближение к объекту за счет оптики обычно не более 40.
Развитие современных технических средств и технологий отличается в зависимости от профессионализма пользователей. Для непрофессиональных пользователей оно основывается на совмещении множества функций и аппаратных средств в корпусе одного технического устройства, разработке и применении широкого спектра переходных устройств для преобразования видео– и аудио-сигналов в разные форматы (аналоговый или цифровой) хранения и передачи данных.
Особое внимание уделяется созданию максимального числа советов, подсказок, рисунков, защитных приемов от случайной порчи информации. При таком подходе обычно имеет место дублирование реализации одного и того же действия различными методами и, как следствие, рост объемов хранимой информации. Профессиональная техника развивается как наращиванием функциональных возможностей в рамках присущего данной технике вида, другой вариант профессиональных решений находится в плоскости совмещения возможностей нескольких однотипных устройств.
Из всего разнообразия методов и подходов к работе с информацией реализуются самые рациональные. Профессиональная техника практически всегда существенно дороже любительской, но материалы, полученные с ее использованием, более качественные и значительно лучше сохраняют эти качества при хранении и предъявлении.
Если рассматривать учебное заведение как потребителя технических устройств и аппаратуры, то с недавнего времени в качестве параметра для классификации технических средств можно предложить степень обязательности наличия данного технического средства или средств в учебном заведении.
Средства, обязательность наличия которых регламентируется предметами, их использующими, должны нормироваться и становятся обязательными к приобретению. Данная проблема пока не решена, но ее решение является насущно необходимым.
Одним из самых существенных признаков классификации технических средств в настоящее время выступает форма представления данных.
По данному признаку выделяют два больших класса устройств:
• с аналоговой записью данных;
• с цифровой записью данных.

9.2. Основные дидактические требования к техническим средствам учебного процесса

Стремительный рост объема знаний и их быстрое старение в настоящее время вступают в противоречие со сроками обучения в высшей школе, дальнейшее увеличение которых становится нецелесообразным.
Данное противоречие можно преодолеть путем фундаментализации обучения, периодического пересмотра учебных планов и программ и формирования у обучаемых навыков научного поиска, т. е. через совершенствование содержания и методов обучения. Разрешению этого противоречия не в последнюю очередь также служит широкое использование современной техники и других средств, предназначенных для интенсификации обучения.
Технические средства (ТС), применяемые сегодня, укрупненно-функционально можно классифицировать следующим образом: информационные, контролирующие и обучающие. С помощью технических средств конкретизируются понятия, явления и события, организуется и направляется восприятие, объективизируется содержание.
ТС выполняют функции источника, меры учебной информации, детектора организации внимания и наблюдения. Применение информационных технических средств формирует определенное эмоциональное отношение студентов к материалу изучения, стимулирует их интерес к тому или иному предмету. Некоторые технические средства позволяют оценивать интенсификацию обучения, осуществлять контроль и самоконтроль знаний.
Значительное влияние на методы преподавания оказывает использование в учебном процессе ЭВМ – обучающей техники высшего порядка. От этого значительно изменяются даже сам характер интенсификации обучения, функции преподавателя и студентов.
Процесс интенсификации обучения становится более поисковым, проблемно-гипотетическим, модельным с повышением коэффициента самостоятельной работы студентов. Исследования показали, что использование современных технических средств обучения позволяет развить и активизировать мыслительную деятельность студентов, привить им навыки аналитического действия и научного поиска.
Обучение с помощью ПЭВМ – принципиально новый вид учебного процесса, требующий новых форм и новых методов учебной и обучающей деятельности. Использование ПЭВМ принципиально изменяет функции преподавателя. Ему надо заранее предусмотреть, определить пути и алгоритмы оптимального интенсивного управления учебным процессом.
Следовательно, от педагога требуется умение не попасть под влияние техники, а, представляя себе ее возможности, подчинить ее своему влиянию. Иначе и преподаватель, и техника окажутся в дидактическом тупике. Внешне при этом все может выглядеть весьма современно и «индустриально-электронно», но качество обучения начнет снижаться.
Как уже отмечалось, выбор того или иного метода обучения определяется наличием соответствующих средств организации взаимодействия преподавателя с обучаемыми. В то же время реализация того или иного метода невозможна без необходимых определенных средств.
Основным требованием к выбору средств обучения является их соответствие применяемым методам взаимодействия преподавателя с обучаемыми.
Понятно, что выбор средств обучения лимитируется возможностями использования их в конкретной учебной ситуации и целесообразностью такого использования с точки зрения экономических и временных затрат (ресурсов). Другими словами, возможность и экономическая целесообразность использования средств обучения – еще одно важнейшее требование к их выбору.
