§ К Программированное обучение

В последние годы математические и кибернетические методы все больше проникают в педагогическую теорию и практику. Появление кибернетических устройств и развитие кибернетики вносит существенное изменение в содержание самого понятия обучения.

Внедрение точных математических, логико-математических, теоретико-информационных и т. п, методов в педагогику происходит в настоящее время под флагом так называемого программированного обучения и применения в педагогике идей и средств кибернетики. *

Программированному обучению в нашей стране и за рубежом уде-ляется большое внимание как со стороны педагогической общественности, так и со стороны государственных учреждений, В последние годы это новое направление педагогики переросло в самостоятельную проблему. Интерес к вопросам программированного обучения все время возрастает.

Указывая на важность и место этого направления в педагогике, академик А, И.

Что же такое программированное обучение, в чем его сущность?

Программированное обучение — это система, направленная на повышение эффективности труда педагога и учащихся, основной задачей которой является нахождение путей оптимизации управления познавательной деятельностью обучаемого.

Программированное обучение рассматривается как строго расчле-ненный во времени процесс. При этом разделении «порции» учебного материала определяются не умозрительно, а на основе педагогического опыта и объективных критериев, обеспечивающих оптимальные условия для усвоения основ наук.

Одной из важнейших черт программированного обучения является требование немедленного объективного контроля усвоения каждой «порции» учебной информации. Учащийся переходит к изучению последующей «порции» информации лишь после того, как получит сведения об усвоении предыдущей. В случае же неуспеха — немедленное повторение или разъяснение ошибок. Точно так, как важен на производстве контроль каждой операции (пооперационный контроль), важен и контроль усвоения каждой дозы учебного материала.

Одним из важных признаков программированного обучения является индивидуализация обучения в органическом сочетании с групповым обучением.

Традиционная система обучения, сложившаяся на протяжении столетий, несомненно имеет ряд положительных сторон, но она далека от совершенства. Это в сущности процесс без постоянной обратной связи. Ни один преподаватель в каждый данный момент не может уверенно сказать, как усвоен или усваивается учащимися учебный м-атериал. Экспериментально доказано, что коэффициент полезного действия информации, сообщаемой преподавателем на лекции, сравнительно невысок.

1 Берг А. И. Состояние и перспективы развития программированного обучения. М., «Знание», 1966, с. 3. Указанные выше причины и вызвали к жизни новое педагогическое явление — программированное обучение, главной идеей которого является подход к обучению с точки зрения теории управления.

Под управляющей системой можно понимать (по В. М. Глушкову) модель устройства, которое организовывает и осуществляет упорядоченную передачу информации и ее преобразование; воспринимает информацию от объекта управления, преобразуя ее надлежащим образом, и выдает ее уже в том виде, который необходим для управления объек-том; затем снова получает информацию от объекта управления, снова преобразует ее и т. д.

С управляющей системой связываются понятия прямой и обратной связи. Связью в кибернетике (по А. Н. Колмогорову) называют процессы восприятия информации, ее хранения и передачи. Поток информации от управляющей системы к объекту управления передается по каналам прямой связи, а обратный поток — от объекта управления к управляющей системе по каналам обратной связи. В теории управления различают открытые (рис. 1) и закрытые (рис. 2) системы управления. IV

ч—I. / * г~ П У±*К Ррянап связь І-Ї-І Г Прямая связь

тГ

Обратная связь

Рис. 1. Рис. 2. В первом случае подсистема в соответствии с программой вырабатывает управляющие сигналы X и воздействует ими на управляющий объект В. Сигналы А' в этом случае являются операторами, переводящими объект В из одного состояния в другое. Конечное состояние объекта В определяется величиной V. Но кроме сигналов X, на обг>ект В воздействует еще и «внешняя среда» в виде возмущающих сигналов 2, что приводит к отклонению величины Y на Д Y. Если это отклонение не выходит за пределы, предусмотренные программой, то управление имеет место, и в таком случае говорят, что открытая система управления функционирует.

