Компьютерные анимационные программы при обучении курсантов техническим дисциплинам

Канд. техн. наук, профессор В. В. Ильин Пермский военный институт внутренних войск МВД России, доктор техн. наук, профессор П.В.Боровцов , канд. техн. наук, доцент А.М. Пушкарев , канд. техн. наук, доцент А.Д.Зорин Пермский институт (филиал) ГОУ ВПО «РГТЭУ»

К выпускникам военных вузов требования всегда были достаточно высокими. Объясняется это прежде всего тем, что от уровня подготовленности офицера зависит защитная функция нашего государства. Следовательно, требования к курсантам высоки, потому что за период обучения они должны приобрести две специальности: военную и гражданскую, при этом иметь высокое качество подготовки по каждой из них. Выпускник военного вуза – молодой специалист, воспитатель, руководитель, осуществляющий командование подчиненными. Кроме того, выпускник – личность с выработанной активной жизненной позицией, умеющий принимать самостоятельные решения (2).

Анализ отечественной и зарубежной литературы по педагогике показал, что новым методом повышения эффективности и качества обучения является применение компьютерных анимационных программ. Исследование их влияния на эффективность и качество обучения курсантов военных вузов до сих пор не проводилось.

Рассмотрение эволюции способов представления знаний от доисторических времен до наших дней позволило опреде- лить тенденцию усиления важности выбора средств представления знаний. Развитие представления знаний можно разделить на три фазы: сенсорно-моторного, формального и активного представления (схема 1).

До недавнего времени использовались лишь первые две фазы представления знаний. С появлением вычислительной техники возникла фаза активного представления знаний (2; 4; 5).

Анализ вошедших в педагогическую практику визуальных динамических средств обучения (учебное кино и телевидение) позволил сформулировать возможности компьютерных анимационных программ, вобравших в себя достоинства и устраняющих недостатки перечисленных выше средств (1; 3; 5) (табл.).

Разработка компьютерных анимационных программ, используемых в учебных целях, представляет собой сложный и трудоемкий процесс, требующий коллективного труда не только преподавателей, методистов, программистов, но и психологов, гигиенистов, дизайнеров. В рамках военного вуза такой подход практически невозможен в силу организационных и финансовых проблем. Тем не менее, это не снимает ответственности с научно-преподавательского состава за качество обучения. В связи с этим правомерно предъявить комплекс требований к разрабатываемым компьютерным анимационным программам, чтобы их использование не вызвало отрицательных (в психологическом или физиолого-гигиеническом смысле) последствий, а служило целям интенсификации учебного процесса и развития личности обучаемого. Сформулируем основные требования, предъявляемые к компьютерным анимационным программам:

– педагогические (дидактические, методические, обоснование выбора изучаемой тематики, проверка на педагогическую целесообразность использования и эффективность применения);

– психолого-физиологические (учет особенностей восприятия информации);

– технические;

– эргономические;

– эстетические;

– к оформлению документации.

Схема 1

Модель представления знаний

Сенсорно-моторная фаза представления знаний

Фаза формального представления знаний

Фаза активного представления знаний

Наблюдение процесса или изучение предмета

Повторение увиденного самостоятельно

Изучение отчужденных знаний (описаний: графических, математических, физических и т. д.) предметов или процессов

Изучение образов, созданных на основе формального представления предметов или процессов

Улучшение предмета или процесса

Изменение отчужденных знаний

Выбор стратегического решения по изменению предметов или процессов

Возможности современных динамических средств обучения

Возможности	Учебное кино	Учебное телевидение	Компьютерные анимационные программы
Управление количеством световой, зрительной и содержательной информации (устранение избыточности)	Низкое, на этапе создания	Низкое, на этапе создания	Высокое, на этапе создания и применения
Реализация контролирующей функции	Нет	Нет	Есть
Реализация управляющей функции	Нет	Нет	Есть
Доступность в создании	Высокая трудоемкость	Высокая трудоемкость	Есть
Гибкость к изменению	Нет	Нет	Есть
Соответствие логике познания	Не всегда	Не всегда	Да
Управление темпом подачи информации	Темп жесткий	Темп жесткий	Может изменяться
Учет объема запоминаемой информации	Не всегда	Не всегда	Да
Демонстрация реального изучаемого объекта в динамике его функционирования	Нет	Нет	Да
Индивидуализация обучения	Нет	Затруднена	Да
Осуществление оперативной обратной связи с обучаемым	Нет	Затруднена	Да
Учет личностных особенностей восприятия	Нет	Нет	Да

Для усиления роли компьютерных анимационных программ в военном деле требуется обоснование содержания и совершенствования структуры учебного материала, методов обучения, а также методик применения современных информационных средств обучения. Это обусловлено (1; 5):

– необходимостью применения компьютерных анимационных программ специалистами, что окажет существенное воздействие на боевую готовность войск в условиях качественно нового политического антагонизма – информационной войны;

– сложностью содержательной структуры среди компьютерных анимационных программ, характеризующихся избыточным, с точки зрения изучения, множеством функций и понятий. Это порождает противоречие между большим объемом учебного материала и временем на его изучение, определяемым спецификой военного вуза. Следовательно, возникает необходимость структуризации и минимизации учебного материала на основе деятельностного подхода и системного анализа;

– научно не обоснованным, с точки зрения дидактики, психологии и физиологии, использованием динамических визуальных возможностей компьютерных анимационных программ, что не позволяет в полной мере сформировать у курсантов правильные и устойчивые представления о процессах применения программных средств.

