Технология применения автоматизированной обратной связи на лекциях

В компьютеризации учебного процесса можно отметить два направления: изучение самой вычислительной техники и применение вычислительной техники при изучении других учебных дисциплин. Реализация второго направления осуществляется в Томском политехническом университете при обучении студентов математике почти три десятилетия, естественно развиваясь от системы «САДКО» (система автоматизированного диалога и контроля обучения) к автоматизированным учебным пособиям (АУП) и автоматизированной системе управления познавательной деятельностью студентов на лекции (АСУ ПДС «Лекция»).

Основная проблема компьютеризации учебного процесса на лекции состоит в разработке оптимальной, рациональной методики включения компьютеров в процесс обучения и установлении диалектического сочетания современной компьютерной и традиционной технологий обучения. Когда предложить тестовое задание студентам, сколько тестовых заданий необходимо предъявить для достижения высокого уровня усвоения данного элемента знания, как сформулировать содержание тестового задания и какие предложить альтернативные ответы — эти вопросы постоянно приходится решать преподавателю при подготовке к лекции в специализированной аудитории. На одной лекции предъявляется от 6 до 18 тестовых заданий, среднее количество тестовых заданий — 8- 9. Среднее время тестирования на одной лекции — 10 мин.

Тестовые задания с альтернативными ответами студенты получают с экранов, расположенных в аудитории, и на своих рабочих местах, оборудованных персональными устройствами, обеспечивающими вывод цифровой, буквенной и графической информации и сенсорный ввод ответов. С экрана своего монитора преподаватель может иметь разнообразную информацию. Например, количество введенных ответов; процент студентов и несколько фамилий студентов, выбравших данную альтернативу; апостериорный и априорный (планируемый преподавателем) процент правильных ответов по потоку; процент и фамилии студентов, которые не ввели ответ; рекомендации преподавателю к дальнейшим его действиям; текущее время тестирования и время, оставшееся до конца лекции. Персональные устройства студентов и монитор преподавателя объединены в систему на базе ПЭВМ. Система позволяет осуществить обратную связь нс только по тестовым заданиям, но и в режиме «инициатива». В этом режиме можно получить качественные и количественные (в процентах) оценки студентами темпа лекции, ясности изложения материала лекции, потребность в дополнительных тестовых заданиях и другую необходимую лектору информацию.

С течением времени техническая и дидактическая компоненты системы модернизируются коллективом разработчиков, оснащаясь новыми функциями, возможностями, наполнением и становясь более комфортными в использовании и более привлекательными в плане дизайна.

Лекция с применением автоматизированной обратной связи приобретает характер неформального диалога. Работая над тестовым заданием индивидуально, обучаемый активизирует свою познавательную деятельность, кроме того, он имеет возможность оценивать темп лекции, ясность изложения, регулировать количество тестовых заданий. Преподаватель, но результатам тестирования получает информацию о динамике процесса познания, в соответствии с этим корректирует свои методические и педагогические действия на лекции. По ответам на серию тестовых заданий лектор может сделать вывод, что осталось непонятно конкретному студенту, и поэтому цель тестового контроля не только оценочная, но и диагностическая, направляющая дальнейшую деятельность лектора. В частности, если на текущей лекции: высокий процент правильных ответов на предъявленное тестовое задание, то можно переходить к следующему элементу знания, кратко обсудив ошибки ответивших неправильно; если же количество неверных ответов велико, то нельзя двигаться дальше. Нужно тщательно обсудить допущенные ошибки, предъявить аналогичное тестовое задание, добиться понимания студентами излагаемого материала. В отсроченном управлении использование преподавателем протокола лекции с итогами работы каждого студента позволяет целенаправленно продолжить изучение нового материала на практическом занятии. Протокол лекции содержит резульгаты работы каждого студента над тестовыми заданиями, результаты тестирования по группам и по потоку в целом, список отсутствующих. По желанию преподавателя может быть сделана распечатка посадочных мест в аудитории.

Использование компьютера в процессе чтения лекций потребовало создания качественно нового методического обеспечения курса математики по всем его разделам. В связи с этим был создан банк тестовых заданий, представляющий собой обширную совокупность тщательно продуманных вопросов и альтернативных ответов на них, учитывающих цели, задачи и структуру курса, позволяющих с разной степенью глубины и с различных точек зрения диагностировать усвоение нового лекционного материала. Банк содержит около 2500 тестовых заданий (автором создано более 900) и используется при самостоятельной работе студентов и на практических занятиях, а также для различного рода аттестационных проверок.

Процесс подготовки лекционного курса для специализированной аудитории требует глубокого предметного и методического переосмысления учебного материала, поэтому является эффективным средством повышения квалификации преподавателя. Анализ ответов студентов на предлагаемые в разных потоках тестовые задания позволяет совершенствовать банк тестовых заданий, выбирать оптимальную последовательность их предъявления на лекциях в следующих потоках — влиять таким образом на качество преподавания, усвоение материала курса студентами.

