Delist.ru

Мультимедийные обучающие системы лекционных курсов: теоретические основы создания и применения в процессе обучения студентов технических вузов электротехническим дисциплинам (30.08.2007)

Автор: Семенова Наталья Геннадьевна

Педагогический эксперимент проведен на базе Государственного образовательного учреждения «Оренбургский государственный университет». Для определения уровня усвоения основных понятий лекционного материала были разработаны задания для экспресс-тестирования в начале и в конце лекции. В экспериментальных группах лекции читались с применением МОС (ЛК) по курсу «Теоретические основы электротехники», в контрольных – по традиционной технологии. В 2005/06 учебном году эксперимент был проведен по пяти темам, а в 2006/07 учебном году – по десяти темам. Оценка достоверности результатов проведенного эксперимента осуществлялась с помощью критерия Фишера.

Оценка функционального состояния студентов на лекции Мультимедиа проведена с использованием физиологических, психометрических и субъективных методов. Физиологическая и психометрическая оценка проводилась для двух групп: экспериментальной и контрольной, до и после лекции. Для чистоты эксперимента лекции читались по одной и той же теме в один и тот же день, чтобы исключить влияние внешних факторов – изменения погодных условий и геотермальной обстановки.

Физиологическая оценка проведена совместно с Центром здоровья ОГУ с помощью автоматизированной диагностической системы «АМСАТ», позволяющей измерять электрические параметры биологически активных зон кожи человека, несущих информацию о состоянии взаимосвязанных с ними органов и тканевых систем. Итоговая информация представлялась на экране дисплея, где с использованием компьютерной графики на «фантоме» студента органы и ткани отображались по степени их отклонения от нормы.

Психометрическая оценка включала в себя исследование влияния МОС (ЛК) на изменение объема таких познавательных функций, как оперативная память и произвольное внимание, на основе методик «Оперативная память» и «Расстановка чисел».

Для субъективной оценки своего функционального состояния на лекциях, проводимых по традиционной технологии и с применением МОС (ЛК), обучающимся предлагалась анкета на основе теста дифференцированной самооценки (САН – самочувствие, активность, настроение).

Результаты проведенного педагогического эксперимента на лекционных занятиях с применением МОС (ЛК) по дисциплине «Теоретические основы электротехники» показали: повышение уровня усвоения основных понятий лекционного материала; формирование у обучающихся состояния функционального комфорта; достижение оптимального уровня активизации психологических процессов (оперативная память, внимание); обеспечение позитивного отношения к применению МОС (ЛК); отсутствие негативного физиологического влияния МОС (ЛК) на здоровье обучающихся. Полученные результаты свидетельствуют об активизации учебно-познавательной деятельности обучающихся на лекции Мультимедиа.

В шестой главе также сформулированы перспективные направления развития МОС.

Заключение

Проведенное исследование показало насущную потребность образовательного процесса в разработке теоретических основ создания и применения мультимедийных обучающих систем лекционных курсов электротехнических дисциплин. В ходе теоретического и экспериментального исследований и практической работы были получены следующие результаты и выводы.

1. Предложено историю становления мультимедийных средств учебного назначения условно разделить на три этапа (основу деления составляют инструментальные средства представления информации и ее форма): 1-й этап – становление (1981–1995 гг.); 2-й этап – развитие (с 1995 г. по настоящее время); 3-й этап – совершенствование. Выявлены особенности обучения электротехническим дисциплинам. Показано, что программные возможности систем мультимедиа предопределяют их психолого-педагогические возможности в учебном процессе.

Сформулировано определение: мультимедийная обучающая система (МОС) электротехнической дисциплины – это совокупность взаимосвязанных учебных программ (справочно-энциклопедической, информационной, тренировочной, моделирующей, контролирующей), обеспечивающих полную структуру учебно-познавательной деятельности: цель, мотив, собственно деятельность, результат, – при условии интерактивной обратной связи, выполненных на основе технологий Мультимедиа. Выделены следующие виды МОС электротехнической дисциплины: МОС (ЛК) – мультимедийная обучающая система для организации лекционных занятий, в которой превалирует информационная компонента; МОС (ПЗ) – мультимедийная обучающая система для организации практических занятий (упражнений), в которой превалирует тренировочная компонента; МОС (ЛЗ) – мультимедийная обучающая система для организации лабораторных занятий, в которой превалирует моделирующая компонента.

