Abstract COMPUTER TECHNOLOGIES IN PHYSICAL CULTURE, IMPROVING ACTIVITY AND EDUCATIONAL PROCESS V.Yu. Volkov, Dr. Hab. St.-Petersburg state technical university, St.-Petersburg Key words: process, control, methods, task, information, computer technologies, software, management, development, complex, training, evaluation, data. The computer technologies form the essentially different style of work, which appears more psychologically acceptable, comfortable, mobilizing creative opportunities and intellectual potential of a person. The creation of new computer engineering - not ends in itself, but first of all it is directed on the use of computer technologies in scientific researches, manufacture, life, sports, for realization of educational and other tasks. The support of the educational process by the software always accompanied the development of a theoretical and practical idea on their effective use in pedagogical activities. In that connection the questions of the development of the theory and practice of computer technologies use in the educational process is very interesting. The creation of the software of new generation with
the use of the artificial intellect systems, the expert systems can go in impasse, if in
the construction of programs the general laws of forecasting and theory of technological
limits will not be taken into account.
|
КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЕ, ОЗДОРОВИТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМ ПРОЦЕССЕ Доктор педагогических наук В.Ю. Волков Санкт-Петербургский государственный технический университет, Санкт-Петербург Ключевые слова: процесс, контроль, методы, задачи, информация, компьютерные технологии, компьютерные программы, управление, разработка, комплекс, подготовка, оценка, данные. 1. Введение и обзор ряда материалов Компьютерные технологии как часть информационных технологий формируют принципиально отличный стиль работы, который оказывается более психологически приемлемым, комфортным, мобилизующим творческие возможности и интеллектуальный потенциал человека. Создание новой компьютерной техники - не самоцель, прежде всего оно направлено на использование компьютерных технологий в научных исследованиях, производстве, быту, спорте, для реализации образовательных и других социально значимых задач. Обеспечение образовательного процесса компьютерными программами всегда сопутствовало развитию теоретической и практической мысли по эффективному их использованию в педагогической деятельности. В этой связи представляют научный интерес вопросы развития теории и практики использования компьютерных технологий в образовательном процессе. Основным требованием к автоматизированным обучающим системам должно стать их органическое соответствие психофизио логическим моделям деятельности и обучения [21]. Применительно к практическому использованию компьютерных программ (КП) в образовательном процессе это означает: тщательно отработанную мотивацию обучения не только "принудительного" характера (оценки), но и личной заинтересованности и удовлетворения учебным процессом; оценку по конечному результату, широкую свободу выбора, поощрение разумного творчества в процессе обучения; индивидуальный подход к обучаемому и его адаптацию в процессе обучения. Технология компьютерного обучения рассматривается как обучение с учетом конечных результатов деятельности студентов, причем ему придается характер устойчивого, целенаправленного и эффективного процесса познания [4]. Использование компьютерных технологий (КТ) в обучении - разновидность процесса управления познавательной деятельностью. При разработке теории управления познавательной деятельно стью с помощью КП нельзя становиться на упрощенную точку зрения, полагая, что техническое средство само управляет сложными психологическими процессами, один из которых - обучение человека. КП - только средство и посредник между преподавателем и студентом, а управление познавательной деятельностью происходит только в пределах модели, избранной преподавателем на этапах становления учебного курса и проведения занятий. Выбор преподавателем характера управляющих воздействий зависит как от целей обучения, так и от имеющихся ограничений. Необходимо рационально распределить средства между различными видами процесса обучения и на этой основе обеспечить оптимальное поведение студентов в "пространстве знаний", несмотря на их возможные негативные реакции. Компьютерные технологии как технические средства обучения развиваются в рамках существующего учебного процесса, поэтому должны в большей или меньшей степени быть совместимыми с этим процессом с точки зрения управляющих воздействий, но в то же время создаваемые или созданные КТ могут активно влиять на изменения не только методики