На современном этапе развития системы военного образования с переходом на новые образовательные стандарты возникла необходимость в переоценке вопросов, связанных не только с подбором и использованием накопленных за прошедший период электронных средств обучения и воспитания, но и с возможностью внедрения новых информационных и телекоммуникационных технологий в качестве педагогического инструмента.
В соответствии с Федеральным законом Российской Федерации от 29 декабря 2012 г. № 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» к средствам обучения и воспитания относятся «... компьютеры, информационно-телекоммуникационные сети, аппаратно-программные и аудиовизуальные средства, печатные и электронные образовательные и информационные ресурсы и иные материальные объекты, необходимые для организации образовательной деятельности». Значительная часть перечисленных в Законе средств обучения и воспитания относятся к средствам информационных и телекоммуникационных технологий. Рассмотрим эти средства в качестве педагогического инструмента.
Информационные технологии подразумевают совокупность средств и методов обработки данных, обеспечивающих целенаправленное создание, передачу, хранение и отображение информационного продукта с наименьшими затратами и в соответствии с закономерностями той социальной среды, где развивается новая информационная технология.
Средства информационных технологий (в общем смысле) – это совокупность средств, которые создаются и используются с целью осуществления процессов трудовой деятельности человека и удовлетворения потребностей личности, общества и государства.
Более полное понятие средств информационных технологий приводится в словаре методических терминов и понятий, где под ними понимаются «технические устройства, которые включают: компьютеры всех классов, устройства ввода речи в компьютер, сканеры, базы данных, системы мультимедиа, видео- и телетекст, модемы, компьютерные сети, информационно-поисковые системы, цифровые фотокамеры, экспертные обучающие системы, устройства ввода графической информации, гипертекстовые системы, телевидение, радио, телефон и факс, голосовую электронную почту, телеконференции, электронную доску объявлений, программные средства навигации в Интернете, электронные библиотеки, программные средства учебного назначения, системы распознавания текста, программные комплексы (языки программирования, трансляторы), синтезаторы речи по тексту, средства передачи данных, пейджеры, системы «виртуальной реальности», геоинформационные системы и др.». Как видно из определения, к средствам информационных технологий относят как технические устройства, так и программные продукты, а также информационные системы различного назначения.
На сегодняшний день существуют несколько подходов к классификации средств информационных технологий. Так, например, некоторые авторы к средствам информационных технологий относят разнообразную компьютерную технику, которая облегчает и повышает уровень эффективности трудовых усилий человека, расширяет его возможности в процессе трудовой деятельности и освобождает человека частично или полностью от работы. В этом смысле средства информационных технологий разделяют на средства организационной, коммуникационной и вычислительной техники. В состав организационной техники входят средства, которые облегчают и обеспечивают офисную и инженерно-техническую работу, копировальное и проектное оборудование. К коммуникационной технике относятся телефоны, радиосвязь, факс и другие предметы, с помощью которых осуществляется передача информации. В состав компьютерной техники входят автоматизированные средства обработки данных и информации.
Под телекоммуникационными средствами следует понимать любые средства и инструменты, имеющие отношение к передаче информации. Таким образом, телекоммуникационные средства, используемые в образовании, – средства информатизации образования, обеспечивающие обмен информацией в телекоммуникационных сетях.
Важно отметить, что под понятие телекоммуникационных средств, наряду с аппаратными средствами, подпадают серверы, рабочие станции, сети или маршрутизаторы, также и специализированное программное обеспечение, и информационное наполнение, без которых полноценный информационный обмен в сфере образования был бы невозможен.
Благодаря использованию телекоммуникационных средств в сферу высшего образования проникли общеизвестные телекоммуникационные сервисы, такие как электронная почта, телеконференции и удаленный доступ к информации.
Оправданным является отнесение к средствам ИТ только компьютерных средств обработки и представления информации. Практическое осуществление информатизации образования в этом случае приведет к расширению использования в образовании новейших информационных и коммуникационных технологий. Именно поэтому под средствами информационных и телекоммуникационных технологий в качестве педагогического инструмента будем понимать компьютерное аппаратное и программное обеспечение, а также их содержательное наполнение, используемое для достижения целей информатизации образования.
Применение современных средств ИТ оказывает исключительно большое влияние на все аспекты образовательного процесса: и на содержание учебного материала, и на методы обучения, и на решаемые учебные задачи, и на мотивацию обучающихся и т. д. Все это обусловливает необходимость более подробного рассмотрения путей практического применения средств информационных и телекоммуникационных технологий в образовательной деятельности военного института.
