Современное высшее образование закономерно осуществляется на базе средств информационно-коммуникативных технологий [1, 2], непрерывное совершенствование которых ведет к поиску механизмов, которые позволяют не только повысить эффективность обучения, но и способствуют формированию опыта деятельности в выбранной профессиональной сфере. Подобный опыт может успешно формироваться в обучении только при соблюдении определенных условий, в числе которых целенаправленная, систематическая и профессионально ориентированная работа с учебной информацией, представленной в образовательной среде. Информационно-образовательная среда вуза при этом предоставляет возможность соблюдения упомянутых выше условий (целенаправленная, систематическая и профессионально ориентированная работа с учебной информацией), а также обеспечивает взаимодействие субъектов образовательной деятельности. В информационно-образовательной среде вуза представлено все многообразие цифровых ресурсов отдельной организации [3] или сети организаций, доступ к которым обеспечивается по сети Интернет [4, 5]. Поэтому для формирования продуктивного опыта деятельности в выбранной сфере компоненты информационно-образовательной среды вуза должны обладать характеристиками преемственности и профессиональной-направленности.
Отражение визуальных компонентов информационно-образовательной средой – многоаспектная задача, связанная с возможностями современных технологий, индивидуальными особенностями и предпочтениями субъекта образования и спецификой выбранной студентом сферы деятельности. Выделенные аспекты должны находить отражение в используемых визуальных компонентах информационно-образовательной среды вуза.
Целью данного исследования является разработка и реализация в учебном процессе вуза визуальных компонентов информационно-образовательной среды.
В соответствии с целью исследования сформулируем следующие задачи исследования:
1. На основе анализа литературы раскрыть значимые аспекты отражения визуальной информации в образовательном процессе.
2. Определить критерии и показатели, позволяющие оценить эффективность обучения в вузе на основе визуальных компонентов информационно-образовательной среды.
3. Провести экспериментальную реализацию обучения на основе выделенных компонентов информационно-образовательной среды.
Анализ литературы позволил установить, что информационно-образовательная среда высшего образования – это «пространственная инфраструктура, включающая комплекс технических и программных средств» [6] и служащая для хранения и переработки информации, а также обеспечивающая взаимодействие субъектов образовательной деятельности.
Понятие «визуальная учебная информация» связано с систематизацией, структурированием и образным отражением информации в учебной деятельности. Основы отражения визуальной информации в обучении заложены в понятии «наглядность» (Я.А. Коменский) [7], которое понимается автором как «целенаправленное наблюдение» за объектами реального мира либо их отображениями (изображения, модели, знаковая информация и др.) информационно-образовательной средой. Однако в настоящее время недостаточно просто наблюдать [8, 9], необходима работа с учебной информацией, включая ее анализ, систематизацию и преобразование с использованием различных средств наглядности (наглядно-образные и логико-символические схемы, модели объектов и процессов и др.).
При этом в вузе учебная информация должна находить свое отражение специфичными визуальными компонентами выбранной сферы деятельности, которую в данном исследовании предлагается подразделять на базе реально-абстрактных и пространственно-временных свойств [7, 8]. Так для гуманитарного направления предпочтительно в отражении учебной информации использовать наглядно-образные схемы, в то же время для технического направления целесообразно использовать логико-символические модели [7, 8]. Кроме того, если в профессиональной деятельности будущего специалиста требуется манипулирование компонентами среды, обладающими пространственными (например, 3D проектирование систем, 2D изображения), либо динамическими характеристиками (например, обработка видео, статический визуальный ряд сопровождения), то значимым представляется учет в отображении учебной информации данных ее свойств. Таким образом, визуальные компоненты информационно-образовательной среды вуза должны не только наглядно отражать учебную информацию, но и учитывать специфику выбранной сферы деятельности специалиста, формируя тем самым профессионально значимый опыт.
