Д.п.н., доц. Дочкин Сергей Александрович

Кузбасский государственный технический университет, Россия

Визуализация знаний в подготовке профессорско-преподавательского состава вуза

Современный период развития общества характеризуются сильным влиянием на него информационных и компьютерных технологий, обеспечивающих распространение информационных потоков и образующих глобальное информационное пространство. Неотъемлемая часть этих процессов - информатизация образования, которое является одним из путей модернизации российского образования. В образовательный процесс внедряются информационные и обучающие системы, тестовые программы и моделирующие среды, используются сетевые ресурсы, идет работа по вхождению страны и каждого учреждения образования в мировое информационно-образовательное пространство. Закономерно, что этот процесс сопровождается изменениями в педагогической теории и практике воспитательно-образовательного процесса, связанными с внесением корректив в содержание технологий обучения, которые должны быть адекватны современным техническим возможностям и обеспечивать подготовку личности к комфортной деятельности в информационном обществе.

Интенсификация обучения средствами информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) уже не ограничивается закупкой и установкой компьютеров, использованием тестовых программ или локальных образовательных ресурсов. Информатизация профессионального образования (ПО) рассматривается как целостный процесс изменения содержания, методов и организационных форм профессиональной подготовки специалистов на данном этапе формирования информационного общества. Действительно, по мере внедрения новых ИКТ в жизнь человека и в образование стало очевидным, что информационный поток, обрушивающийся на молодое поколение, будет в такой мере способствовать достижению образовательных целей, в какой обучающиеся обучены восприятию и использованию информации в различных формах.

Имеющийся опыт применения ИКТ в подготовке обучающихся учреждений профессионального образования (УПО), преподавателей учреждений профессионального образования всех уровней, в том числе профессорско-преподавательского состава (ППС) вузов, позволяет сделать вывод, что современные ИКТ способны интенсифицировать учебный процесс за счет повышения темпа, индивидуализации обучения, моделирования ситуаций, увеличения активного времени каждого обучающегося и усиления наглядности. В основном это достигается преимуществами ИКТ, заключающимися в организации познавательной деятельности обучающихся средствами моделирования; тренировкой полученных знаний в новых ситуациях, в том числе и в смоделированных; в имитации типичных ситуаций профессиональной деятельности; возможности организации автоматизированного контроля результатов обучения, развития творческого мышления, комплексного представления информации в различных формах.

Одним из перспективных направлений применения средств ИКТ является расширение использования сетевых ресурсов и сервисов, а также переход к широкому использованию визуализации в образовательном процессе, с приданием средствам визуализации регулятивных функций. Еще на первых этапах внедрения в учебный процесс электронных обучающих ресурсов особую значимость приобрел принцип наглядности, и его реализация средствами ИКТ. При этом, в условиях все более активного использования мультимедиа-средств, предполагающих комбинированное информационное воздействие на органы чувств обучающегося, и следовательно – на способы предъявления информации, ведущим видом восприятия информации при работе со средствами ИКТ остается зрительное. Это обусловлено высокой значимостью визуального восприятия окружающего мира человеком в ходе процесса познания, ведущей роли образа в процессах восприятия и понимания, необходимости подготовки сознания человека к деятельности в условиях «визуализирующегося» мира и увеличения информационной нагрузки.

Не смотря на то, что визуализацией (лат. visualis – воспринимаемый зрительно, наглядный) считают представление числовой и текстовой информации в виде графиков, диаграмм, структурных схем, таблиц, карт, рисунков и т.д. – такое понимание визуализации как процесса наблюдения предполагает минимальную мыслительную и познавательную активность обучающихся. Но необходимо понимать, что этот «способ» - не простая реализация дидактического принципа наглядности, данная дефиниция имеет много интерпретаций, что и затрудняет применение данной технологии в целом. Под визуализацией, как правило, понимается всякий способ обеспечения наблюдаемости реальности, а результатом визуализации или визуальной моделью считают любую зрительно воспринимаемую конструкцию, имитирующую сущность объекта познания. По Вербицкому А.А.: «Процесс визуализации – это свертывание мыслительных содержаний в наглядный образ; будучи воспринятым, образ может быть развернут и служить опорой адекватных мыслительных и практических действий» [1].

В общем виде визуализация - промежуточное звено между учебным материалом и результатом обучения, механизм, позволяющий «уплотнить», оптимизировать процесс познания, очистив его от второстепенных деталей, опосредованно представить изучаемые явления в тех областях, в которых непосредственно наглядное восприятие затруднено или вообще невозможно. Интерес к визуализации именно в настоящее время диктуется всем ходом развития человеческой деятельности, нарастанием потоков информации, для освоения которой становятся непригодными традиционные методы и средства. Признается вполне обоснованно, что для дальнейшего накопления, хранения, переработки и передачи информации необходимы новые, компактные, мобильные средства отражения объективного мира в сознании субъекта, и визуализация - одно из этих средств. В свою очередь одних средств визуализации мало – необходимы педагоги, способные их освоить и использовать в свой деятельности, выстраивать образовательный процесс, опираясь на комплексное представление информации, информационная насыщенность учебного материала требует специальной подготовки и педагога, и учебного материала для его предъявления на занятиях [4]. Соответственно возникает проблема методической подготовки преподавателей вузов с целью формирования их готовности к эффективному решению педагогических задач с использованием методов структурирования, уплотнения и визуализации знаний, в том числе с помощью средств мультимедиа, для эффективного представления учебного материала с условием его системного усвоения.

Проведенные нами исследования среди профессионально-педагогических работников УПО и ППС вузов показали, что в целом педагоги в последнее время активно используют средства ИКТ в своей профессиональной деятельности. За период с 2007 по 2012 годы число преподавателей, использующих средства ИКТ и интернет-приложения на своих занятиях, увеличилось с 27 до 78%, желание постоянно использовать средства ИКТ характерно для 88% педагогов (против 58,6% пять лет назад), пользоваться интернет-приложениями – для 76% (в 2007 году – 56,3%) [6]. Характерным является и тот факт, что доля педагогических работников, использующих мультимедиа-средства для презентации собственных достижений, в первую очередь – для визуализации полученных результатов, за прошедшие десять лет выросла с 1-2% до 84,5%. Это подтверждает тот факт, что педагоги уже обладают необходимым уровнем подготовки в области ИКТ, однако, этого еще не достаточно для того чтобы в полной мере освоить и внедрять технологии компьютерной визуализации [6].

Проблема заключается в том, что для внедрения средств и способов визуализации уже не достаточно простого наглядного отображения какого-либо объекта с использованием современных средств ИКТ, как это понимается многими преподавателями. Действительно, если понятие «наглядность» связано с демонстрацией конкретных моделей, вещей, предметов, процессов, явлений, опытов, то есть какого-либо уже существующего в действительности образа, заданного заранее, то визуализация предполагает процесс формирования мыслеобраза и вынесение его из внутреннего плана деятельности человека, это своего рода проекция несуществующего образа. Визуализация является сложным психологическим процессом, который оказывает влияние на развитие зрительной памяти, ассоциативного, образного и логического мышления обучающихся.

И готовность ППС к использованию средств ИКТ с возможностью отображения различных объектов и готовность преподавателей к визуальному представлению знаний с использованием ИКТ – разные вещи. Как показали исследования, 12 % преподавателей вуза не разделяют понятия «визуализация» и «наглядность», 27% - не считают необходимым специально осваивать технологии сжатия информации, овладевать приемами по работе со средствами ИКТ, а 31,7% считают достаточным увеличить количество иллюстративного материала, чтобы интенсифицировать процесс обучения [6]. В данном случае готовность преподавателя к визуализации предполагает наличие у него определенного набора свойств и личностных качеств, обеспечивающих владение способами представления учебного материала в «сжатом» виде и создания графических изображений и визуальных образов, наличие развитого визуально-образного мышления и знания правил композиции, представления цветов и основ цветовых моделей, умение сохранять, тиражировать, обрабатывать и передавать визуальную информацию. Сложность формирования данных свойств обуславливается и тем, что современные педагогические технологии не предполагают использование средств визуализации кроме как в целях реализации принципа наглядности, и типовые технологии подготовки (повышения квалификации, профессиональной переподготовки) ППС не включают в себя конкретные модули, разделы, темы по изучению как психологических основ визуализации, так и технических аспектов решения данной проблемы в ходе образовательного процесса.

Как показали наши исследования, проводимые с профессионально-педагогическими работниками УПО и ППС вузов, недостатки в подготовке преподавателей в данном направлении ведут к применению технологии визуализации исключительно в рамках средств наглядности для сопровождения объяснения учебного материал [5]. При этом не учитывается, что уже сама наглядность подразумевает значительную степень произвольности связи образа и собственно иллюстрируемого учебного материала, что приводит к негативным результатам: неверному пониманию обучающимися сути рассматриваемого материала из-за неправильно представленного наглядного объекта, который не разъясняет сложный материал, а только отвлекает; рассеиванию внимания обучающихся и повышению утомляемости из-за избыточности содержания, что ведет не к активизации мыслительной деятельности, а к ее блокированию. Как показал опрос обучающихся, в целом почти 85% считают необходимым применение визуальных способов предоставления информации, однако 91% отметили, что при большом количестве наглядных образов, схем внимание притупляется и уровень усвоения материала и интерес снижаются. Более 77% обучающихся отметили, что когда (к примеру) формулы или графики лектор строит на доске материал воспринимается легче и является более доступным, чем если тот же процесс происходит на экране монитора или интерактивной доски [6].

Известно, что активное владение наглядным материалом возможно только в том случае, когда объекты мышления при помощи образа наглядно объясняются. Соответственно ошибочно мнение преподавателей, которые считают, что простой показ картинок, иллюстраций, слайдов изображающих определенный объект, позволяет обучающимся понять мысль. Информацию о предмете не удастся непосредственно передать обучающемуся, если не представить этот предмет в структурной и ясной форме, и здесь преподаватель должен помочь восприятию, но не словами, а структурированием рисунка.

Как отмечает Р.Арнхейм «…ни само техническое умение создавать изображения, ни достоверная реальность образов не дают гарантий, что материал передает именно то, что нужно, …. мышление осуществляется посредством структурных характеристик, встроенных в образ, и потому образ должен быть сформирован и организован разумно, чтобы наиболее важные его свойства были видимы. Должны быть ясны очевидные соотношения между компонентами, должно быть понятно, что причина ведет к следствию; все соответствия, симметрии, иерархии должны быть ясно показаны…» [2].

В настоящее время теория визуализации активно развивается, внедряются понятия «визуальная информация», «визуальное мышление», «визуальный учебный материал», «визуальные модели», «когнитивная визуализация», «структурное квантование». В качестве одной из основных концепций визуализации нами в ходе повышения квалификации ППС вузов использовалась концепция когнитивной визуализации. Выбор данной концепции основывался на двух аспектах: на необходимости интенсификации учебного процесса и имеющемся опыте использования визуальных средств представления данных [3]. Действительно, проведенные пилотные исследования и наблюдения показали, что благодаря возможностям визуализации удается представлять большие объемы информации в лаконичной, свернутой, логически организованной форме, удобной для обучающихся. Однако сокращение объема, «сжатие» учебного материала для его усвоения не может считаться оправданной целью, более важным на наш взгляд является качество усвоения материала и глубина его понимания. В тоже время, как показали исследования коллег, технология когнитивной визуализации позволяет существенно интенсифицировать учебный процесс [3]. При этом использование компактных средств представления знаний (основы ориентировочных действий, блок-схемы, таблицы, структурно-логические схемы, опорные сигналы, знаки и символы) достаточно хорошо освоены педагогами вуза, соответственно требуется более детальная и системная проработка их использования с применением современных технологий.

Данные аспекты позволили сформировать спецкурс в рамках психолого-педагогической подготовки профессорско-преподавательского состава вуза, акцентировав внимание на освоении технологии когнитивной визуализации с применением средств ИКТ. Спецкурс включил в себя рассмотрение теоретических основ и практических способов по облегчению восприятия знаний, их переработке и применения обучающимися в современных условиях, снижению доли словесных методов обучения, а также по использованию методик формирования готовности студентов к учебной деятельности в информационно-насыщенной среде. Преподавателям были предложены для освоения в ходе практических занятий и семинаров основные приемы структурирования и визуализации учебного материала: отбор учебного материала, структурно-логический анализ и построение структурно-логической схемы учебной информации; выделение ядра темы, методологических и прикладных аспектов темы; расположение учебного материала с учетом логики формирования учебных понятий; подбор опорных сигналов и их кодировка; поиск внутренних логических взаимосвязей и межпредметных связей; составление первичного варианта, компоновка материала в блоки, критическое переосмысление первичного варианта, перекомпоновка, перестройка, упрощение; введение цвета; озвучивание и окончательная корректировка опорного конспекта, схемы или другого визуального средства. Отдельно в ходе практических занятия с педагогами отрабатывались аспекты учета закономерностей визуальной информации, учет которых являлся обязательным при составлении схемно-знаковых моделей. Требует отдельного изучения и технология подготовки обучающихся к использованию визуализации. В этом случае обучающие должны владеть общеучебными умениями выделять основные понятия темы, вокруг которых следует группировать дополнительную информацию, иметь развитое наглядно-образное мышление и творческое воображение. Конечно, творчески работающий преподаватель, найдет немало приемов, позволяющих включить обучающихся в активную совместную деятельность по выделению понятий темы и перевод учебной информации на язык визуализации [4]. Первоочередными здесь являются методы работы с информационными источниками и методы познавательной деятельности обучающихся на основе осуществления внеконтекстных мыслительных операций с основными смыслообразующими терминами и базовыми понятиями учебной дисциплины.

Работа по освоению приемов визуализации ППС вуза была выстроена поэтапно: освоение пассивных приемов (подготовка статистических изображений, работа с текстовыми редакторами); освоение активных приемов (создание презентаций, работа с базами данных, виртуальными библиотеками); комбинированные приемы (подготовка и представление материалов на электронных площадках, в сетях Интернет, работа с локальными и сетевыми электронными учебными пособиями, контролирующими системами).

В ходе работы осваивались графические редакторы Adode Photoshop, CorelDraw, PaintShop Pro, Paint.Net, Gimp, OpenOffice.org Draw Inkscape; текстовые редакторы из состава MS Office, OpenOffice.org Writer; программы для демонстрации презентаций MS PowerPoint, OpenOffice.org Impress, программы для подготовки анимации Adobe Flash Professional, Adobe Dreamwearver CS 6, программа для подготовки видеоуроков Camtasia Studio.

Особую значимость в этой связи приобретает комплексная и системная работа всего ППС, как отмечал Р.Арнхейм: «Самые лучшие намерения учителя биологии будут с трудом восприниматься недостаточно подготовленными учащимися, если те же самые принципы не применяют в работе учитель математики» [2]. Данное положение получило подтверждение еще на этапе внедрения средств информатизации в образовательный процесс и формирования компетентности в области ИКТ, когда единичные попытки использования компьютеров и средств наглядности на основе ИКТ не обеспечили требуемой интенсификации занятий, прироста уровня мотивации обучающихся и снижения временных затрат. И только благодаря комплексности и единства подходов педагогических коллективов к процессу внедрения средств ИКТ в повседневную деятельность преподавателей в аудиторное и внеаудиторное время обеспечило достижение поставленных целей. В тоже время следует подчеркнуть, что применение средств ИКТ, визуализация знаний как способ предоставления информации, «когнитивная визуализация» как технология восприятия мира не являются самоцелью. Выявление и использование приемов визуализации в профессиональном обучении составляют основу для продуктивной деятельности в информационном пространстве, обеспечивают перспективную подготовку обучающихся в будущей жизни, формируют коммуникационную культуру в ее различных аспектах.

Литература

1.Вербицкий, А.А. Активное обучение в высшей школе: контекстный подход [Текст] / А.А. Вербицкий.- М.:Высш.шк., 1991.- 207 с.

2.Арнхейм Р.В. В защиту визуального мышления [Текст] / Р.Арнхейм // Новые очерки по психологии искусства: пер.с англ.- М.:Прометей, 1994.- 352 с.

3.Манько Н.Н. Когнитивная визуализация дидактических объектов в активизации учебной деятельности [Текст] / Н.Н.Манько // Известия Алтайского государственного университета. -2009.-№ 2(62). - С.22-28.

4.Лаврентьев, Г.В. Инновационные обучающие обучающие технологии в профессиональной подготовке специалистов [Текст]/ Г.В.Лаврентьев, Н.Б.Лаврентьева, Н.А.Неудахина. – Барнаул: Изд-во Алт.ун-та, 2004. – 232 с.

5.Панина, Т. С. Формирование ИКТ-компетентности педагогических работников системы профессионального образования [Текст] : монография / Т. С. Панина, С. А. Дочкин, Л. Н. Вавилова, Л. П. Вашлаева - Кемерово : Изд-во ГОУ "КРИРПО", 2008. - 336 с.

6.Информационно-коммуникационные технологии в воспитательно-образовательном процессе учреждений начального и среднего профессионального образования: достижения, проблемы, перспективы [Текст]: /информационные материалы/ авт.: Т.С.Панина, Н.В.Костюк, Н.В.Павельева и др.- Кемерово: ГОУ «КРИРПО», 2009. – 112 с.