Среди средств информационных технологий особым образом выделяется семейство средств, характерной особенностью которых является возможность обработки и представления информации различных типов. За последние годы к числу таких средств, получивших название средств мультимедиа, были отнесены устройства для записи и воспроизведения звука, фото и видео изображений.
Использование качественных мультимедиа-средств позволяет сделать процесс обучения гибким по отношению к социальным и культурным различиям между курсантами, их индивидуальным стилям и темпам обучения, их интересам.
Мультимедийные приложения могут также использоваться для облегчения совместного обучения. Небольшие группы курсантов могут совместно работать с одним мультимедийным приложением, что развивает у них навыки диалога со своими коллегами.
Применение мультимедиа может позитивно сказаться сразу на нескольких аспектах образовательного процесса: мультимедиа стимулируют когнитивные аспекты обучения, такие как восприятие и осознание информации, повышают мотивацию учащихся, могут помочь в развитии навыков совместной работы и коллективного познания у обучающихся. Вместе с тем, учебные мультимедиа-средства теоретически могут развить у обучающихся учащихся более глубокий подход к обучению, и, следовательно, помочь в формировании более глубокого понимания.
При использовании систем мультимедиа в образовательной деятельности не следует забывать, что мультимедиа может рассматриваться как средство обучения и средство связи. В различных открытых академических контекстах мультимедийные продукты и услуги Интернет могут использоваться как для выработки созидательных навыков, так и для развития критического мышления с тем, чтобы уровень подготовки учащихся соответствовал новым потребностям общества, основанного на обучении и сетевых технологиях.
Известно, что эффективность системы открытого образования в значительной степени влияет также среда, в которую входит структура образовательного процесса, его условия и доступность. В этом смысле мультимедийные приложения могут быть использованы как одна из многочисленных возможных сред обучения, применимая в многочисленных проектах открытого образования.
Основными формами представления содержания учебных средств ИТ является гипертекст и гипермедиа. Основная идея гипертекстовых систем заключается в концепции автоматически поддерживаемых связей между различными фрагментами информации (информационные единицы). Поддержка таких связей позволяет организовывать «нелинейные» информационные структуры.
Следующим практическим аспектом использования информационных технологий в образовательной деятельности является измерение результатов обучения. Система обучения представляет собой многогранный процесс, состоящий из многих взаимосвязанных элементов. Среди них важное место занимает контроль знаний, навыков, умений. Контроль сопровождает все виды образовательной деятельности, без него нельзя проводить управление любым процессом или системой. Осуществление контроля знаний, умений обучаемых, в первую очередь, включает решение проблемы определения совокупности требуемых качеств знаний, без которых критерии оценки знаний и способы определения уровня их усвоения выявить нельзя. Отсюда следуют задачи, возникающие при разработке средств контроля. В их числе: конкретизация целей, установка адекватности средств и результатов обучения, определение значимости результатов.
В настоящее время разработано достаточно большое количество отечественных и зарубежных средств ИТ, нацеленных на выявление уровня подготовленности учащихся. Однако для большинства из них наряду с большим количеством положительных моментов присущи и некоторые более или менее стандартные недостатки, например, непроработанность методических аспектов построения таких систем. Зачастую вызывает сомнение организация некоторых тестовых средств ИТ. Один из наиболее часто встречающихся недостатков заключается в том, что очень многие разработчики идут по традиционной схеме, когда тесты, написанные на бумаге, просто переносятся на компьютер. При этом сильно сужается набор типов контролирующих вопросов.
Компьютерные системы выявления уровня знаний широко применяются для уменьшения трудоемкости текущего контроля по естественнонаучным и техническим дисциплинам, цель которого состоит в оперативной и массовой одновременной проверке остаточных знаний большого количества обучаемых в доэкзаменационный период.
В числе программных средств, позволяющих автоматизировать контроль знаний, обучаемых находятся и компьютерные обучающие среды, основная цель которых – программная поддержка учебного процесса. Современные инструментальные среды для создания автоматизированных учебных курсов позволяют строить тесты с выборочными, числовыми, конструируемыми ответами. На практике в таких программных средствах чаще всего применяется выбор правильного ответа из списка (тесты с выборочными ответами).
Тестовые задания должны отвечать системе специфических требований, в которую, в первую очередь, входят требования предметной чистоты содержания, определенности, валидности, однозначности, простоты, надежности, правильности формы, локальной независимости, технологичности и эффективности.