До недавнего времени средства обучения ограничивались голосом, классной доской с мелом, учебниками и наглядными учебными пособиями. Сегодня в связи с развитием информационной техники, с потребностью активизировать познавательную деятельность обучаемых и облегчить труд преподавателя, в частности в связи с реализацией программированного обучения, появилось множество разнообразных средств организации и осуществления учебного процесса.
И теперь уже проблемой для преподавателя зачастую является правильный выбор из изобилия средств, в наибольшей степени отвечающих планируемому характеру взаимодействия с обучаемыми. Облегчению выбора служит ясное понимание преподавателем цели организуемого им взаимодействия и знание дидактических и технических характеристик, нужных ему для этого средств.
При выборе средств обучения следует помнить, что их использование не самоцель, а условие наиболее эффективной организации учебного процесса, повышения его качества.
В зависимости от выполняемых функций средства обучения можно разбить на следующие группы:
1. Являющиеся носителями учебной информации (слайды, звуко– и видеозаписи, учебные кинофильмы и т. п.), т. е. те, которые самостоятельно не используются в ходе учебного процесса.
2. Передающие учебную информацию, но не являющиеся ее носителями.
3. Совмещающие в себе обе функции.
4. Вспомогательные.
Все использованные для учебного процесса средства должны быть согласованы друг с другом и составлять некую единую систему.
Основную массу современных средств обучения образуют так называемые технические средства учебного процесса (ТСУП). Исторически сложилось так, что в ряде случаев ТСУП создавались без должного учета психологических и дидактических требований, которым они должны удовлетворять.
Сегодня обеспечение учебного процесса с помощью ТСУП может осуществляться двояким образом:
1-й путь – разработка и использование ТСУПов в соответствии с конкретными целями обучения и вытекающими из них дидактическими требованиями. Последовательность действий в этом случае такова:
1) на основе целей обучения формулируются дидактические требования к ТСУП;
2) с учетом реальных условий использования ТСУП и сформулированных дидактических требований разрабатываются технические требования к ТСУП;
3) разрабатываются и создаются ТСУП, отвечающие сформулированным техническим требованиям;
4) разрабатываются методическая документация и дидактические материалы, необходимые для осуществления учебного процесса.
2-й путь – анализ дидактических возможностей имеющихся в наличии ТСУП и выбор из них соответствующего дидактическим требованиям конкретного учебного процесса. В этом случае последовательность действий иная, а именно:
1) оцениваются дидактические возможности имеющихся в наличии ТСУП и сопоставляются с требованиями конкретного учебного процесса;
2) выявляются ТСУП, целесообразные для использования;
3) отбираются ТСУП, использование которых признано целесообразным;
4) разрабатываются дидактические материалы и (при необходимости) методическая документация, обеспечивающие осуществление учебного процесса.
Очевидно, что первый вариант с точки зрения эффективности ТСУП может оказаться оптимальным, а по экономическим затратам нецелесообразным.
Следует иметь в виду, что, как и в любой другой области человеческой деятельности (а в конструктивной педагогике, возможно, и в большей степени), при определении целесообразности механизации и автоматизации тех или иных процессов, ранее выполняющихся человеком, необходимо исходить из одних и тех же принципов. Полная либо частичная автоматизация функций преподавателя необходима тогда, когда высококачественное выполнение этой деятельности становится либо невозможным, либо нецелесообразным.
Современная техника открывает перед профессорско-преподавательским составом вузов большие возможности для непрерывного повышения эффективности учебного процесса. Но какой бы совершенной ни была техника, главной фигурой в организации учебного процесса остается преподаватель. Используются ли технические средства информации (ТСИ) или автоматизированные обучающие системы (АОС), преподаватель остается видимым или незримо присутствующим организатором процесса обучения – создателем дидактических материалов, автором сценария или обучающей программы, учебника или лабораторной установки.

Тенденции эффективного использования технических средств учебного процесса и построения технических комплексов обучения (ТКО)

Современные требования по перестройке образования в условиях перехода к рыночной экономике выдвигают объективную необходимость поиска новых подходов, методов и организационных форм совершенствования учебного процесса. Особая роль в решении задач по интенсификации и активизации обучения принадлежит интегрированным комплексным техническим системам в сфере образования.
