3.2. Психо-физиологические и психологические особенности студентов и их учет при разработке и использовании информационных технологий обучения

Формирование специалиста в условиях информатизации образования опирается на исходные функциональные и психо-физиологические возмож­ности обучаемого, активное использование им собственных интеллектуаль­ных усилий. Проведенное в рамках настоящего исследования эксперимен-

100

тальное обучение, а также результаты исследований ученых ряда вузов Рос­сии [7, 32, 49, 52, 57] свидетельствуют о том, что достижение высокого уров­ня познавательной деятельности студентов при применении ИТО достигается ценой достаточно серьезных нервно-психических затрат.

Так, например, стремление преподавателя увеличить количество ин­формации в компьютерной обучающей программе, используемой при ИТО, приводит к "срабатыванию" защитных механизмов нервной системы обучае­мого, желание повысить скорость информационного потока или продолжи­тельность занятий приводит к понижению качества усваеваемой учебной ин­формации, к увеличению количества ошибок, ухудшению настроения и са­мочувствия пользователя.

По данным физиолого-гигиенических исследований [78], при работе с ЭВМ умственная работоспособность обучаемых снижается обратно-пропорционально усвоенному объему учебной информации, то есть соответ­ственно восприятие на 6%, запоминание на 10%. Установлено, что локальное утомление зрительного анализатора пользователей при полностью автомати­зированном обучении происходит в 2-3 раза интенсивнее, чем при традици­онном.

Все это является следствием различных причин, основными из которых выступают: увеличение нагрузки на зрительный канал связи; исчерпывание эмоционального заряда, к которому приводит первоначальная встреча с но­вым; накопление отрицательных эмоций из-за возможных неудач и неясно­стей; восприятие большого количества нового учебного материала, который может быть хорошо обдуман, но не ассимилирован первичной нервной сис­темой и по этой причине активно не используется при получении следующих информационных порций.

Из сказанного можно сделать вывод о том, что ИТО, основанная на всемерной активизации познавательной деятельности обучаемых, может быть эффективной лишь при условии строгого учета психо-физиологических

101

и психологических особенностей студентов, наличии в ней системы диагно­стики и коррекции значимых для обучения и профессиональной деятельно­сти качеств личности и состояний человека. Необходимо рассматривать кате­горию здоровья в процессе ИТО как функцию от конечной цели-подготовки специалиста.

Анализ компьютерных средства обучения, используемых в современ­ных ИТО, показывает, что уже сегодня многие из них позволяют учитывать личностные, психо-физиологические и социально-психологические качества слушателя, предысторию обучения, уровень знаний навыков и умений по ра­нее изучавшимся родственным дисциплинам, характеризующие индивиду­альную познавательную деятельность и процесс формирования профессио­нальных качеств будущего специалиста. Адаптация структуры диалога к ин­дивидуальным характеристикам обучаемого дает возможность осуществлять коррекцию обучающей программы с учетом текущего психологического со­стояния пользователя, влияния на него факторов внешней среды.

В настоящее время наиболее перспективными КомСО, с точки зрения реализации названных выше условий, являются экспертные обучающие сис­темы (ЭОС). Рассмотрим их модульную структуру, определим состав и какие дидактические функции реализуются при использовании их при ИТО.

Структурно ЭОС состоит из группы модулей дидактического обеспе­чения процесса обучения и модуля контроля и коррекции функционального состояния пользователя системы (см.рис.3.2). Кратко остановимся на первой группе модулей, в состав которой должны входить следующие из них: обу­чаемого, учебной деятельности (учения), обучающей деятельности (обуче­ния), решения учебной задачи, знаний об ошибках пользователя.

Рис.3.2.Модульная структура ЭОС

Модуль обучаемого представляет собой набор операторов, которые осуществляют: выбор показателей, характеризующих начальный (текущий) уровень обученности применительно к конкретной теме (курсу, дисциплине); сбор данных о начальном или текущем уровне обученности и отнесение пользователя к определенной категории (модели); конкретизацию для него учебных целей; выбор обучающих воздействий в соответствии с уточненны­ми учебными целями и контроль за их достижением.