Кроме того, «информация» относится к субъективному образованию, то есть учебная информация не всегда однозначно понимается всеми субъектами образовательной деятельности. На нее оказывают влияние уровень образованности субъекта, индивидуальные особенности (предпочтения, например, в получении информации: визуальная, аудиальная, знаковая и др.), направление выбранной сферы деятельности (гуманитарное, техническое, естественнонаучное) и др. Для успешного освоения учебной информации значимы не только количественные, но и качественные характеристики ее отображения, ценность информации, своевременность, актуальность и др. О формировании опыта работы с информацией может говорить субъективное воспроизведение смысла ранее изученной учебной информации. Например, студент, опираясь на предшествующий опыт, делает определенное заключение, которое передает его субъективный взгляд на информацию, а не дословно воспроизводит ранее изученный материал.
Опираясь на обозначенные выше положения, выделим ведущие требования к визуальным компонентам информационно-образовательной среды вуза:
− базируются на принципе наглядности и возможностях отражения информации современными информационными технологиями;
− разрабатываются на основе индивидуально ориентированного и профессионально значимого отображения информации компонентами образовательной среды;
− реализуются целенаправленно и комплексно в учебном процессе вуза для достижения, требуемого ФГОС опыта деятельности.
В рамках решения второй задачи определим критерии и показатели, позволяющие оценить эффективность образовательного процесса вуза на основе визуальных компонентов информационно-образовательной среды. Достижение опыта деятельности является слабо формализуемым объектом, для проверки которого применим метод групповых экспертных оценок В.С. Черепанова [7]. Применение данного метода позволяет получить обобщенное, коллективное мнение на отбор наиболее значимых критериев оценки сформированного опыта деятельности.
В качестве экспертов выступали преподаватели (62 чел.) информационных технологий вузов Республики Татарстан: Казани, Набережных Челнов, Арска, Буинска, Нижнекамска. Экспертам предложили критерии оценки образовательного процесса вуза на основе визуальных компонентов информационно-образовательной среды, из которых они должны были выделить наиболее значимые. По результатам экспертной оценки значимыми были признаны следующие критерии:
1. Умение структурировать и выделять связи в определенном фрагменте учебной информации (49 %).
2. Умение выделять основные и второстепенные детали в определенном фрагменте учебной информации (44 %).
3. Умение обобщать и отражать фрагмент учебной информации наглядно-образными или логико-символическими моделями (37 %).
Далее, для выделенных экспертами критериев требуется сформировать шкалу оценки обучения на основе визуальных компонентов информационно-образовательной среды вуза. Показатели эффективности образовательного процесса на основе визуальных компонентов информационно-образовательной среды оцениваются по «генетической структуре мастерства человека» (В.П. Беспалько) [10]:
1. Узнавание учебной информации при повторном ее восприятии.
2. Репродуктивное действие – применение для известного действия.
3. Продуктивное действие – построение основы для выполнения нового действия.
4. Творческое действие – деятельность, в которой добывается объективно новая информация.
Зафиксируем критерии, связанные с отражением компонентов визуальной учебной информации информационно-образовательной средой, и на их основе сформулируем показатели оценки формирования опыта работы. Данные показатели представлены в табл. 1.
Экспериментальная оценка обучения на основе выделенных компонентов информационно-образовательной среды проводилась в контрольной и экспериментальной группах специальности «Управление персоналом», социально-экономический факультет, Буинский филиал ЧОУ ВО «Академия социального образования». Поскольку социально-экономический факультет относится к гуманитарному направлению в отображении информации будут преобладать наглядно-образные компоненты среды (выбор из реально-абстрактных свойств). Кроме того, профессионально значимая информация специальности «управление персоналом» обладает свойствами статичности с отображением в формате 2D (пространственно-временные свойства).