Методика чтения лекции с использованием АСУ ПДС «Лекция» такова:

• • информационное изложение материала, в процессе которого преподаватель может применять любые из известных методов чтения лекции;
• • предъявление тестовых заданий (на каждой лекции, в зависимости от материала, предлагается от пяти до восемнадцати заданий, в среднем — 8−9);
• • комментирование результатов тестирования.

При предъявлении тестовых заданий преподаватель ставит и решает различные дидактические задачи такие, как [24]:

• Создание проблемной ситуации. Решение этой задачи преследует цель — подготовить изложение нового материала путем постановки вопроса, противоречащего интуитивным представлениям, вызывающего состояние неожиданности, озадаченности, удивления, — вопроса, для ответа на который имеющихся знаний оказывается недостаточно или их формальное применение приводит к ошибкам. С помощью тщательно подобранной задачи или цепочки задач можно подвести обучающихся к получению нового определения, правила, вывода, следствия, т. е. нового элемента знания.

• • Иллюстрация к изложенному материалу. Цель предъявления этих тестовых заданий состоит в проверке умения применять полученную информацию при решении конкретных примеров и задач, проводить вычисления по изученному алгоритму, и т. д. Это наиболее распространенный вид тестовых заданий.
• • Повторение ранее изученного материала, — отдельных элементов знания с целью подготовки восприятия нового материала или понятий и методов, важных для усвоения всей дисциплины или ее разделов.
• • Освоение приемов познавательной деятельности. Цель тестирования — логическое осмысление изложенных результатов, формирование способности находить ошибки в выкладках и рассуждениях, осознание взаимосвязи и взаимозависимости изученных понятий, законов, правил, соотношений. Примеры вопросов, обсуждаемых в таких тестовых заданиях:
  • а) записать теорему в форме условного суждения;
  • б) указать необходимое условие, достаточное условие;
  • в) следует ли из теоремы справедливость такого-то утверждения;
  • г) построить диаграмму взаимного расположения множеств объектов, о которых идет речь в теореме и т. д.

Размышление над подобными вопросами способствует глубокому пониманию результатов, развитию логического и образного мышления, смысловой памяти, общей математической культуры.

• Основная задача управления. Решение этой задачи преследует цель добиться заданного уровня усвоения материала проведением серии нескольких однородных тестовых заданий Тестовые задания должны быть ориентированы на применение одного элемента знания и иметь одинаковую трудность. Проведение серии однородных тестовых заданий характеризуется возрастанием процента правильных ответов.

Устойчивая обратная связь на лекции, обеспечиваемая АСУ ПДС «Лекция», дает по сравнению с традиционной лекцией ряд преимуществ в решении задач обучения, управления познавательной деятельностью студентов, формирования и развития их познавательной самостоятельности. Отметим некоторые их них.

• • Возможность оценить в нужный момент рабочее состояние потока и степень эффективности лекции: насколько внимательны слушатели, насколько доступно изложен материал, поняли ли его студенты и т. д. Изучение реакции слушателей во все времена было объектом внимания и учителя, и лектора. Д. Пойа в книге «Математическое открытие» как одну из десяти заповедей преподавателя указывает такую: «Умейте читать по лицам учащихся. Старайтесь увидеть, чего они от вас ждут, понять их затруднения, всегда помните и принимайте в расчет, что они знают и чего они не знают, что они хотели бы узнать и что их совсем не волнует, что они должны знать и чего они могут не знать» [25, с. 52].
• • АСУ ПДС «Лекция» позволяет дополнить визуальные наблюдения лектора количественной характеристикой качества усвоения материала: после каждого тестового задания на экранах появляется информация о количестве и проценте студентов, выбравших каждый из предложенных ответов.
• • Наличие подготовленной ситуации для привлечения студентов к обоснованию правильного решения тестовой задачи и к обсуждению ошибок, допущенных при ее решении. Используя результаты тестирования, можно попросить студента аргументировать его выбор альтернативного ответа, объяснить его понимание задачи и ее решение. По теории поэтапного формирования умственных действий один из важных этапов — внешнеречевой. Краткие объяснения студентов своих решений способствуют развитию речи и умения аргументировать ответ.
• • Заинтересованность студентов в комментариях лектора по поводу решения трудной задачи. После попытки студентов самостоятельно разобраться в учебной задаче излагаемый лектором материал ложится на подготовленную почву.
• • Стимулирующий эффект за счет немедленного сообщения обучаемому результатов деятельности. Каждый видит на экранах, правильно или неправильно он ответил, и узнает, как он ответил по сравнению с другими.
• • Повышение ответственности студентов за работу на лекции. Это подтверждается их постоянным вниманием к выходным документам, — результату работы группы на лекции, где для каждого студента выводятся выбранные студентом ответы и общий процент правильных ответов (КУЗ).