Программированное обучение. Основные принципы и достоинства

Оглавление:

Существует мнение, что элементы программированного обучения можно найти уже в древности. Об этом свидетельствует хотя бы диалог, описанный Платоном в «Меноне» между Сократом и мальчиком о вычислении площади четырехугольника. В этом диалоге Сократ мастерски использовал эвристическую беседу; он заставлял собеседника сразу же оценивать каждый ответ на вопрос, призывал его исправить ошибки, подчеркивал логические связи между каждым шагом на пути от незнания к знанию; он учил его мыслить самостоятельно и критически, поддерживая темп, соответствующий мальчику. Только две наиболее важные черты современной концепции программированного обучения отсутствуют в сократовской эвристике: так называемый самоконтроль и постепенное увеличение сложности работы ученика за счет рационального сокращения количества наводящих инструкций.

В Новой Эре мы также находим дидактические спецификации, авторов которых можно рассматривать как предшественников современной версии программированного обучения. Многие из этих утверждений были сформулированы в 17 веке. Декарт в своем «Рассуждении о методе» утверждал, что нашел способ вести ученика шаг за шагом от незнания к знанию. Трудности, с которыми сталкивается студент на своем пути, можно легко преодолеть, если разделить каждый большой кусок материала на «рациональные элементы». В этот же период Я.А. Коменский сформулировал руководящие принципы. А. Коменский сформулировал руководящие принципы, которыми сегодня пользуются все авторы программированных текстов. Он разработал их так, чтобы перевести ученика от простого к сложному, от известного к неизвестному, от близкого к далекому.

Согласно этой точке зрения, элементы программированного обучения можно также найти в дидактических концепциях Гербарта и его учеников, а также Дьюи, Тренбицкого Станислав Тренбицкий является одним из пионеров программированного обучения. В 1920 году он запатентовал «устройство для облегчения обучения без посторонней помощи», за несколько лет до аналогичной работы американского психолога С.Л. Пресси. Разницу между традиционным и программированным обучением можно увидеть в том, что в последнем существуют реальные способы применения определенных принципов на практике. Если в традиционном обучении принципы функционируют как руководство для деятельности учителя и признаются теоретически, это не означает, что они действительно реализуются на практике и т.д. Можно даже не бояться утверждать, что фактически все программированное обучение вписывается в эти концепции и поэтому имеет наиболее традиционный характер: и программированное, и традиционное обучение основаны на одних и тех же дидактических принципах.

Такие утверждения верны лишь отчасти. Несомненно, существуют общие принципы, которые действуют как в традиционном, так и в программированном обучении. К ним относятся, например, принципы индивидуализации темпа и содержания обучения, систематичности, доступности, активизации деятельности учащихся и т.д. В то же время, программированное обучение также применяет принципы, которые — такие как принцип экспериментальной проверки содержания учебника или принцип немедленной оценки ответа каждого ученика — не принадлежат к корпусу традиционных принципов обучения. Из этого следует, что принципы традиционного обучения не являются достаточной основой для программированного обучения.

Принцип индивидуализации темпа и содержания, например, признается всеми сторонниками классного преподавания — организационной структуры, лежащей в основе традиционной системы обучения. Такие принципы не могут быть последовательно реализованы в традиционной дидактической системе, которая также определяется этой структурой. Это связано с тем, что невозможно позволить каждому ученику в классе учиться в своем оптимальном темпе и усваивать материал на своем индивидуальном уровне развития. Это именно то, что предлагает программированное обучение.

Таким образом, основное различие между обычным и запрограммированным обучением заключается не столько в принципах, лежащих в их основе (поскольку они действительно очень похожи, если не идентичны), сколько в степени, в которой эти принципы могут быть реализованы в каждой области.

Более подробно эта тема будет рассмотрена при описании основных особенностей программированного обучения, которое также определяется некоторыми авторами термином «принципы», чему будет посвящен следующий раздел.