В переносе на процесс обучения к открытой схеме управления можно отнести такой вид учебного занятия, как лекция. Готовясь к ней, преподаватель А ставит перед собой цель довести знання учащихся В в конце лекции до какого-то уровня ? с возможными отклонениями на ±1 балл. С таким расчетом он и составляет программу чтения своей лекции. В процессе слушания лекции на учащегося оказывает свое влияние так называемая внешняя среда в виде самых разнообразных отвлечении, что мешает учащемуся усваивать учебный материал. Это влияние может исходить не только извне, но и по причинам внутренних переживаний учащегося. Оно различно для каждого учащегося. И если такое влияние окажется достаточно значительным, то уровень сформи-

решавшихся знаний учащегося может оказаться низким, а отклонение превысит допустимое. Тогда очевиден факт потери управления познавательной деятельностью учащегося в процессе лекции. И, к сожалению, поправить такое положение невозможно.

В других формах обучения, как например урок, преподаватели стараются устранить этот недостаток путем реализации в обучении закрытой схемы управления (рис. 2). Изложение учебного материала на уроке ведется отдельными порциями, дозами. После изложения дозы учащимся ставятся контрольные вопросы. По ответам отдельных учащихся преподаватель А пытается установить уровень усвоения учебного материала Y и отклонения Д У. Тем самым делается попытка осуществления обратной связи. В случае отклонений, допущения ошибок преподаватель проводит их коррекцию, дает разъяснения и т. д.

Однако такой уровень обратной связи не может обеспечить обучение по замкнутой системе управления, поскольку преподаватель опрашивает лишь некоторых учащихся, а по их ответам нельзя судить о том, как усваивается на уроке учебный материал другими учащимися.

Программированное обучение указывает пути устранения подобных недостатков.

Основу программированного обучения составляет программа.

От обычных программ она отличается тем, что в ней не только дается содержание учебной информации, подлежащей изучению, предусматриваются действия обучающегося по усвоению этих вопросов, но и создаются условия для самоконтроля.

Программа может реализоваться или в виде программированного учебника, или с помощью обучающих машин.

В первом случае программированное обучение принято называть безмашинным, а во втором — машинным.

Программа представляет собой последовательность логически законченных доз учебного материала. Такая доза называется шагом программы. Каждый шаг состоит из более мелких доз учебного материала определенного назначения, которые называются кадрами.

программа

0—-рП—S—"0

Рис. 3.

где: И — информационный кадр; О — операционный кадр; ОС—кадр обратной связи; К — контрольный кадр; У — указательный кадр.

Информационный кадр несет в себе «порцию» исходной информации, раскрывающей сущность понятия, правила, явления и т. д., усваиваемых учащимися. Эта «порция» по своему объему является ограниченной в связи с ограниченными возможностями оперативной памяти человека. С помощью информационного кадра у обучаемого создается лишь ориентировочная основа действий.

Полный шаг программы строится по схеме, изображенной на рис.3,

Операционный кадр программы содержит задания и указания, которыми направляется деятельность учащегося по усвоению понятия, сформированного в информационном кадре. В нем учащемуся в определенной последовательности выдаются конкретные задания с обо- ! снованным содержанием каждого из них, а также заранее предусматриваются различные виды деятельности.

Задания могут требовать от учащегося выполнения материализованного (практического), умственного действия, анализа или синтеза условия задачи, речевого или письменного описания способа ее решения и т. п. В операционных кадрах могуг содержаться указания, направляющие деятельность учащегося и оказывающие ему некоторую помощь в выборе правильных решений.

Программой, содержащей информационные и операционные кадры, знания и умения учащегося могут быть сформированы на любом уровне.

Кадр обратной связи позволяет самому учащемуся контролировать и корректировать свою познавательную деятельность и добиваться успешного усвоения содержания проіраммьі. В кадрах ОС содержатся ответы и решения проблем и заданий, поставленных перед учащимся в операционном кадре.