Анализ использования ТСУП в вузах страны показывает, что, как правило, это устаревшая техника, которая не обеспечивает в полной мере решения узловых задач в наших учебных заведениях. Известно, что недостаточная оснащенность техническими средствами труда преподавателя является одной из причин низкого коэффициента полезного действия. По оценкам отдельных исследователей, он составляет не более 10–15%.
Поэтому сегодня существует острая необходимость наряду с созданием современных ТСУП разрабатывать новые подходы, системы моделей интегрированного построения технических комплексов обучения, осуществлять системную увязку технических средств обучения (ТСО), оргтехники и компьютерной техники в единую систему на основе определенных технологических процессов преподавания.
Основными проблемами в данном направлении являются:
– построение классификатора ТКО;
– разработка и обоснование функционально-технологического подхода к выбору и созданию ТКО;
– нахождение оптимальной модели выбора ТСУП;
– разработка математической модели построения оптимальной конфигурации и выбора ТКО на основе применения ПЭВМ;
– обоснование и выбор оптимальной аналитической модели, характеризующей эффективность функционирования ТКО.
Известно, что имеются и другие подходы к проектированию технических комплексов обучения.
Требуют незамедлительного исследования и разработки такие актуальные вопросы, как:
– подготовка преподавателей к пользованию ТСО;
– организация фонда средств информационно-методического обеспечения ТСУП как подсистемы учебно-методических комплексов по всем учебным предметам;
– создание материально-технической базы и организационных условий (психолого-дидактических, гигиенических, эргономических) для использования ТКО в учебно-воспитательном процессе;
– выбор методики определения экономической эффективности и обоснованности применения ТКО в учебном процессе, поскольку эффект применения ТСУП зависит не только от количества и качества приборов, устройств и их стоимости, но и от рационального их выбора и использования;
– внедрение современной компьютерной технологии (автоматизированных телекомплексов, современных микрокомпьютерных систем) в учебный процесс;
– рациональное использование производственных площадей для оборудования учебных лабораторий, аудиторий, т. е. для создания оптимальных учебных комплексов, реализующих методы интенсивного обучения.
Все это позволит резко повысить в целом эффективность формирования и использования ТСУП в конструктивной педагогике.
При этом важно добиваться комплексного использования ТСУП с учетом специфики конкретного учебного материала, содействовать не только программному усвоению знаний, но и операционной мобильности, динамичности преподавания, интеграции знаний различных наук, формированию у студентов способности к самообучению. В общем, ТСУП должен стать эффективным компонентом конструктивной педагогики.
Применение современных технических систем в сфере образования должно оптимально сочетаться с традиционными формами учебного процесса, чтобы обеспечивать органическое соединение информационного учебного материала, передаваемого с помощью технических средств (кинофильмов, диапозитивов, звукозаписи всей системы мультимедийных технологий и др.), с изложением его преподавателем, который включает эти средства в нужный момент по ходу занятий, консультаций и т. д.
При этом технические средства представления учебной информации используются как вспомогательный материал, усиливающий наглядность, доходчивость, доказательность, органически вписываясь в логику изложения учебного материала; усвоение обучающимися наиболее важной части учебного материала.
Этот процесс контролируется преподавателем в основном при помощи современных ТСУП. Преподаватель организует и направляет деятельность обучающихся, акцентирует их внимание на главных вопросах, управляет работой средств представления информации и контролирующих систем; самостоятельное использование ТСУП обучающимися во внеаудиторное время вплоть до изучения ими отдельных разделов курса. Имеется в виду работа с тренажером, обучающими и контролирующими приборами, прослушивание звукозаписей, просмотр видеофильмов и т. д.
Широкое применение комплекса ТСУП при необходимости систематически требует разработки новых и новейших методик преподавания, изменения структуры учебных занятий и самих функций преподавателя, оптимального построения им индивидуального технологического процесса преподавания, о чем подробно рассмотрено ранее.
Сегодня формируется поколение людей, на плечи которых ляжет основная часть работы по обновлению жизни нашего общества. Однако многие вопросы по перестройке звеньев нашего народного образования решаются с трудом и недостаточно динамично. Один из них – низкий уровень материально-технического обеспечения учебно-воспитательного процесса (УВП), не соответствующий многим мировым стандартам.
Вместе с тем инженерно-техническое обеспечение УВП не может отрываться от дидактических основ построения учебных технических систем вуза, не может превращаться в некую технократическую цель, реализация которой обходится обществу весьма недешево.
Совершенствование технического оснащения образования зависит от разработки как дидактических основ построения учебных технических систем, так и новейших образцов учебного оборудования и ТСО, особенно компьютерных систем, отвечающих современному мировому уровню.