Технология программированного обучения — это технология самостоятельного индивидуального обучения по готовой программе обучения с помощью специальных средств (программированного учебника, специальных тренажеров, компьютеров и т.д.). Это дает возможность каждому ученику реализовать обучение в соответствии с его индивидуальными особенностями (скорость обучения, уровень усвоения материала и т.д.). Характерные особенности технологии программированного обучения:

Разбейте тему на небольшие, легко усваиваемые фрагменты;
Запись системы правил последовательного выполнения определенных действий, направленных на освоение каждой части; проверка освоения каждой части. Если ученик правильно выполняет контрольные задания, он получает новую порцию материала и выполняет следующий шаг обучения; если ученик отвечает неправильно, он получает помощь и дополнительные объяснения; запись результатов выполнения контрольных заданий, доступная как самим ученикам (внутренняя обратная связь), так и учителю (внешняя обратная связь). Скиннер (основатель программированного обучения) основывал технику программированного обучения на двух предпосылках:

отстранитесь от контроля и перейдите к самоконтролю;
перевести педагогическую систему на самообучение студентов.

Основным средством реализации технологии программированного обучения является учебная программа, в которой строго систематизированы: 1) сам учебный материал, 2) действия ученика по его усвоению, 3) формы контроля усвоения. Она [программа обучения] предписывает последовательность действий для овладения определенной единицей знаний. Обучающие программы могут быть в виде запрограммированного учебника или других видов печатных материалов (безмашинное программированное обучение) или в виде программы, подаваемой обучающей машиной (машинное программированное обучение).

Линейная программа

Теоретические основы современной версии линейного программирования были разработаны американским психологом Б.Ф. Скиннером, бывшим профессором Гарвардского университета. На конференции по анализу тенденций развития психологии, проходившей в Питтсбурге в марте 1954 года, он выступил с докладом «Наука обучения и искусство преподавания», в котором в общих чертах изложил свою концепцию программированного обучения. Его основные принципы были следующими.

Обучение, обусловленное страхом наказания, насмешек со стороны учителей и одноклассников, плохих оценок и т.д., как это распространено в большинстве школ мира, не приводит к хорошим результатам. Более того, удивляет, что «она вообще не дает положительных результатов».

Последние результаты лабораторных исследований обучения у животных и людей показывают, что это неблагоприятное состояние можно обратить вспять. Для этого материал, который ученик должен усвоить в процессе собственной познавательной деятельности, следует разделить на небольшие части (шаги, порции) и каждый правильный ответ (ответ) немедленно подкреплять соответствующим вознаграждением. В случае вербального обучения, которое нас здесь интересует, поощрение — это подтверждение каждого успешного шага на пути к цели, приобретению определенного запаса знаний и навыков.

Чувство достижения, осознание успешного преодоления трудностей в работе способствует повышению интереса студента к учебе. Поэтому программированный текст не должен содержать сложных «шагов», несущих риск ошибок, так как это негативно влияет на отношение ученика к работе.

Согласно Скиннеру, обучение — это процесс, который приводит к появлению новых форм поведения или модификации существующих. Субъект с большей вероятностью научится новому желаемому поведению, действию или знанию через повторение. Однако это повторение не должно быть механическим; его результаты должны контролироваться обучающимся и интегрироваться в более широкий контекст.

Например, освоение условных и безусловных рефлексов требует, по крайней мере, двух-трех повторений учеником всех обобщений в этом разделе программы и иллюстрирующих их примеров. Рассматриваемые обобщения и примеры должны повторяться каждый раз по-разному, в различной системе отношений, ибо каждое такое повторение должно дать ученику основу для распознавания сходств и различий между различными обобщениями и примерами, дать материал для новых обобщений, словом, помочь ученику лучше понять и усвоить содержание раздела, над которым идет работа.

У обучающихся животных активизирующим фактором является создание ситуаций, требующих удовлетворения биологических потребностей, таких как голод и жажда. Чтобы удовлетворить их, животные совершают различные действия. Когда экспериментатор замечает действие, которое желательно с точки зрения достижения их целей, он просто подкрепляет его пищей, придавая этому действию сравнительную устойчивость. Таким образом Скиннер научил своих голубей реагировать на определенные стимулы: переступать с ноги на ногу, играть в пинг-понг, отличать круг от эллипса и так далее.

Вербальное обучение, характерное для человека, требует других активирующих факторов. Здесь также в качестве движущей силы может использоваться стремление к удовлетворению потребностей, но в этом случае на первый план выходят когнитивные, а не биологические потребности, например, путем помещения учащихся в проблемные ситуации. По мнению Скиннера, метод Сократа особенно эффективен в этом отношении, поскольку он требует от студентов постоянной активности, заставляя их после каждого шага вперед давать ответ на очередной вопрос.