В связи с применением средств ИТ в практике тестирования пересмотру должно быть подвергнуто содержание школьных и вузовских учебных курсов, связанных с информатикой. В них теперь должно быть предусмотрено обучение методам и технологиям автоматизированного опроса. Очевидно, что при этом система диагностирования процесса освоения данного предмета имеет особую специфику, состоящую в необходимости овладения информационными технологиями с помощью тех же самых информационных технологий.
Следующим практическим аспектом являются системы искусственного интеллекта в разработке и применении средств ИТ. Прогресс в области микроэлектроники стимулировал рост интеллектуальных технологий: нейронных сетей, эвристического программирования и моделирования, систем знаний. Технологии искусственного интеллекта позволяют решать научные и управленческие задачи в условиях физической недоступности объекта исследования, не структурируемой и неполной информации, нечетких исходных данных, обеспечивают эффективное прогнозирование сложных природных, социальных явлений и процессов, инициировать разработку и педагогическое использование специализированных средств ИТ.
В течение последнего десятилетия в рамках исследований по искусственному интеллекту сформировалось самостоятельное направление – экспертные системы. Экспертные системы можно отнести к интеллектуальным технологиям общего назначения, которые не только исполняют заданные процедуры, но на основе процедур поиска генерируют и используют процедуры решения новых конкретных задач.
С помощью экспертных систем специалисты, не владеющие программированием, могут самостоятельно разрабатывать интересующие их приложения. Решения, принимаемые экспертными системами в практических задачах, не уступают, а часто и превосходят возможности экспертов-людей, не вооруженных экспертной системой. В настоящее время экспертные системы все шире применяются во всех сферах образовательной деятельности.
Одними из наиболее современных средств ИТ, проникающих в сферу образования являются различные средства моделирования и средства, функционирование которых основано на технологиях, получивших название «виртуальная реальность».
К виртуальным объектам или процессам относятся электронные модели как реально существующих, так и воображаемых объектов или процессов. Прилагательное «виртуальный» используется для подчеркивания характеристик электронных аналогов образовательных и других объектов, представляемых на бумажных и иных материальных носителях. Кроме этого, данное прилагательное означает наличие основанного на мультимедиа технологиях интерфейса, продолжающего метафору реального пространства при работе с электронными моделями-аналогами.
Средства ИТ, относимые к числу программ «виртуальная реальность» предоставляют звуковую, пространственную и тактильную (осязательную) информацию. Они создают иллюзию вхождения и присутствия обучающихся в реальном времени в стереоскопически представленном «экранном мире», иллюзию перемещения пользователя относительно объектов этого мира. Системы «виртуальной реальности» являются интерфейсом не только к зрительной и языковой системе обучающегося, но и к другим его сенсорно-перцептивным системам (слух, осязание и даже обоняние). Перспективно использование этой технологии для развития пространственных представлений, для организации тренировок специалистов в условиях, максимально приближенных к реальной действительности.
В настоящее время при внедрении информационных технологий в образовательный процесс следует акцентировать внимание на создании обобщенных информационных моделей целых классов технических объектов и на создании всевозможных имитационных лабораторных моделей, тренажеров, в том числе и виртуальных. И, конечно же, должно продолжать развиваться такое направление, как создание систем автоматизированного проектирования.
Компьютерные модели, как правило, не являются универсальными. Каждая из них рассчитана на моделирование достаточно узкого круга явлений. Основанные на технологии математического моделирования, компьютерные модели могут быть использованы не только для демонстрации трудно воспроизводимых в учебной обстановке явлений, но и для интерактивного выяснения степени влияния тех или иных параметров на моделируемую ситуацию. Данное свойство позволяет использовать модели в качестве имитаторов лабораторных установок, а также для отработки навыков управления моделируемыми процессами. Современные средства ИТ позволяют не только работать с готовыми моделями объектов, но и производить их конструирование из отдельных элементов.
При организации образования следует учитывать, что применение систем «виртуальная реальность» ограничивается высокой стоимостью аппаратного и программного обеспечения.
Таким образом, технологии мультимедиа, моделирования и «виртуальной реальности», обеспечивающие уникальное воздействие на когнитивную сферу курсантов, должны использоваться в системе военного образования дидактически обоснованно. Чрезмерная пестрота изображений, излишнее увлечение анимационными эффектами и т. п. могут привести не к улучшению, а к ухудшению восприятия и усвоения учебного материала. В связи с этим в ряде случаев могут возникать сомнения в высокой эффективности современных ИТ для целей образования.