Классификация и построение учебных технических систем

Все технические средства предназначаются для усиления физических и психических возможностей людей в той или иной области деятельности. В сфере образования издавна применяются технические устройства, увеличивающие обучающие способности педагога – технические средства учебного процесса. Имеется множество классификаций ТСУП.
Так, во второй половине 1980-х гг. С.И. Архангельский предложил следующую классификацию ТСУП: универсальные логико-информационные быстродействующие ЭВМ; контрольно-тренировочные устройства, позволяющие управлять «выдачей» определенных учебных заданий и оценивать ответы на поставленные вопросы; аналого-тренажерные устройства, способные обучать практическим действиям и осуществлять контроль за полученными знаниями, умениями, навыками.
Эту линию в начале 1990-х гг. продолжил И.И. Тихонов, который полагал, что в основу построения классификатора ТСУП должен быть положен информационный принцип. Он предложил следующую классификацию: средства информационные; средства контрольные; средства информационно-контрольные; средства регистрации. Указанный подход, по его мнению, помогает рассматривать все виды технических средств с точки зрения движения информации в учебном процессе.
А.М. Столяров утверждает, что при классификации ТСУП необходимо учитывать их характерные основные функции, к которым он относит: способ подачи материала; выдачу ответов; скорость подачи материала; проведение сравнения; реализацию обратной связи; классификацию и регистрацию ответов; возможность осуществления различных выборов; способ хранения информации; язык программирования; применение ЭВМ. Данные ТСУП, по мнению А.М. Столярова, должны быть адаптивны, приспособляемы к индивидуальным особенностям обучаемого.
В.П. Беспалько разработал следующую классификацию ТСО: приборы, регулирующие процесс обучения; приборы, автоматизирующие некоторые этапы процесса преподавания; комбинированные приборы. К первой группе ТСУП автор относит обучающие машины, ко второй – различного рода экзаменаторы.
Р.А. Низамов предложил свою классификацию ТСО (ТСУП): технические средства информации; технические средства контроля и самоконтроля; технические средства сбора и переработки информации; технические средства вспомогательные; технические средства комбинированные.
В начале 1970-х гг. А.Г. Молибог выдвинул идею классификации ТСУП по назначению: технические средства информации, контроля, тренажные и вспомогательные; по принципу устройства: звукотехнические, светотехнические, малые кибернетические, цифровые вычислительные, электронные моделирующие и электронно-механические; по характеру воздействия на органы чувств обучаемого: с воздействием на органы зрения, слуха и комбинированные; по логике работы: с линейной и разветвленной программой работы; по характеру обратной связи: без обратной связи, с выборочным ответом и со свободным конструированием ответа; по роду обучения: индивидуального, группового и поточного использования.
Имелись и другие предложения ряда авторов по классификации ТСУП.
В этих классификациях ТСУП:
1. Учитывается в полном объеме интеграция и комплексирование ТСУП всех видов занятий в индивидуальном и коммуникационном технических процессах.
2. Отсутствует четкое разделение и интеграция между системотехническими и педагогическими требованиями.
3. Нет обоснования определяющих классификационных признаков.
4. Отсутствует системность в формулировках признаков классификации.
5. Не учитывается системность и автономность применения ТСО в целостном учебном процессе.
Исходя из дидактических требований, Е.Л. Белкин предложил разделить ТСО на четыре следующих класса:
1. Информационные: дидактические материалы и аппаратура статистической проекции, фото-, киноаппаратура, макеты, плакаты-схемы, звукотехника, телевидение.
2. Контролирующие: универсальные и специализированные.
3. Информационно-контролирующие: универсальные и специализированные тренажеры.
4. Адаптивные, работающие на базе ЭВМ.
Известно, что ТСУП являются инструментом для создания обучающей среды. В силу этого их комплексный подбор и комплектование, с учетом содержания учебного процесса, определяют эффективность их использования. Но при этом не следует забывать, что они всегда остаются только инструментом для реализации обучающей программы, разработанной преподавателем, и сами по себе не могут иметь какой-то особой дидактической ценности, что особенно важно для развития ТСУП в конструктивной педагогике.
При построении ТСУП выделяются направления, связанные с разработкой конструкций и использованием информационно-контролирующих и других компьютерных систем обучения:
1. Создание и комплексирование различных модульных приборов и устройств, способных функционировать в автономном и системном режимах (автоматизированные классы). Более совершенными среди таких ТСУП являются информационно-логические устройства, отличающиеся достаточно развитым языком ввода информации, способные классифицировать как однозначные, так и неоднозначные решения, большой емкостью внутренней памяти.