преподавания, но и целиком на всю технологию учебного процесса. Реализация новых видов управляющих воздействий в условиях применения КТ в значительной степени упрощается благодаря индивидуализации обучения и возможностям быстрого контроля знаний как нового материала, так и любого пройденного. В условиях существующей организации учебного процесса, принятой за основу для его последовательного совершенствования и повышения качества подготовки специалистов, нужно выделить критерии необходимости, возможности и целесообразности использования КТ. Необходимость в КТ возникает в том случае, когда используемые методы, способы, приемы не обеспечивают достижения поставленной педагогической цели за минимально возможное время. Возможность применения КТ появляется в том случае, когда выполняемые преподавателем и студентом задачи могут быть в достаточной степени формализованы и адекватно воспроизведены с помощью технических средств при условии выполнения требований по качеству достигаемого результата. Целесообразность компьютеризации определяется мерой достижения педагогической, методической и экономической эффективности по сравнению с традиционными формами учебной работы [20, 8, 15]. Принципиальное отличие КТ от любой другой системы обучения состоит в том, что необходима безусловная и достаточная активность управляемого субъекта. Студент, получая информацию из обучающей программы, вводит новую информацию в виде ответов, вопросов и просьб о помощи. Управление обучением включает в себя два взаимосвязанных процесса: организацию деятельности студента и контроль за этой деятельнос тью. Эти процессы непрерывно взаимодействуют: результат контроля влияет на содержание управляющих воздействий, т.е. на дальнейшую организацию деятельности. В свою очередь, организация определенной деятельности требует и определенной формы контроля, и конкретного способа регистрации этой деятельности. Возможны сочетания этих процессов и переходы от одного к другому. Такой или подобный подход рекомендуется при создании программ не только для высшей, но и для средней школы [18, 32, 17, 36, 37]. Рассмотрим ряд примеров. Преподаватели Узбекского ГИФКа разработали для учебного процесса своего вуза обучающие КП: "Математическая статистика", "Спортивная метрология", "Биомеханика", "Контроль знаний студентов" [23]. Целый комплекс КП разработан в РГАФК. Так, созданы модель, имитирующая срочные адаптационные процессы в организме спортсменов, КП "ISOTONE" для занятий изотоном, шейпингом, аэробикой, бодибилдингом [38]. В Университете им. Н.Э. Баумана создана информационно-методическая система, функционирующая в интерактивном режиме. КП решает три основные задачи: - контроль и управление ходом учебного процесса; - создание и ведение методических и информационных документов в виде базы данных; - поиск и чтение информации [11]. Группой специалистов подготовлена компьютерная система по оперативному планированию тренировки бегунов на средние дистанции сроком до двух месяцев для общеподготовительного и предсоревновательного этапов подготовки [33]. В Санкт-Петербургском государственном техническом университете (Межвузовский центр по физической культуре - volkov@stu.neva.ru) и в Самарском государственном аэрокосмическом университете им. С.П Королева (vbogd@ssau.ru) на протяжении нескольких лет создаются КП для использования в учебном процессе по дисциплине "Физическая культура" [2, 5]. Так, в Межвузовском центре по физической культуре в 2001 г. планируется завершить компьютеризацию всего теоретического материала по дисциплине "Физическая культура", в который войдут теоретические и методические материалы, статические иллюстрации, КП, видеокольцовки и видеосюжеты [6]. Решение проблемы удобного хранения результатов педагогической диагностики с оценкой введенных показателей, с возможностью сравнения отдельных показателей в динамике или между разными спортсменами на примере гимнастики предпринято в РГАФК [26]. По сути, это информационная программа, но с элементами оценивания. Другой области физической культуры посвящены работы Г.И. Пара и С.