Разумеется, ответы должны соответствовать определенным требованиям. Во-первых, эти ответы должны быть сформулированы самостоятельно на основе тщательного изучения текста. Во-вторых, они должны быть открыты для внешней проверки, поскольку только таким образом можно помочь студенту устранить возможные ошибки. В-третьих, уровень сложности при подготовке ответа должен повышаться в соответствии с принципом «от простого к сложному», но этот уровень сложности не должен выходить за пределы, определенные принципом предупреждения ошибок. Наконец, в-четвертых, методы подтверждения (подкрепления) правильных ответов при обучении людей и животных должны быть разными, поскольку у человека вероятность случайно найти правильный ответ методом проб и ошибок гораздо ниже, так как нет сомнений в возможности разных ответов на одинаковые стимулы. Свободное поведение, используемое в экспериментах на животных, заменяется контролируемым поведением, которое подсказывает студенту правильный ответ, чтобы предотвратить поиск ответов и воображение. Очевидно, что сила этой подсказки уменьшается по мере продвижения студента от первого кадра программы к следующему, увеличивая степень автономности его работы.

Согласно Скиннеру, приведенная выше концепция обучения, определяемая как инструментальное (условное) обучение, существенно отличается от классической концепции условных рефлексов Павлова. Разница в том, что в классическом условном рефлексе сначала устанавливается реактивное поведение, существенной чертой которого является немедленный ответ на ожидаемый стимул, тогда как инструментальное научение устанавливает оперантное поведение в соответствии с предвиденными последствиями. Скиннер считает этот тип поведения фундаментальным и уделяет его изучению основное внимание.

Таким образом, можно считать в целом, что инструментальное обучение по Скиннеру формирует у учащихся интерес к учебе, активизирует их, дает каждому возможность работать в оптимальном для него темпе, устраняя атмосферу страха и принуждения, пассивности и скуки, шаблона и отсутствия стимула к усилиям, словом, существенно меняет существующую систему педагогических воздействий на учащихся.

По мнению Скиннера, линейное программированное обучение может быть полезным средством для достижения таких изменений, поскольку его принципы вытекают из концепции инструментального обучения, описанной выше. К наиболее важным из них относятся:

принцип маленьких шагов. Согласно этому принципу, учебный материал должен быть разделен на минимально возможные уроки (шаги, микроинформация), так как их легче осилить учащимся, чем большие.
принцип немедленного подтверждения ответа. Согласно идее этого принципа, сразу после ответа на вопрос в запрограммированном тексте (программе) или после заполнения пробела (пробелов) в кадре, студент должен проверить, правильно ли он ответил. Для этого он должен сравнить свой ответ с правильным ответом в программе, который обычно расположен в правой части поля. Следует подчеркнуть, что студент может переходить к следующему кадру только в том случае, если его ответы полностью совпадают.
принцип индивидуализации темпа обучения. Этот принцип требует, чтобы студенты проходили учебную программу в оптимальном для них темпе, по очереди, поскольку только так можно достичь соответствующих результатов обучения.
принцип постепенного увеличения трудности. Одним из следствий этого принципа является то, что в первом кадре постепенно уменьшается значительное количество так называемых направляющих инструкций, которые помогают учащимся заполнить пробелы в тексте, что приводит к увеличению сложности программы.
принцип дифференцированного углубления знаний. Для реализации этого принципа каждое обобщение в тексте программы должно быть повторено несколько раз в различных контекстах содержания и проиллюстрировано достаточным количеством тщательно подобранных примеров.
принцип равномерной прогрессии инструментального обучения. Этот принцип определяет процесс обучения в линейных программах следующим образом:

Учащийся подвергается воздействию упорядоченной цепи (набора) стимулов (микроинформации),
на которые он реагирует определенным образом, т.е. конструирует ответы, и:
его реакции немедленно оцениваются положительно или отрицательно путем сравнения его собственных реакций с реакциями программы,
в результате совершайте мало ошибок и фиксируйте правильные реакции,
Он приобретает знания «маленькими шажками».

Круги в каждом эллипсе, символизирующие рамки программы, представляют элементы содержания, которыми должны овладеть учащиеся. Особо важные элементы дублируются в пересекающихся эллипсах. Стрелка указывает путь, по которому должны следовать все студенты, использующие программу. Этот путь следует по прямой линии, отсюда и название программы: прямолинейная или линейная.