Установлены типы МОС, рекомендуемые для организации репродуктивной и продуктивной учебно-познавательной деятельности. Использована классификация методов обучения, предложенная И.Я. Лернером и М.К. Скаткиным (пять методов обучения, в каждом из последующих методов степень активности и самостоятельности в деятельности обучаемых возрастает).

2. Сформулирован комплекс психолого-педагогических требований. На основании проведенного анализа научно-методический литературы выявлено, что применение МОС в лекционных курсах потенциально обеспечивает, по сравнению с лекциями, проводимыми по традиционной технологии, более высокий уровень реализации таких традиционных дидактических требований, как научность, наглядность, доступность, прочность, сознательность и активность обучающихся, единство образовательных, развивающих и воспитательных функций обучения.

Обоснована целесообразность введения новых дидактических требований к МОС (ЛК): требования синкретичности предъявления информации, под которым понимается комбинированное предъявление информации при дидактически обоснованном соотношении различных ее форм: текст, звук, графика, видео, анимация – и требования обеспечения полной структуры учебно-познавательной деятельности (цель, мотив, собственно деятельность, конечный результат).

На основании проведенного анализа специфики преподавания электротехнических дисциплин в техническом вузе сформулированы следующие методические требования: требование избыточности учебной информации, включающей в себя тривиальную, синкретичную избыточность и избыточность кодированием; требование комплементарности мультимедиа и традиционных технологий; требование динамически развивающегося теоретического образа, реализуемого либо с помощью дискретной подачи компьютерно-визуализированной информации, либо с помощью программ имитационного моделирования.

Показана целесообразность формулировки нового психологического требования к МОС (ЛК) – требования эмоционального регулирования учебно-познавательной деятельности. Обобщены эргономические требования к МОС (ЛК).

3. Выявлена взаимосвязь программных и психолого-педагогических возможностей МОС (ЛК), ориентированных на активизацию учебно-познавательной деятельности обучающихся, в условиях реализации деятельностного подхода. Разработана модель активизации учебно-познавательной деятельности на основе выявленной взаимосвязи.

4. Рассмотрено компьютерное моделирование как метод активного обучения, включающий в себя взаимосвязанные активную обучающую деятельность со стороны преподавателя и активную учебно-познавательную деятельность со стороны обучающегося.

Выявлены типы и предложена классификация компьютерных моделей, адекватных содержательной специфике процесса обучения электротехническим дисциплинам. Предложено: изучение абстрактных понятий и отношений с ними проводить с помощью графической модели; изучение реальных электротехнических устройств (систем) проводить с помощью геометрической модели; изучение процессов, протекающих в реальных электротехнических устройствах (системах), проводить с помощью имитационной модели.

5. На основании синтеза методов проблемного обучения и компьютерного моделирования в исследовании предложен метод компьютерного моделирования проблемных задач, являющийся новым методом активного обучения на лекционных занятиях, основанный на информационном взаимодействии между лектором, студенческой аудиторией и интерактивным партнером – МОС (ЛК).

Выявлены достоинства метода компьютерного моделирования проблемных задач по сравнению с традиционным методом организации проблемного обучения, к основным из них следует отнести: сокращение времени на решение проблемной задачи; расширение типа проблемных задач; проблемные задачи, созданные с помощью компьютерного моделирования, являются «вечным учебным продуктом», который можно постоянно изменять, дополнять, корректировать; улучшение восприятия и осмысления проблемной задачи за счет синкретичного предъявления учебной информации; повышение мотивационно-эмоционального фактора за счет эстетического оформления слайдов в цвете, анимации; более конкретное и обоснованное обсуждение гипотез и проведение сравнительного анализа за счет многооконного представления информации на одном слайде; при компьютерном моделировании проблемных задач с помощью имитационных моделей проверка решения осуществляется с помощью виртуального эксперимента здесь и сейчас.

Выделены следующие этапы педагогической деятельности по организации проблемного обучения на лекционных занятиях с применением МОС (ЛК): целеполагающий, моделирующий, программной реализации, исполнительский, диагностический и рефлексивный.

6. На основании требования обеспечения полной структуры учебно-познавательной деятельности выделены следующие дидактические компоненты лекции Мультимедиа: целевой, потребностно-мотивационный, содержательный, операционально-деятельностный, эмоционально-волевой, контрольно-регулировочный, оценочно-результативный.