Модуль учебной деятельности (учения) включает следующие опера­торы: описание уровней освоения способов действий, предусмотренных це­лями обучения; выбор основного содержания учебной дисциплины, необхо­димого для достижения учебной цели; выбор содержания дополнительного материала, который необходимо знать, чтобы усвоить основное содержание изучаемой дисциплины; определение последовательности действий (шагов), обеспечивающих усвоение материала и ведущих к достижению учебной це­ли; определение показателей, по которым оцениваются усвоение учебного материала и достижение учебной цели; выбор диагностических средств для определения показателей достижения цели; итоговый и текущий контроль.

103

Модуль обучающей деятельности (обучения) включает следующие операторы: выбор обучающих воздействий для каждого шага усвоения спо­соба действий (предъявление теоретического материала или учебной задачи); обращение к модели решения учебной задачи для получения нормативного решения; определение возможностей отклонения от нормативного решения и прогноз причин отклонений; выбор диагностических средств для выяснения причин затруднений обучаемого при решении учебных задач; выбор вспомо­гательных воздействий (подзадач, вопросов, указаний) для устранения при­чин затруднений; осуществление обучающих воздействий и использование диагностических средств; анализ информации об учебной деятельности и внесение изменений в модель обучаемого.

Модуль решения учебной задачи содержит алгоритм, с помощью ко­торого может быть решена поставленная задача с привлечением методов, ко­торые должны быть известны обучаемому к этому моменту времени. В са­мом общем случае в состав этого алгоритма, составляющего существо спосо­ба действий, включаются следующие операторы: выявление задачной ситуа­ции (анализ условий задачи и поиск аналогичных решенных задач); выработ­ка плана решения задачи и построение алгоритма решения; подбор готовой программы и решение с ее помощью задачи; осуществление контроля пра­вильности решения задачи.

Модуль знаний об ошибках обучаемого содержит каталог возможных его ошибок, правила выдвижения и проверки гипотез о неправильных пред­ставлениях обучаемого, приведших к данной ошибке. Основанием для этого служат различия между решениями, предложенными обучаемым и эксперт­ной системой решения задач в данной предметной области, а также текущее состояние модели обучаемого.

Рассмотренный набор модулей позволяет на различных этапах ИТО анализировать и контролировать продвижение пользователя к достижению конкретных целей обучения.

104

Наряду с этим в ЭОС должна быть предусмотрена возможность осуще­ствления оценки функционального состояния обучаемого и выработки опти­мальных рекомендаций, обеспечивающих эффективность выполнения им как отдельных дидактических задач, так и учебной программы в целом. Она реа­лизуется модулем контроля и коррекции функционального состояния обучаемого, осуществляющим компьютерную психодиагностику индивиду­альных и психо-физиологических его характеристик. Модуль обеспечивает оценку характерологических черт личности, ее установки, волевые качества, структуры мотивационной сферы, свойства нервной системы по психомо­торным показателям и другие психологические особенности, имеющие непо­средственное отношение к направленному формированию познавательной активности слушателя.

Остановимся на особенностях организации психодиагностики и кор­рекции профессионально-важных качеств и функционального состояния обучаемого в условиях ИТО. Следует сразу указать, что модуль, отвечающий за это, должен обеспечивать не только сбор, обработку и хранение данных на каждого студента, но и являться средством оптимизации функционального состояния и работоспособности пользователя. В этом случае психодиагно­стика приобретает решающее значение для изучения эффективности новых форм и методов обучения, так как дает представление не только о сдвигах в поведении, интеллекте, мотивации, функциональном состоянии и работоспо­собности студента, вызванные введением новых приемов и средств обучения, но и обеспечивает преподавателя информацией об эффективности того или иного педагогического воздействия.

Наиболее перспективной формой организационного решения задачи по медико-психологическому обеспечению ИТО является принцип мониториро-вания социально-психологических и психо-физиологических проявлений у человека в процессе компьютерного обучения. Массив статистических дан­ных является исходной предпосылкой для определения объема и содержания

105

психологических мероприятий по диагностике и коррекции профессионально важных качеств и функциональных состояний на различных этапах ИТО.