Я. Чимаева, в которых в рамках физкультурно-оздоровительных комплексов обоснована система компьютерного моделирования процесса реабилитации здоровья и проведения восстановительных мероприятий для работников строительных и судостроительных профессий, позволяющая использовать индивидуаль ный подход, основанный на учете морфофункцио нальных особенностей организма человека [25, 36]. В спортивной деятельности КТ стали применять значительно раньше, чем в учебном процессе по физическому воспитанию. В ряде видов спорта компьютеры прочно вошли в процесс подготовки спортсменов. Так, с помощью КТ в Санкт-Петербургском НИИ физической культуры осуществляются контроль и обучение технике гребли [19]. Эта программа может использоваться и как система отбора. Также для системы отбора, но уже не в конкретном виде спорта, а практически во всех видах, служит автоматизированная система контроля стандартизированной оценки уровня развития двигательных функций [3]. Проблеме использования тензоплатформы в комплексе с компьютером посвящена автоматизи рованная система "Тензо", разработанная в НИИФКе (СПб) еще более десяти лет назад для оценки уровня проявления спортсменами специальных качеств в прыжках, приседаниях, толчках [24]. Примерно в это же время создаются аналогичные системы в СПбГТУ [30] и в ЧГИФКе для регистрации биомеханических характеристик техники лыжников-гонщиков при передвижении на лыжероллерах [27]. В МГАФК, широко известной своими разработками по тяжелой атлетике, создана КП, позволяющая анализировать технику выполнения различных спортивных движений в этом виде спорта [35]. В РГАФК создан программно-аппаратный видеокомплекс, совмещенный с ЭВМ, для создания оптимизированных моделей техники, параметры которой могут сравниваться с индивидуальными моделями [31]. В Хабаровском ГИФКе С.С. Добровольским разработан тренажер (инерционная дорожка), удачно совмещенный с ЭВМ, для дозированного и автоматизированного регулирования силовых возможностей. Он позволяет оперативно оценить эффективность различных тренировочных факторов и вариантов техники, определить уровень развития физических качеств [9]. В Краснодарском ГИФКе разработан и создан компьютеризированный комплекс для обеспечения тренировочного процесса по легкой атлетике. В него вошли система измерения мгновенной скорости, система измерения ритмических характеристик бегового шага, система измерения скорости на контрольных отрезках беговых дистанций, тензометрическая система оценки опорных реакций, система для оперативной оценки ЧСС, система для оценки электрической активности мышц [39]. Для использования в подготовке квалифици рованных стрелков разработана КП расчета структурно-функциональных единиц нагрузки в стрельбе, позволяющая выбирать необходимые параметры нагрузки для построения тренировочного процесса. Авторы не остановились на создании этой расчетной программы и разработали компьютерную обучающую программу "Моделирование тренировочного занятия в спортивной стрельбе" [12]. В УралГАФК создана автоматизированная система "Reaction", предназначенная для исследования основных свойств нервной системы человека и выявления сенсорных отклонений. Автоматизированная система "Reaction" представляет собой компьютерную реализацию инструментальных психофизиологических и психофизических методик [34]. Широко применяются КТ, помогающие проводить соревнования разного уровня по различным видам спорта. Системы позволяют автоматизиро вать работу секретариата на соревнованиях [16]. Большое количество работ посвящено созданию систем контроля, оценки и накапливания информации по уровню физической подготовленности, состоянию здоровья школьников, студентов, курсантов, спортсменов и т.д. В Томском политехническом университете ведется работа по созданию автоматизированного комплекса для контроля психофизиологического состояния студентов [1]. В Республике Татарстан поставлена задача оценки и анализа физического состояния школьников всех школ Казани, что, конечно, возможно только с использованием КП [22]. КП оценочного типа создана в МГТУ им. Н.Э. Баумана. Программа решает три основные задачи: первая - контроль и управление ходом учебного процесса, вторая - создание и ведение методических и информационных документов в виде базы данных, третья - поиск и чтение информации [10]. Многие исследователи широко используют специализированные КП для автоматизированного расчета различных показателей при проведении тестирования в спортивной практике [28, 39, 31]. Четкий адресный характер носит КП "Надежда", созданная во ВНИИФКе в виде компьютерных консультаций по оздоровительной физической культуре для женщин с избыточной массой тела [14]. Ряд программ, систем, комплексов созданы для обеспечения работы специалистов в смежных или совмещенных с физической культурой и спортивной деятельностью отраслях: в медицине, физиологии, биохимии, социологии. Так, еще в 1978 году В.Д. Гончаров [7] предлагал использовать ЭВМ в социологии спорта. Одними из первых систематизацию КП по физической культуре провели В.В. Зайцева и В.Д. Сонькин [13]. Здесь же приведена структура типичной компьютерной оздоровительной программы и как пример представлена КП "персональный тренер", одна из важнейших задач которой - оценка адаптационного потенциала сердечно-сосудистой системы с представлением паспорта здоровья. Специалистами ВНИИФКа и НИИ физиологии детей и подростков создана КП, помогающая человеку при проведении самостоятельных занятий: она оценивает (но не измеряет) показатели пульса, определяет объем проделанной работы и энергетическую стоимость выполненных упражнений [29]. Анализ существующих научных разработок позволяет оценить примерную полноту применения КТ и разработать концепции создания и использования КП в физической культуре, в чем немалая заслуга принадлежит педагогу - системному аналитику . 