В первую очередь был проведен констатирующий эксперимент, который должен был установить равный начальный уровень работы с визуальными компонентами информационно-образовательной среды в контрольной и экспериментальной группах. Для этого студентам было дано задание оформить по предложенному образцу презентацию одной из ранее изученных тем. В задании в качестве элементов структурирования учебной информации выступают слайды презентации, заголовки, подзаголовки, основной текст и рисунки (изображения, объекты SmartArt, таблицы, диаграммы, схемы, модели процессов или явлений и др.).
Результаты эксперимента позволили установить, что студенты обеих групп испытывают сложности с выделением основных идей, структурированием и отображением ранее изученной учебной информации. Например, в качестве визуальных компонентов студенты в основном использовали готовые изображения сети Интернет, заголовки и подзаголовки слайдов не всегда точно отображали суть представленной на слайде информации, текстовое сопровождение содержало значительное количество второстепенной информации.
Таблица 1
Шкала оценки формирования опыта работы с визуальными компонентами информационно-образовательной среды вуза
|
№ |
Параметрическая шкала |
Формирование опыта выделения основных и второстепенные деталей учебной информации (УИ) |
Формирование опыта структурирования и выделения связей в учебной информации (УИ) |
Формирование опыта обобщения и отражения ее наглядно-образными или логико-символическими моделями |
|
1 |
Низкий (узнавание) |
Студент распознает, но затрудняется самостоятельно выделить основные и второстепенные детали ранее изученной УИ |
Студент распознает, но затрудняется самостоятельно структурировать ранее изученную УИ |
Студент распознает, но затрудняется самостоятельно обобщить и отразить ранее изученную УИ наглядно-образными или логико-символическими моделями |
|
2 |
Ниже среднего (репродуктивное действие) |
Студент выделяет основные и второстепенные детали в ранее изученной УИ |
Студент структурирует и выделяет связи в ранее изученной УИ |
Студент может самостоятельно обобщить и отразить ранее изученную УИ наглядно-образными или логико-символическими моделями |
|
3 |
Средний (продуктивное действие) |
Студент выделяет основные и второстепенные детали в новом фрагменте УИ, но затрудняется их обобщить и отразить с позиции исследуемой проблемы |
Студент структурирует и выделяет связи в новом фрагменте УИ, но затрудняется их обобщить и отразить с позиции исследуемой проблемы |
Студент может самостоятельно обобщить и отразить новый фрагмент УИ наглядно-образными или логико-символическими моделями, но затрудняется их обобщить и отразить с позиции исследуемой проблемы |
|
4 |
Высокий (творческое действие) |
Студент выделяет основные и второстепенные детали в новом фрагменте УИ, может их обобщить и отразить с позиции исследуемой проблемы |
Студент структурирует и выделяет связи в новом фрагменте УИ, может их обобщить и отразить с позиции исследуемой проблемы |
Студент может самостоятельно обобщить и отразить новый фрагмент УИ наглядно-образными или логико-символическими моделями, а также их обобщить и отразить с позиции исследуемой проблемы |
Кроме того, в работах часто встречались ошибки оформления, например, использование нескольких шрифтов на одном блоке информации; избыточное выделение цветом деталей информации; отсутствие корректной подписи рисунков и таблиц; анимация, мешающая восприятию информации на слайде, и др.
Таким образом, эксперимент позволил установить, что студенты контрольной и экспериментальной групп имеют схожий начальный опыт работы с визуальной учебной информацией. Утверждение получено с помощью критерия Пирсона – χ2. Далее следовал формирующий эксперимент, осуществляющийся на основе дисциплины «Информационная безопасность и защита информации» (блок Б2 – математический и естественнонаучный цикл).
В контрольной группе занятия осуществлялись традиционным образом. Лекции содержали общий теоретический материал, который включал в себя типовые таблицы, стандартные схемы и традиционные иллюстрированные изображения (не отражающие профессионально значимые свойства информации). Семинарские занятия включали элементы повторения лекционного материала, а также выполнение практических заданий, например на выбор правильного ответа из нескольких представленных вариантов.