Разветвленная программа

Не все предложенные Скиннером принципы программирования получили всеобщее признание исследователей, специализирующихся на программном обучении.

Принцип «безошибочного чтения» с самого начала подвергался критике. Например, Сидней JL Пресси из Огайо, а также Норман А. Краудер из Чикаго считают, что ошибки, допускаемые учащимися в процессе обучения, не следует исключать, поскольку эти ошибки можно использовать для рационализации процесса, придав им статус контроля качества и сделав их средством выяснения того, что учащийся не понял или еще не освоил.

Существуют также возражения и критика требования Скиннера об атомизации учебного материала, его разделении на «микроинформацию». Студент, обреченный двигаться к цели чрезвычайно малыми шагами и, таким образом, лишенный возможности достигать ее большими скачками, быстро устает и впадает в скуку, что пагубно сказывается на результатах обучения. Другой недостаток принципа малых шагов, по мнению его критиков, заключается в том, что он не позволяет индивидуализировать обучение, а лишь адаптирует темп процесса к способностям отдельных учеников.

Наконец, постулат Скиннера о линейном программировании подвергся резкой критике в отношении построения ответа студентами. Авторы этой критики, в первую очередь Н. А. Краудер, считают, что по сравнению с заполнением пропусков в тексте, более эффективным является определение ответа, его выбор. По мнению Краудера, ученик, выбирающий правильный ответ из нескольких неправильных или неполных, затрачивает больше интеллектуальных усилий и работает более самостоятельно, чем тот, кто «учится по письму», выбирая только ответы, «данные» ему автором программы.

Эти и подобные критические замечания в адрес концепции Скиннера привели к появлению так называемого разветвленного программирования. Этот тип программирования, по крайней мере, по замыслу его автора Н. А. Краудера, должен быть свободен от недостатков, приписываемых линейному программированию Скиннера.

Программирование с разветвлением происходит непосредственно из тестов на знания, точнее, из тех версий таких тестов, которые основаны на тестах выбора. Он имеет много общего с методом Сократа, в котором учеников направляют к правильным ответам после того, как они сначала исключат неправильные или неполные ответы. В основе разветвленного программирования лежат следующие теоретические предположения.

Учебный материал должен быть разделен на порции (разделы, шаги), размер которых соответствует размеру минимальных подтем традиционных текстов, так как ученик должен иметь возможность осознать цель, которую необходимо достичь в процессе обучения, а это может сделать только комплексный текст, который не разделен на искусственно разделенные «фрагменты» информации.

За каждой порцией информации должен следовать вопрос, который ставит ученика перед необходимостью самостоятельно выбрать правильный ответ из нескольких неправильных или неполных ответов. При этом соответствующие вопросы должны выполнять следующие дидактические функции:

Используется для проверки того, насколько хорошо ученик понял и усвоил материал, помещенный в данную рамочную учебную программу;
обратитесь к соответствующей рамке коррекции, если правильный ответ, размещенный в тексте, неверен;
Предоставьте студентам возможность закрепить важнейшие знания с помощью соответствующих упражнений;
Это делается для того, чтобы заставить ученика активно работать с текстом, избегая тем самым механического запоминания путем повторения бессмысленного и повторяющегося содержания;
Сформировать у учащихся ценностное отношение к учебе, развить интерес к предмету и приучить их к контролю и оценке собственных результатов.

Сразу после указания ответа, выбранного учеником, необходимо проверить правильность его выбора. Поэтому программа должна информировать ученика о результате каждого выбора и, в случае ошибки, отсылать к исходной точке, чтобы он мог попробовать еще раз выбрать правильный ответ, или к соответствующей рамке коррекции, объясняющей причины ошибки.

Путь по разветвленной программе должен быть дифференцирован с точки зрения навыков, демонстрируемых студентами. Лучшие и наиболее продвинутые студенты должны пройти более короткий путь, чем их относительно слабые сверстники, которых следует направить на коррекционные программы, чтобы восполнить пробелы в знаниях и улучшить их отстающие навыки.

Уровень сложности материала учебной программы должен повышаться, применяя принцип «от простого к сложному» при создании как вопросов, так и соответствующих ответов.