2. Концепция создания компьютерных программ Педагогическая концепция включает в себя: - постановку дидактических задач; - создание алгоритмов подготовки КП; - разработку проблем, помогающих избегать ошибок, в первую очередь дидактических, при подготовке КП. Постановка дидактических задач На этапе постановки дидактической задачи для разработки КП определяются цели и содержание обучения, достигаемые посредством применения КП. Необходимо расчленить цель обучения на подцели с определением их иерархии, характера взаимосвязи, осуществляя их контроль и корректиров ку. Направленность отдельных занятий, которые шаг за шагом ведут к конечной цели, реализуются через учебные процедуры: уяснение знаний, контроль знаний, отработка умений, контроль умений. Алгоритмы создания КП При создании КП необходимо кроме образовательной (обучающей) составляющей предусмот реть и социальные особенности той группы людей, для которой эта программа предназначается, и технические возможности для реализации задуманного. Учитывая все это, педагог - системный аналитик - самостоятельно создает эскизный вариант КП по следующему алгоритму: 1) определяет необходимость создания КП по конкретному учебному материалу; 2) находит предполагаемое место для будущей программы в проводимом процессе обучения; 3) формулирует учебные цели, которые должны быть достигнуты при работе с этой программой, и предполагает возможный эффект ее использования в учебном процессе; 4) определяет начальный уровень знаний студентов; 5) готовит студентов к работе на ЭВМ; 6) определяет структуру программы и содержание отдельных элементов; 7) учитывает оптимальную обратную связь (контроль, коррекцию) и общую оценку работы студента с программой; 8) представляет сценарий (эскизный вариант) КП, доступный для реализации на соответству ющем компьютере. На следующем этапе в работу включаются программист, педагоги и студенты в качестве экспертов. Проектирование сценария КП имеет большое значение в технологии его разработки и сводится к созданию макроструктуры диалога обучаемого с системой и микроструктуры экранов. На этом этапе разрабатываются тексты диалогов и конструируются экраны с использованием логического подхода. Реализация сценария КП означает ввод в память компьютера разработанного сценария и его отладку. Апробация КП в учебном процессе предполагает проведение его экспертизы и, если необходимо, коррекции с опытным внедрением в учебный процесс. Разработка проблем, способствующих недопущению ошибок, в первую очередь дидактических, при подготовке КП Работая над созданием сложных КП, в первую очередь это относится к обучающим программам, необходимо помнить о решении некоторых специфических проблем, с которыми обучаемые могут столкнуться в процессе работы с программами. К таким проблемам относятся: потеря ориентации при работе в гипертекстовых программах, отсутствие учета общих закономерностей прогнозирования и нахождение технологических пределов. Потеря ориентации. Для уменьшения возможности потери ориентации при работе в гипертекстовых программах используется ряд методов, таких, как: - фильтрация материала; - возможность установки индивидуального алгоритма перед началом или во время работы с программой; - использование закладок, позволяющих вернуться в отмеченный узел при следующем обращении к программе; - использование методов искусственного интеллекта. Технологические пределы, прогнозирование Технологический предел является узловым разделом прогнозирования научных разработок, динамики состояний и т.п. Предельные состояния -неотъемлемая часть нашей и деловой, и личной жизни. Что бы мы ни делали или ни производили, мы упираемся в какой-то предел. И не можем его обойти, поэтому, приближаясь к пределу, необходимо изменить направление движения, и чем раньше, тем лучше, иначе - неадекватные траты, стагнация. Способность распознать пределы имеет решающее значение при определении успеха или неудачи, ибо предел - самый надежный ключ к выявлению момента использования новой технологии. Создание КП нового поколения с использованием систем искусственного интеллекта, экспертных систем может зайти в тупик, если при подготовке программ не будут учитываться общие закономерности прогнозирования и теория технологи ческих пределов. (Продолжение читайте в одном из следующих номеров журнала.)
При любом использовании данного материала ссылка на журнал обязательна! |
На главную
В библиотеку
Обсудить в форуме