Разработана интегративная структура мультимедийной обучающей системы лекционного курса, отражающая не только блоки контента учебного материала (установочно-целевой, справочно-энциклопедический, электронного конспекта, объяснительно-иллюстративный, проблемных задач, тестовых заданий), но и их соотнесение с дидактическими компонентами лекции Мультимедиа и ее основными функциями (познавательной, развивающей, организующей, воспитательной).

7. Выделены следующие этапы разработки МОС (ЛК): организационный; подготовительный; обоснование дидактической целесообразности; разработка педагогического сценария; программная реализация; апробация; корректирующий.

Дана классификация технических средств: мультимедиа компьютеров, мультимедийных проекторов, экранов, рекомендуемых к применению на лекциях Мультимедиа, приведены критерии выбора технических средств для учебных аудиторий.

Внедрена в учебный процесс мультимедийная обучающая система лекционного курса по дисциплине «Теоретические основы электротехники».

8. Разработаны научно-методические основы применения мультимедийных обучающих систем лекционных курсов, включающие:

– методики проведения вариативных видов лекций: в лекциях, ориентированных на организацию репродуктивного уровня учебно-познавательной деятельности (информационных, обзорных, установочных, консультативных), в качестве ключевого следует использовать объяснительно-иллюстративный блок контента МОС (ЛК); в лекциях, ориентированных на организацию продуктивного уровня учебно-познавательной деятельности (проблемных, лекциях-диалогах, лекциях с запланированными ошибками), в качестве ключевого блока должен быть применен блок проблемных задач;

– методики подготовки и повышения квалификации преподавателей трех групп сообразно уровню их специальной, методической и ИКТ компетентности в области создания и применения МОС (ЛК): для преподавателей первой группы, обладающих высоким уровнем специальной, методической и ИКТ компетентности, основным направлением повышения квалификации является изучение теоретических основ создания и применения МОС; для преподавателей второй группы, имеющих достаточный уровень специальной и методической компетентности, но не владеющих компьютерными технологиями, основным направлением повышения квалификации является формирование ИКТ компетентности; для преподавателей третьей группы, молодых, начинающих преподавателей, как правило, обладающих хорошей подготовкой в области ИКТ, но не имеющих достаточного уровня специальной и методической компетентности, основным направлением является подготовка в специальной (предметной) и психолого-педагогической областях.

9. Проведена комплексная экспериментальная оценка активизации учебно-познавательной деятельности на лекционных занятиях, включающая в себя определение уровня усвоения основных понятий лекционного материала и оценку функционального состояния студентов на лекции Мультимедиа с использованием физиологических, психометрических и субъективных методов.

Полученные результаты свидетельствуют об активизации учебно-познавательной деятельности обучающихся на лекции Мультимедиа.

10. Внедрение результатов диссертационного исследования:

– разработанные теоретические основы создания и применения МОС включены в программу научно-методического семинара «Создание и применение мультимедийных педагогических средств в современной школе», которая внедрена для подготовки и повышения квалификации преподавателей в Ассоциации «Оренбургский университетский (учебный) округ»;

– разработана мультимедийная обучающая система лекционного курса по дисциплине «Теоретические основы электротехники», которая внедрена в учебный процесс Оренбургского государственного университета и ряда других вузов: Московского государственного горного университета, Московского института радиотехники, электроники и автоматики (технический университет), Екатеринбургского государственного технического университета (УПИ), Казанского государственного энергетического университета;

– разработан новый учебный курс «Мультимедиа технологии в образовании», который внедрен в учебный процесс ОГУ для студентов специальности 030500 «Профессиональное обучение»;

– под руководством автора в лаборатории мультимедийного образования Центра развития образования Оренбургского государственного университета разработано 7 мультимедийных курсов лекций в соответствии с разработанными психолого-педагогическими требованиями по различным электротехническим дисциплинам (более 250 лекций Мультимедиа) для студентов электроэнергетического факультета ОГУ.

Полученные результаты дают основание заключить, что задачи исследования решены, поставленная цель достигнута, гипотеза исследования подтверждена.

По теме диссертации опубликовано свыше восьмидесяти работ.

Основные публикации по теме исследования:

загрузка...