Занятия экспериментальной группы проводились в том же объеме. На лекционных занятиях визуальные компоненты учебной информации преимущественно отражались наглядно-образными моделями, дополненной структурированной текстовой информацией на основе объектов 2D (SmartArt, графов, диаграмм и др.), изложение информации строилось в контексте выбранной сферы деятельности. Практические занятия проводились на основе вычленения основных деталей из массива учебной информации, ее обобщения и структурирования (за счет выделения прямых и обратных связей) и отображения визуальными компонентами в информационной среде вуза (создание цифрового опорного конспекта).
Контрольный эксперимент, завершающий дисциплину «Информационная безопасность и защита», проводился на основе пройденных тем дисциплины. Необходимо было подготовить в информационно-образовательной среде вуза опорный конспект, в котором отражаются основные смысловые детали изученной ранее информации, используя на усмотрение студента визуальные компоненты (наглядно-образные, логико-символические модели, таблицы, объекты SmartArt, графы, диаграммы и др.), помогающие раскрыть требуемый фрагмент учебной информации и служащие подсказкой при ответе на вопросы экзаменатора.
Формирование соответствующего опыта работы с информацией оценивается по полноте и качеству раскрытия темы с использованием опорного конспекта, кроме того, необходимо было ответить на ряд дополнительных вопросов, включая как информацию, входящую в конспект, так и контекстную информацию по дисциплине. В табл. 2 приведены сводные данные по формированию опыта работы с визуальными компонентами учебной информации по выделенным показателям в процентном соотношении на начало и по окончании эксперимента.
Диаграмма (рисунок) отражает сравнительные данные по формированию опыта работы с визуальными компонентами информационно-образовательной среды в начале эксперимента и по окончании эксперимента, по выделенным показателям с разделением на контрольную и экспериментальную группы, приведенные в процентном соотношении.
Для подтверждения статистически значимых различий полученных данных на начало и конец эксперимента для контрольной и экспериментальной групп вычислялось значение χ2эмпир. по обозначенным выше параметрам. Эмпирические значения критерия χ2эмпир. формирования опыта работы с визуальными компонентами информационно-образовательной среды показаны в табл. 3.
В таблице представлены данные по критерию χ2(α = 0,05) с тремя степенями свободы, для которого табличное значение равно χ20,05 = 7,82. Как мы видим из представленной таблицы, в контрольной группе по выделенным показателям формирования опыта по окончании эксперимента статистически значимых различий получено не было, так как χ2эмпир. < χ20,05(2,53 < 7,82; 1,51 < 7,82; 1,8 < 7,82). При этом в экспериментальной группе по выделенным показателям формирования опыта по окончании эксперимента и были зафиксированы статистически значимые различия χ2эмпир. > χ20,05 (10,98 > 7,82; 10,01 > 7,82; 16,84 > 7,82). Достоверность исследования составляла 0,95.