Проведенный анализ компьютерных анимационных программ позволяет выделить следующие их особенности (схема 2):

– большое количество программных средств для реализации компьютерных анимационных программ;

– программные средства анимационных программ предполагают использовать однотипный по структуре (система Windows) и в то же время сложный по содержанию и функциональным возможностям интерфейс;

– применение анимационных программ задействует три фазы представления знаний: сенсорно-моторную, формальную и активную;

– применение анимационных программ предполагает многовариантность решения одной и той же информационной задачи.

В условиях учебного процесса наиболее значимой представляется задача повышения интенсивности познавательного труда учащихся, решение которой заключается в формировании у них опыта ведения диалога с персональным компь- ютером, общей информационной культуры, что вносит позитивные изменения в следующие компоненты:

– формы познавательной деятельности обучаемых, потому что открываются реальные условия личностно ориентированных траекторий движения от незнания к знанию;

– мотивация познавательной деятельности, так как учащиеся при овладении опытом диалога с персональным компьютером ощущают прогресс профессионализма и видят новые возможности использования этого опыта в послевузовской деятельности;

– эмоциональное состояние, которое свойственно любому учащемуся, убедившемуся, что он становится обладателем интеллектуальных ценностей – составляющих его профессиональных знаний.

Применение компьютерных анимационных программ повышает эффективность и улучшает качество учебного процесса на основе активного диалога с информационно-вычислительными системами, создает условия для подготовки специалистов, способных использовать компьютер в качестве рабочего инструмента в своей деятельности. Это соответствует современным требованиям к высшим военным учебным заведениям: подготовка офицеров – квалифицированных специалистов с высшим профессиональным образованием; удовлетворение потребностей обучающихся в интеллектуальном, культурном и нравственном развитии.

Использование компьютеров в обучении показывает, что компьютерные анимационные программы эффективны только в том случае, когда создана личностно ориентированная дидактическая компьютерная среда – целостность методологических, методических, технологических подходов, определяющих структуру, содержание и технологии компьютерного обучения.

Область эффективного использования компьютерных анимационных программ зависит от различных факторов: целей и задач обучения, содержания учебной дисциплины, а также вида учебного заведения. Приведем положительные направления обучения с помощью компьютерных анимационных программ (1):

– новизна работы с персональным компьютером вызывает у учащихся повышенный интерес;

– компьютерные анимационные программы позволяют строить обучение с учетом индивидуальных особенностей памяти, восприятия, мышления учащихся;

Схема 2

Классификация компьютерных анимационных программ

Компьютерные анимационные программы

По характеру информации

– декларативные;

– процедурные

По назначению обратной связи

– контролирующие;

–тренажерные;

– контролирующие + тренажерные

По динамической структуре

– элементарные;

– операционные;

– процедурные;

– технологические

По визуальному отражению изучаемого

– реальные;

– модельные;

По технической реализации

– дисплейные;

– экранные;

– плакатные

По типу содержащихся предписаний

– алгоритмические;

– эвристические;

– алгоритмические + эвристические

По способам управления динамического изображения

– с повтором;

– с остановкой и повтором;

– неуправляемые

• –    реализуется личностная манера общения, что создает более благоприятную обстановку;

• –    программы активно помогают учащимся, позволяют им сосредоточить внимание на важных аспектах изучаемого материала, не торопят с решением;

• –    расширяются наборы задач, используются задачи на моделирование различного рода ситуаций;

• –    благодаря компьютерным анимационным программам учащиеся могут пользоваться набором больших объемов информации (1).

Введение компьютеров в процесс преподавания предметов профессионального цикла приводит к более глубокому формированию профессиональных знаний, прочному закреплению умений и навыков по ведению технологического процесса, обслуживанию оборудования, техническому решению многих профессиональных задач.

Изложенное позволяет сделать вывод, что компьютерные анимационные программы можно применять в следующих направлениях: при изучении образовательных и специальных предметов; при свободной учебно-познавательной деятельности обучаемых в сфере информационных технологий; в целях обновления содержания образования и интенсификации процесса обучения; в целях усиления возможностей обучения в условиях многопредметной деятельности преподавателя; для коррекции индивидуального развития обучаемых; для профессиональной ориентации; как средство анализа в процессе рефлексивной деятельности обучающихся; как инструмент, орудие, средство информационной деятельности субъектов учебного процесса.