Содержание опорной схемы должно определяться на основе тщательного анализа ошибок, допущенных по каждому предмету учениками конкретных классов.

Суждения, понятия, законы, принципы и т.д., входящие в содержание отраслевой программы, должны быть представлены в различных контекстах в содержательно связной текстовой рамке, а примеры должны быть приведены в коррекционной рамке, цель которой — полностью раскрыть содержание каждого обобщения. Исходя из представленной схемы, студенты, правильно ответившие на вопросы в основном кадре (1, 2, 3 и т.д.), будут продвигаться по кратчайшему пути. Остальные студенты снова отсылаются к подкадрам, где им дается дополнительная информация для исправления ошибок, допущенных ими в программе. Множественные ветви, показанные на диаграмме, оправдывают название программы — branched.

Метод Шеффилда

Желание сочетать линейные программы с разветвленными привело к появлению так называемого смешанного программирования, разработанного британскими психологами из Университета Шеффилда. Он характеризуется следующими особенностями.

Учебный материал разделен на части разного размера (порции, шаги). Решающим фактором для такого деления является дидактическая цель, которая должна быть достигнута при работе с данным фрагментом программного текста, с учетом возраста учащихся и специфики предмета. Например, если программа должна стать единственным источником знаний для студентов по определенному предмету, она должна быть более обширной, чем если бы она выполняла только контрольную или вспомогательную функцию. В программе, рассчитанной на младших школьников, объем рамок будет, как правило, меньше, чем в текстах для студентов. Наконец, содержание и логические связи между отдельными фрагментами информации приводят к определенной тематической связности, целостности передаваемой информации, что также влияет на размер рамки в смешанной программе.

Учащийся дает ответы, выбирая их и заполняя пробелы в тексте. Основным фактором, определяющим, какой из рассмотренных вариантов реализует автор программы (т.е. выбор ответа или заполнение пробелов), является дидактическая цель, которую он/она хочет достичь. Например, принцип выбора ответа Скиннера в основном используется в рамках коррекционной работы, чтобы облегчить безошибочное усвоение материала, с которым учащиеся сталкиваются неоднократно. Принцип отбора ответов Краудера используется в так называемых основных кадрах, которые содержат самую важную информацию.

Обучающийся может перейти к следующему кадру программы только после освоения содержания предыдущего кадра. Это положение характерно для всех вариантов дидактического программирования, но в случае смешанного программирования оно приобретает особое значение, поскольку авторы смешанных программ предусматривают возможность не только индивидуальной, но и групповой работы с программированным текстом. Их успех, по мнению авторов, даже в большей степени зависит от строгого следования соответствующему правилу, чем от успеха индивидуальной работы.

Содержание каждой рамки дифференцировано в зависимости от способностей учащихся и уровня их развития по предмету. В этом отношении смешанная программа ближе к разветвленной программе, где, как мы помним, и содержание, и темп обучения подлежат индивидуализации.

В смешанном программировании, как и в линейном и разветвленном, действует принцип дифференциации сложности и прочности знаний, полученных учениками. В вариантах смешанного программирования, которые мы называем блочным программированием и отличаем от программирования Шеффилда, особое внимание уделяется принципу обоснованности знаний учащихся и сочетанию теории и практики в классе.

Шеффилдская версия смешанной программы, в отличие от программ, описанных выше, не вызвала особых нареканий. Причиной этого может быть то, что данная программа является относительно редкой, а ее преимущества и недостатки еще не были установлены в серьезных эмпирических исследованиях.

Основные принципы и преимущества программированного обучения

Первым принципом программированного обучения является определенная иерархия блоков управления. Термин «иерархия» означает ступенчатое соподчинение частей в целостном организме (или системе) при относительной независимости этих частей. Поэтому говорят, что управление таким организмом или системой основано на иерархическом принципе. Структура техники программированного обучения уже свидетельствует об иерархическом характере ее блоков управления, которые, тем не менее, образуют целостную систему. В этой иерархии учитель является первым в системе управления в наиболее ответственных ситуациях: создание предварительной общей ориентации в предмете, отношение к предмету, индивидуальная помощь и коррекция в сложных нестандартных учебных ситуациях.