Внутренняя обратная связь воспитывает у учащихся сознательное отношение к своей деятельности, привычку и умение контролировать ее, находить существенные методы оценки проблемной ситуации и способы ее решения. С ее помощью, в случае необходимости, можно корректировать познавательную деятельность учащегося без непосредственного вмешательства учителя лишь средствами реализации программы, то есть когда все информационные связи замыкаются внутри системы «учащийся — программа».

Контрольные кадры. Само название ^контрольные» говорит о том, что в процессе обучения они выполняют функции контроля. С помощью контрольных кадров осуществляется внешняя обратная связь, когда информационные связи замыкаются через преподавателя. Контрольные кадры рассчитаны на полную самостоятельность учаш;4 гося при изучении учебного материала. С их помощью оценивается степень усвоения или уровень знаний учащегося.

Указательные кадры являются вспомогательными. В них раскрывается сущность ошибок и даются указания на выполнение необходимых действий по их устранению. По своему содержанию эти указания могут даваться в виде дополнительных учебных задач, возврата к информационным кадрам, указаний страниц учебников, учебных пособий и т. п.

Близкие в смысловом отношении последовательные шаги объединяются в группы, а последние — в темы. ;

1 Под обратной связью в обучении понимается получение информации о соответствии выполняемого действия заданному. Она может поступать как к обучаемому (внутренняя обратная связь), так и к обучающему (внешняя обратная связь).

В зависимости от характера расположения учебного материала, наличия кадров и функциональных связей между ними различают структурные схемы линейных, разветвленных и комбинированных программ.

Линейная программа. Отдельные кадры внутри шага и сами шаги программы располагаются последовательно один за другим, как бы в линию. Учащийся изучает учебный материал шаг за шагом (рис. 4).

НЧрпгИ-Ч^

І—Ліг

ос Рис. 4.

Кадры обратной связи сигнализируют учащемуся о том, насколько успешно идет усвоение учебного материала. О своих ошибках учащийся узнает путем сравнения принятого им решения с эталонным ответом. Разъяснения ошибок не даются. В случае несоответствия ответа эталонному учащийся сам должен осознать и исправить свою ошибку.

Разветвленная программа. После каждого операционного кадра вводится несколько кадров обратной связи (рис. 5), тем самым учащемуся предлагается избрать путь своих действий как бы из некоторого разветвления. Дальнейшие действия учащегося предусматриваются программой в зависимости от выбранного ответа. Если при выборе ответа допущена ошибка, то в зависимости от ее характера программой предусматриваются соответствующие разъяснения. В одном случае это могут быть указания по возвращению к операционному или информационному кадру с целью повторного изучения. В другом — указания могут адресовать учащегося к изучению дополнительной информации уровнем

ниже с последующим возвратом его к информационному кадру шага основной информации. При этом такой возврат может произойти к любому из предыдущих шагов.

т

Рис. 5.

Разветвленная программа по своему содержанию может строи- - ться с достаточным приближением к ходу усвоения учебного материала с учетом индивидуального уровня знаний и способностей каждого учащегося. Степень такого приближения характеризует адаптивность программы.

Программы, построенные по комбинированным структурным

схемам, когда некоторые дозы учебного материала излагаются по линейной программе, а другие по разветвленной,— называются комбинированными.

129

& 6-78

Программированный контроль. В программированном обучении функции контроля выполняют кадры обратной связи ОС и контрольные кадры К. Кадры ОС решают эти функции на уровне самоконтроля и рассмотрены в структурных схемах программ. Они составляют неотъемлемую часть каждого шага программы. Что же касается контрольных

кадров, то они выполняют прямые функции контроля, и их наличие в каждом шаге вовсе не обязательно. Эти кадры вводятся в программу по мере необходимости на определенном уровне обобщения для проверки хода усвоения учебного материала учащимися и оценки их деятельности. В дальнейшем эти результаты могут быть использованы преподавателем как для выставления оценок учащимся, так и для выявления качества самих программ. Частота ввода контрольных кадров в программу зависит от целей контроля, структуры изучаемой дисциплины и средств реализации програму.