В свете сказанного выше, решение проблемы материально-технического и программного обеспечения ИТО видится в использовании системы прикладных программных продуктов, позволяющих автоматизиро­вать методики психо-физиологического и психологического обследований, по результатам этой работы каталогизировать и разрабатывать банк данных и базу знаний; математически обрабатывать полученные результаты. При этом организация динамического контроля за функциональным состоянием и ра­ботоспособностью пользователя должна быть основана на четких индивиду­ально адаптированных информативных признаках, позволяющих переходить от оперативного к углубленному контролю, и получению рекомендаций к использованию методов и средств коррекции психо-физиологических со­стояний и профессиональных навыков. Набор данных признаков для экс­пресс-диагностики предполагает минимальный комплект методик (тестов), которые должны быть объединены организационно, по смысловому содер­жанию и не выступать в качестве помех для текущей деятельности, что дос­тигается путем использования бесконтактного съема диагностически значи­мой информации. Автоматизированная система должна обеспечивать сбор, обработку и анализ диагностически значимой информации в реальном мас­штабе времени. Для проведения отсроченного анализа в составе программно­го обеспечения должна быть предусмотрена справочно-информационная база данных индивидуальных характеристик пользователей, генерирующая мате­матические модели их состояний и поведенческих реакций при различных воздействиях, а также информацию по коррекции функционального состоя­ния и работоспособности обучаемых.

Реализация данных требований возможна в рамках предлагаемой на рисунке 3.3 структурной схемы организации контроля психофизиологическо­го состояния и качества деятельности обучаемого (например, оператора

106

АСУ) перед выполнением сложных видов профессиональной деятельности в рамках ИТО (в качестве КомСО рассматривается компьютерный функцио­нальный тренажер).

Где: 1-сигналы с органов управления, 2-временные, точностные и энергетические показатели процесса управления, 3-психо-физиологические параметры.

Рис. 3.3. Схема организации контроля психофизиологического состояния и качества

деятельности обучаемого

Обучаемый, снаряженный датчиками для съема физиологической ин­формации, с помощью информационно-инструктирующей системы вызывает из "меню" программного обеспечения заданный тип профессиональной зада­чи для проведения тренировочных занятий. На основе информации, посту­пающей на экран дисплея, он с помощью органов ручного управления (на­пример, клавиатуры компьютера) в соответствии с алгоритмом профессио­нальной деятельности выполняет заданный режим работы.

107

В процессе решения моделируемой задачи ЭВМ, в соответствии с раз­работанными алгоритмами, вычисляет интегральный показатель напряжен­ности (по данным частоты пульса, дыхания, кожно-гальванической реакции и другим) и спектральные характеристики речи, отражающие изменения пси­хического состояния обучаемого. Одновременно вычисляется комплексный показатель качества профессиональной деятельности, отражающий точност­ные, временные и энергетические характеристики процесса решения профес­сиональной задачи, а также стиль деятельности.

Наряду с этим, для экспресс-оценки функционального состояния и ра­ботоспособности пользователя могут быть использованы и другие варианты методик, например, портативная полифункциональная аппаратура, типа се­рийно выпускаемого прибора "Мир-5", разработанного кафедрой физиологии Московской медицинской академии и Ростовским государственным универ­ситетом [34]. По результатам экспресс-оценки экспертная система (например, прибора "Мир-5") формирует одно из нескольких альтернативных решений:

• показатели функционального состояния и качества деятельности свиде­тельствуют о функциональном комфорте студента-информационная сис­тема ЭВМ выдает разрешение на работу в штатном режиме деятельности;

• интегральный показатель качества деятельности студента ниже норматив­ных показаний-информационная система выдает рекомендации на прове­дение тренировочных упражнений для восстановления профессионально­го навыка;

• интегральный показатель психофизиологической напряженности студента выходит за рамки функционального комфорта-информационная система выдает рекомендации на проведение углубленного психофизиологическо­го обследования.

Углубленный психофизиологический контроль функционального со­стояния и психической работоспособности, предусматривает диагностику со­стояния высших психических функций (память, мышление, внимание) по

108

специально разработанной батарее тестов, облеченных в игровую форму. На основе полученного диагноза выбирается методика проведения психо­профилактических мероприятий с целью коррекции функционального со­стояния обучаемого.

При удовлетворительных показателях качества деятельности и адек­ватном функциональном состоянии дается допуск к выполнению штатной работы, обязательной для пользователя.

Резюмируя сказанное можно сделать вывод о том, что задача создания системы педагогически-ориентированной диагностики и коррекции функ­ционального состояния обучаемых неразрывно связана с самим процессом совершенствования ИТО. Она не может быть решена одномоментно и вы­ступает как интеграционный процесс, где, с одной стороны, исследуется влияние развития профессионально важных качеств пользователей на про­цесс обучения и тем самым уточняются познавательные свойства личности и функциональные возможности организма обучаемых, а с другой, оценивает­ся эффективность реализуемых в ИТО дидактических систем обучения.

109