Таблица 2
Сводная информация о количестве студентов, достигших определенного опыта работы с визуальными компонентами информационно-образовательной среды
|
№ |
Параметрическая шкала |
Выделение основных и второстепенных деталей учебной информации |
Структурирование и выделение связей учебной информации |
Обобщение и представление учебной информации наглядно-образными или логико-символическими моделями |
|||||||||
|
в начале эксперимента (%) |
по окончании эксперимента (%) |
в начале эксперимента (%) |
по окончании эксперимента (%) |
в начале эксперимента (%) |
по окончании эксперимента (%) |
||||||||
|
КГ |
ЭГ |
КГ |
ЭГ |
КГ |
ЭГ |
КГ |
ЭГ |
КГ |
ЭГ |
КГ |
ЭГ |
||
|
1. |
Низкий (узнавание) |
75 |
74,2 |
56,3 |
32,3 |
75 |
80,6 |
62,5 |
41,9 |
46,9 |
51,6 |
31,3 |
12,9 |
|
2. |
Ниже среднего (репродуктивное действие) |
15,6 |
19,4 |
28,1 |
48,4 |
15,6 |
12,9 |
28,1 |
45,2 |
46,9 |
41,9 |
59,4 |
41,9 |
|
3. |
Средний (продуктивное действие) |
6,3 |
3,2 |
9,4 |
9,7 |
6,3 |
3,2 |
6,3 |
6,5 |
3,1 |
3,2 |
6,3 |
38,7 |
|
4. |
Высокий (творческое действие) |
3,1 |
3,2 |
6,3 |
9,7 |
3,1 |
3,2 |
3,1 |
6,5 |
3,1 |
3,2 |
3,1 |
6,5 |
Сравнительные данные формирования опыта работы с визуальными компонентами информационно-образовательной среды вуза
Таблица 3
Эмпирические значения критерия χ2эмпир. по соответствующим показателям формирования опыта работы с визуальными компонентами информационно-образовательной среды
|
№ |
Параметры формирования опыта работы с визуальными компонентами информационно-образовательной среды |
χ2эмпир. в начале эксперимента |
χ2эмпир. по окончании эксперимента |
|
|
КГ |
ЭГ |
|||
|
1 |
Показатели формирования опыта выделения основных и второстепенных деталей учебной информации |
0,43 |
2,53 |
10,98 |
|
2 |
Показатели формирования опыта структурирования и выделения связей учебной информации |
0,45 |
1,51 |
10,01 |
|
3 |
Показатели формирования опыта обобщения и представления учебной информацию наглядно-образными или логико-символическими моделями |
0,16 |
1,80 |
16,84 |
Таким образом, студенты экспериментальной группы значительно лучше справились с поставленным заданием, они смогли адекватно подойти к отражению учебной информации визуальными компонентами информационно-образовательной среды. Кроме того, студенты лучше справились с устным воспроизведением учебной информации по выполненному конспекту, а также с ответами на дополнительные вопросы экзаменатора. Отмечено было, что при воспроизведении учебной информации студенты активно использовали словосочетания, которые отражали субъективный смысл учебной информации, говорящий о формировании определенного опыта деятельности. Так на просьбу привести примеры непосредственных угроз информационной безопасности персонала студенты говорили об отсутствии систематической проверки переносных носителей информации (съемные диски, флэш карты и др.), так как считается, что их надо проверять только время от времени. Кроме того, студенты экспериментальной группы стремились в конспекте ранжировать учебную информацию, выделяя ее цветом, формой, расположением на плоскости и др.
Студенты контрольной группы затратили на выполнение задания больше времени (на 28 %), были выявлены сложности с выделением основных компонентов учебной информации и определением связей между ними, опорный конспект представлял собой визуальный ряд, иллюстрированный тематическими изображениями, не отражающими внутреннюю структуру информации. Устное воспроизведение учебной информации по выполненному конспекту, а также ответы на дополнительные вопросы экзаменатора часто содержали словосочетания, которые дословно передавали лекционный или практический материал, субъективное отношение к учебной информации практически отсутствовало (что может говорить о простом заучивании блока информации). На просьбу привести примеры непосредственных угроз информационной безопасности персонала студенты отвечали: ошибки пользователей, программистов, архивной службы (что является объективно правильным ответом, но не отражает субъективного понимания сути информации).
Итак, экспериментальная реализация обучения на основе визуальных компонентов информационно-образовательной среды позволила установить, что в процессе обучения осуществляется успешное формирование опыта работы с профессионально ориентированной информацией. Студенты при этом показывают большую активность и заинтересованность как в процессе, так и в результатах обучения. Таким образом, систематическая работа с визуальными компонентами информационно-образовательной среды, обладающей характеристиками преемственности и профессиональной направленности, позволяет формировать опыт деятельности, в том числе с информацией выбранной сферы.