Суть второго принципа — принципа обратной связи — вытекает из кибернетической теории построения информационных преобразований (систем управления) и требует циклической организации системы управления процессом обучения для каждой операции учебной деятельности. В этом процессе от управляемого объекта к управляющему передается не только информация о необходимом образце действия (прямая обратная связь), но и информация о состоянии управляемого объекта к управляющему (обратная связь). Обратная связь необходима не только учителю, но и ученику: одному — для того, чтобы обратить внимание на предмет, другому — чтобы исправить его.

Именно поэтому мы говорим об оперативной обратной связи. Обратная связь, которая служит для самостоятельной коррекции результатов и характера умственной деятельности ученика, называется внутренней. Если это влияние происходит через те же управляющие устройства, которые направляют процесс обучения (или через учителя), то такая обратная связь называется внешней. Таким образом, при внутренней обратной связи учащиеся сами анализируют результаты своего обучения, в то время как при внешней обратной связи это делают учителя или контролирующие устройства.

Третий принцип программированного обучения — это реализация долгосрочного технологического процесса в раскрытии и представлении учебных материалов. Выполнение этого требования обеспечивает общую понятность программы обучения. Пошаговый процесс обучения — это технологический прием, который означает, что учебный материал в программе состоит из отдельных, независимых, но взаимосвязанных частей информации и учебных заданий, оптимальных по объему (что отражает определенную теорию усвоения знаний учащимися и способствует эффективному усвоению знаний и навыков).

Набор информации для прямой и обратной связи и правила выполнения когнитивных действий составляют один из этапов обучающей программы. Шаг включает три взаимосвязанных звена (фрейма): информация, обратная связь и контроль. Последовательность шагов обучения образует программу обучения — основу техники программированного обучения.

Четвертый принцип программированного обучения основан на том, что работа обучающихся по программе строго индивидуальна, существует естественное требование вести направленный информационный процесс и предоставить каждому обучающемуся возможность продвигаться в обучении в темпе, наиболее благоприятном для его познавательных сил, и в соответствии с этой возможностью корректировать поток контролирующей информации. Соблюдение принципа индивидуального темпа обучения и индивидуального контроля обучения создает возможность успешного обучения для всех учащихся, хотя и в разное время. Пятый принцип требует использования специальных технических средств для подачи программированных учебных материалов по ряду дисциплин, связанных с развитием у студентов определенных свойств и качеств личности, например, хорошей реакции, ориентации. Эти инструменты можно назвать инструментами обучения, поскольку они полностью имитируют деятельность учителя в процессе обучения. Таким образом, программа обучения выполняет ряд функций преподавателя:

служит источником информации;
организует процесс обучения;
контролирует степень усвоения материала;
регулирует темп изучения предмета;
делает все необходимые заявления;
предотвращает ошибки;
дает обратную связь: внутреннюю (обучающемуся — он сразу видит, правильно или неправильно он усвоил материал) и внешнюю (преподавателю — он получает обобщенную информацию о ходе усвоения материала каждым обучающимся и группой в целом).

Программированное обучение полезно для преподавания дисциплин, основанных на фактическом материале и повторяющихся операциях, которые имеют однозначные, четкие формулы, алгоритмы действий. Основной задачей программированного обучения является развитие автоматизированных навыков, прочных, однозначных знаний и умений. Программированное обучение стимулировало разработку и использование технических средств обучения. Технические средства обучения (ТСО) включают различные устройства, машины и системы в сочетании с учебно-методическими материалами, используемые для повышения эффективности процесса обучения. Выделяют: 1) информационные ТСО — технические средства представления информации (эпипроекторы, учебное кино, учебное телевидение и т.д.); 2) контролирующие ТСО; 3) обучающие ТСО, реализующие весь замкнутый цикл управления обучением, представленный обучающей программой, программированным обучением. Автоматизированные обучающие системы (АОС) могут реализовывать линейные, реже — разветвленные программы. Автоматизированное обучение проходит более успешно с помощью компьютера. Компьютерная АОС осуществляет процесс обучения в интерактивном режиме, где компьютер реализует последовательность обучающих заданий, контрольных заданий и дополнительных объяснений в зависимости от анализа ответов учащихся на контрольные вопросы.

На странице курсовые работы по педагогике вы найдете много готовых тем для курсовых по предмету «Педагогика».

Здесь темы рефератов по педагогике

Читайте дополнительные лекции: