Математичні підходи до формування змісту навчання в системі професійної комп'ютерної підготовки осіб з порушеннями зору

Ю.Й. Тулашвілі

В умовах гуманістичного розвитку суспільних відносин на підґрунті парадигми людиноцентризму сьогодні активно впроваджується в соціумі суспільно-правова концепція соціальної адаптації такої категорії членів суспільства, як особи з порушеннями зору, через оволодіння ними новітніми інформаційними технологіями.

Одним із напрямів досягнення цієї мети є реалізація в професійній та вищій освіті моделі організації освітнього середовища підготовки осіб із порушеннями зору до використання комп'ютерних технологій у своїй професійній діяльності.

Сучасні підходи до структурування навчального матеріалу розвиваються під впливом нових засобів подання інформації. Перехід на комп'ютерні засоби навчання поклав початок науковим напрямам, що розвивають різноманітні підходи до подання знань у стислому, компактному, зручному для сприймання вигляді. Логічне структурування, продукційні моделі та семантичні мережі знаходять все ширше застосування в процесах спрощення та оптимізації передачі навчальної інформації, що створює відповідні умови для напрацювання нових методів формалізації дидактичного тексту (О. Гагарін, С. Титенко, П. Брусиловский). Одним із таких напрямів формалізації навчального матеріалу є понятійно-тезовий підхід, що використовує апарат семантичних мереж [6, 48]. Застосування цього підходу дає можливість складати навчальні завдання в системах комп'ютерного тестування для оцінювання рівня сформованості фахових знань та вмінь [2, 409].

Відповідно до зазначених підходів зміст професійної комп'ютерної підготовки осіб із порушеннями зору повинен відповідати інтегрованій соціально-дидактичній меті, яка полягає в досягненні відповідного рівня соціалізації та реабілітації людей із зоровою депривацією через їхню професійну комп'ютерну підготовку.

У низці робіт розглядається проблема побудови змісту, що дозволяє нам окреслити завдання виходячи з фундаментальних підходів до визначення поняття «зміст освіти».

Зміст освіти B. Леднев та Ю. Бабанський визначають, як «частину загальнолюдської культури, яка подається індивіду для засвоєння, і відібрана та структурована таким чином, що б її засвоєння спрямовувало та детермінувало розвиток особистості відповідно до цілей виховання» [4].

У своїх роботах із дидактики Д. Чернілевський розвиває підхід до визначення змісту освіти через загальні визначаючі принципи його побудови. Він наголошує, що «зміст освіти - це педагогічно адаптована система знань, умінь і навичок, досвіду творчої діяльності, емоційно ціннісного ставлення до світу, засвоєння якої забезпечує розвиток особистості» [5, 229].

Загальні принципи, сформульовані А. Хуторським, передбачають формування змісту освіти через:

- урахування соціальних умов і потреб суспільства;

- відповідності змісту освіти цілям обраної моделі навчальної підготовки;

- доступність й природовідповідність щодо суб'єкта освіти;

- єдність змістової та процесуально-ді- яльнісної сторін навчальної підготовки;

- структурної єдності змісту навчання на різних рівнях підготовки.

Проведений аналіз щодо побудови змісту професійної комп'ютерної підготовки осіб із порушеннями зору визначив актуальність дослідження для окреслення особливостей його формування. У процесі формування та подання змісту навчання слід враховувати такі психофізіологічні особливості суб'єктів освіти із зоровою депривацією, як фрагментарність, вербалізм та понижений темп засвоєння навчального матеріалу [7]. Тому однією з умов ефективного розв'язання завдання з формування змісту навчання професійної комп'ютерної підготовки є максимальне врахування природних особливостей осіб із порушеннями зору.

Основним завданням статті є розкриття математичних підходів до формування змісту навчання в системі професійної підготовки осіб, які мають порушення зору, із застосуванням інформаційних технологій.

Єдність змістової та процесуально- діяльнісної сторін професійної комп'ютерної підготовки осіб із порушеннями зору повинна забезпечуватись поєднанням таких елементів змісту навчальної підготовки, коли, крім опанування фаховими знаннями, уміннями та навичками, формується первинний досвід застосування зороводепривованими суб'єктами освіти комп'ютерних технологій для виготовлення продукту професійної діяльності.

У цілому зміст фахової підготовки на дидактичному макрорівні в існуючих традиційних системах наведений у навчальній документації, що регламентована на загальнодержавному рівні: освітньо-кваліфікаційних характеристиках, освітньо-професійних програмах, навчально-методичних виданнях тощо.

Кожний процес, на думку розробника принципу полісистемного моделювання змісту технологій навчання М. Лазарєва [3, 62], перед тим, як стати дійсністю має спочатку розглядатись у вигляді системи зв'язків процесу навчання та змісту. Запропонований ним підхід попарного розгляду категорій можливостей та дійсності між системою навчального процесу та системою змісту навчання покладено нами в основу моделей формування змісту навчання на дидактичному мікрорівні професійної комп'ютерної підготовки осіб із порушеннями зору.

За результатами застосування цього принципу для структурної декомпозиції системи навчання та системи змісту професійної комп'ютерної підготовки осіб із порушеннями зору отримуємо структурну декомпозицію, зображену на рисунку 1.

Рис. 1. Структурна декомпозиція системи педагогічного процесу та системи змісту навчання осіб із порушеннями зору

Згідно із цим підходом у процесі проведення декомпозиції, відповідно, провідну роль відіграє навчальний процес, тому спочатку визначаються елементи системи педагогічного процесу, а вже потім - відповідні їм елементи системи змісту [3, 63].

Відповідно до попарного розгляду за принципом полісистемного моделювання систему педагогічного процесу та систему змісту навчання професійної комп'ютерної підготовки на першому рівні проведеної декомпозиції можна виокремити дві основні категорії підсистем: підсистему процесу викладання (ПВ) та систему процесу учіння (ПУ).

На етапі підсистеми процесу викладання традиційний навчальний процес базується переважно на пояснювально-ілюстративних методах навчання, коли застосовується відповідний зміст навчання Зв, який у більшості випадків пов'язаний із широким використанням засобів наочності. Через нездатність як слабозорих, так і незрячих суб'єктів освіти безпосередньо сприймати наочну ілюстрацію в процесі проведення заняття значний обсяг змісту навчання повинна подаватись для самостійного опрацювання із застосуванням допоміжних засобів сучасних інформаційних технологій адаптації (СІТА). Такий підхід передбачає збільшення частки процесу учіння в системі професійної комп'ютерної підготовки, що призводить до перегляду та адаптації змісту навчання і, відповідно, до перерозподілу в бік збільшення змісту Зу, що відповідає процесу учіння.

У процесі учіння чільне місце посідають індивідуальні аудиторні та самостійні роботи, коли той, хто навчається, розв'язує задачі, виконує вправи та різноманітні завдання, розроблені викладачем. Процес учіння відіграє особливо важливу роль для осіб із порушеннями зору, коли, крім з оволодіння знань, умінь та навичок, відбувається утворення компенсаторних пристосувань до сприймання та відтворення навчальної інформації, яка опрацьовується допоміжними засобами СІТА. Тому процес учіння відбувається в більшості випадків за репродуктивними методами, що передбачають подання зразків розв'язаних прикладів та виконуваних завдань.

Відповідно до психологічних аспектів підготовки осіб із порушеннями зору до використання у своїй діяльності комп'ютерних технологій зороводепривований суб'єкт освіти внаслідок наявного дефекту здійснює перцептивні дії, застосовуючи тактильні та слухові способи сприймання інформації про властивості навчального об'єкта. Згідно із цим у системі змісту професійної комп'ютерної підготовки не можуть бути застосовані навчальні дії, де заміна зорового сприймання не можлива допоміжними засобами СІТА. Також процес навчання потребує допомоги та супроводу з боку викладацького складу. Така взаємодія сприяє формуванню взаємного комунікативного зв'язку всередині навчального середовища, що, у свою чергу, підсилює механізми соціалізації зороводепривованих суб'єктів освіти.

З урахуванням системних характеристик полісистемного змісту [3, 83] на дидактичному мікрорівні в ході педагогічного процесу професійної комп'ютерної підготовки осіб із порушеннями зору ставиться питання одночасної реалізації двох дидактичних завдань: досягнути дидактичну мету за певним рівнем підготовки відповідно до заданої прикладної галузі та забезпечити розвиток компенсаторних пристосувань як обов'язкового чинника успішності навчання зороводепривованої особистості та оволодіння нею переліком визначених компетенцій.

Особливістю навчальної діяльності осіб із порушеннями зору, визначеною нами на попередніх етапах дослідження [7], є запровадження такої організації процесу підготовки, коли інтенсивність застосування практичних методів значно переважає інші методи навчання. Тому під час визначення змісту професійної комп'ютерної підготовки осіб із порушеннями зору нами акцентується увага на специфіці побудови змісту процесу учіння (рис. 2).

Рис. 2. Структурна декомпозиція системи змісту дидактичного мікрорівня професійної комп'ютерної підготовки

Навчальну діяльність R на дидактичному мікрорівні ми пропонуємо визначати як процес засвоєння зороводепривованим суб'єктом освіти сукупності елементів навчального змісту Pit що відбиває вимоги професійних компетенцій щодо застосування комп'ютерних технологій. Кожен елемент змісту Pi вміщує навчальні завдання Qj, що складаються зі сполучень характеристичних ознак Si психічного образу об'єкта праці, та які розкривають умови, засоби та прийоми роботи особи з порушеннями зору людини із комп'ютерною технікою через знання та вміння, які потрібно засвоїти. Визначення характеристичних ознак Sl, що утворюють найнижчий ієрархічний рівень структури процесу навчальної діяльності, потребує проведення аналізу елементарних сенсорно-перцептивних та психомоторних дій, які доступні зороводепривованій людині у процесі використання комп'ютерної техніки, якими вона може оволодіти із застосуванням мнемічних механізмів пам'яті (групування за ознаками, визначення зв'язків, установлення структури).

Результативність педагогічного процесу на дидактичному мікрорівні можна виразити через функціональну модель R навчальної діяльності зородепривованого суб'єкта, яка репрезентує вплив параметрів змісту навчання на формування психічного образу об'єкта.

R = f (P, Q, S), (1)

де P (Pb P2, ... Pn) - множина елементів навчального змісту, що розкриває вимоги професійних компетенцій щодо застосування комп'ютерних технологій; Q (Qb Q2, ... Qm) - множина варіацій структур навчальних завдань; S(S1, S2, ... Sk) - множина характеристичних ознак психічного образу об'єкта праці, з яких формується навчальний об'єкт (НО).

Особливості добору змісту навчання для здійснення професійної комп'ютерної підготовки осіб із порушеннями зору передбачають формування навчального матеріалу таким чином, щоб ефективно забезпечити його сприймання за умови, коли в суб'єкта освіти зоровий аналізатор є пошкодженим або повністю уникається його застосування в процесах чуттєвого пізнання. Добір змісту навчального матеріалу на кожному етапі навчальної підготовки можна охарактеризувати процесом формалізації навчального матеріалу. Відповідно до цього формалізацію навчального змісту професійної комп'ютерної підготовки пропонуємо здійснювати із застосуванням таких операторів формування змісту:

- на етапах теоретичного навчання за словесно-інформаційними методами

Pє {S|Q(S)}={Q|Q(p)nS|S(p)}, (2)

а саме, поняття про об'єкт праці P (зміст професійної компетенції) належить ви- слову-тезі Q, у якому розкривається характеристична ознака S цього об'єкта, тобто множина висловлювань-тез, у яких йдеться про об'єкт праці, є одночасно і множиною характеристичних ознак об'єкта праці;

- на етапах практичної підготовки в процесі застосування репродуктивного навчання

Qє S(p) = {S|S(Q) nQ(p) * 0}, (3)

а саме, характеристична ознака S розкривається у практичній вправі Q, виконання якої формує образ об'єкта праці P, тобто множина характеристичних ознак об'єкта праці, що розкриваються в практичній вправі, одночасно розкривають сам об'єкт праці.

Процедура компонування та аналізу елементарних дій у процесі добору навчальних об'єктів має здійснюватися з дотриманням таких припущень:

1. Кількість НО для практичного завдання під час формування психічного образу об'єкта професійної діяльності має бути чітко визначена та не перебільшувати доцільну.

2. Перелік НО визначається кваліфікованим викладачем або іншим експертом.

3. Кожен НО має бути охарактеризований через Q та S по відношенню до P.

4. Кваліфікований викладач складає твірну функцію для розрахунку сполучень, які в подальшому піддаються аналізу з метою наповнення конкретним змістом.

5. Структурування дидактичного змісту завдань має базуватися на принципі поетапного формування розумових дій шляхом підбору матеріалу таким чином, що кожне наступне завдання містить елементи новизни.

Основною умовою формування змісту практичної роботи є те, що кількість навчальних одиниць не повинна перебільшувати розмірності кортежу. Для формування структури сполучень НО в кожному навчальному завданні застосовуємо поліномну твірну функцію [6, 211]: вчальних завдань, що формуються з трьох НО Sb S2, S3 за умови їхнього сполучення до чисельності n = 5, коли визначені такі характеристичні ознаки: S1 зустрічається не більше одного разу, S2 - не більше двох, а S3 - один або два рази.

Тоді, твірна функція набуває такого виду: (1 + S1 x)(1 + S2 x + S22 x 2)( S3 x + S32 x2).

За результатами обчислень отримуємо:

S3 x + (S^3 + S2 S3 + S3S3) x1 +(S^2 S3 + S2 S2 S3 + S^3 S3 + S2 S3 S3) + +( S1S2 S3 S3 + S2 S2 S3S3 + S1S2 S2 S3)x4 ++(S1S2S23S3)x *

З розв'язку маємо такі можливі значення сполучень НО, що можуть бути утворені в процесі складання навчальних завдань за визначеною умовою: n = 1: [S3];

n = 2: [SXS3],[S2S3],[S3S3];

n = 3: [S1S2S3],[S2S2S3L [SiS3S3L> [S2S3S3]; n = 4: [S1S2S3S3], [S2S2S3S3], [S1S2S2S3]; n = 5: [S1S2S2S3S3L

навчання порушення зір комп'ютерний

Однією з переваг запропонованого нами методу визначення змісту навчальних завдань для здійснення процесу учіння в ході практичної навчальної діяльності особами з порушеннями зору є простота в його застосуванні. Такий підхід дозволяє автоматизувати процес формування змісту із застосуванням прикладних математичних програмних засобів. Викладач відповідної кваліфікації, визначивши основні НО, що забезпечують досягнення мети щодо засвоєння прийомів роботи з комп'ютерними технологіями, здійснює їхню нумерацію та визначає характеристичні ознаки НО в системі взаємозв'язку між діями, які вивчаються.

Отже, на підставі запропонованих підходів до визначення змісту навчання професійної комп'ютерної підготовки осіб із порушеннями зору можна зробити висновок про те, що чинні традиційні системи змісту, які подані в нормативній навчальній документації, доволі легко можна адаптувати, використовуючи принцип природовідповідності до процесу навчання суб'єктів освіти з порушеннями зору.

Вважаємо, що запропонований формалізований підхід до формування змісту навчання як поліізоморфної системи є більш ефективним, оскільки не потребує додаткового складного математичного апарату, що дозволяє реалізувати прості алгоритми структуру- вання змісту навчальної діяльності осіб із порушеннями зору. Це створює можливість для впровадження в технологію навчання принципів індивідуального та диференційованого підходів, покладених в основу спеціального педагогічного управління навчально- розвивальним процесом професійної комп'ютерної підготовки осіб із порушеннями зору.

Актуальними напрямами подальшої розробки окресленої проблеми є розвиток методів логічного структурування, продукційних моделей та семантичних мереж із метою спрощення та оптимізації процедур передачі навчальної інформації, підвищення ефективності навчально-розвивального процесу.

Список використаних джерел