Формирование продуктивного взаимодействия обучающегося с образовательным интернет-ресурсом как эргатической системы

В первой главе «Теоретические подходы к формированию продуктивного взаимодействия обучающегося с образовательным интернет-ресурсом в контексте информатизации образования» проанализированы публикации в отечественной и зарубежной науке по проблеме формирования продуктивного взаимодействия обучающегося с образовательным интернет-ресурсом в педагогической науке и практике, а также представлены результаты анкетирования студентов об использовании информационных технологий в образовании. Определено, что основными целями использования студентами интернет-ресурсами оказались: поиск информации (около 93%), общение и образование/самообразование (около 89% и 80% соответственно). Далее проанализировано, каким образом различные аспекты информатизации (когнитивно-личностный, нормативно-правовой, организационно-педагогический, организационно-педагогический, технико-эргономический и критериально- оценочный) влияют на образовательный процесс в целом и на формирование продуктивного взаимодействия обучаюшегося с образовательным интернет- ресурсом в частности.
Когнитивно-личностный аспект. В работе представлен анализ, каким образом информатизация повлияла на мышление современного студента. Отечественные и зарубежные исследователи определяют мышление современного студента как клиповое. Согласно Маклюэну М., развитие электронных средств коммуникации возвращает человеческое мышление к дотекстовой эпохе, и линейная последовательность знаков перестаёт быть базой культуры. У людей начинает преобладать символическое мышление, мышление образами. Парадигмальный сдвиг в сторону образного мышления из-за информатизации образования, имеет свои риски и возможности. Для классической системы образования возникают риски, например:
. К позитивным аспектам информатизации образования можно отнести следующие положения: человек быстрее находит выход из сложной ситуации из-за навыка поиска информации в Сети; укрепляется
больших объемов и критически их анализировать; возникает дефицит слухоречевой памяти, отсутствуют навыки конспектирования, записывания; выполнение нескольких действий одновременно, постоянное сканирование следующей порции информации в сети вызывает стресс и способно повредить
студенту сложно воспринимать тексты
нейронные связи в мозге
пространственно-визуальный интеллект; у студента развивается защитный механизм от информационных перегрузок, с которыми ему приходится ежедневно сталкиваться. При построении продуктивного взаимодействия в образовательной эргатической системе необходимо это учитывать.
Нормативно-правовой аспект. В работе проанализированы нормативно- правовые акты Российской Федерации, которые регламентируют информатизацию образовательного процесса: программы стратегического развития РФ; закон РФ от 29.12.2012 No 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» (в сравнении с его предыдущей версией); федеральные государственные образовательные стандарты высшего образования (в сравнении с образовательными стандартами предыдущих поколений); профессиональный стандарт «Педагог профессионального обучения, профессионального образования и дополнительного профессионального образования». Определено, что для каждого специалиста вне зависимости от профиля его подготовки в соответствующих образовательных стандартах выделены компетенции, связанные с компьютерной и информационной грамотностью. Наличие подобных знаний является обязательным и для педагога высшей школы, что зафиксировано в профессиональном стандарте. В документах Российской Федерации регламентировано использование информационных технологий для построения образовательного процесса, для образовательных организаций обязательно наличие соответствующей материально-технической базы. Сформированные требования и указания служат обоснованием значимости проблемы формирования продуктивного взаимодействия обучающегося с образовательным интернет-ресурсом.
Организационно-педагогический аспект. Изучено, каким образом процесс информатизации образования влияет:
1) на родителей обучающихся. Образовательные интернет-ресурсы, используемые университетом в педагогическом процессе, позволяют абитуриенту совместно с родителями оценить качество образовательной организации;
2) на профессорско-преподавательский состав. Одной из квалификационных характеристик современного педагога является его информационная компетентность. Преподаватели могут использовать в обучении электронные дидактические материалы, самостоятельно проектировать авторские образовательные интернет-ресурсом, оперативно обновлять учебные материалы. Однако это становится возможным при их готовности к подобным видам деятельности, потому важно учить педагогов тому, как продуктивно выстраивать взаимодействие в образовательных эргатических системах;
3) на содержание образования. В контексте информатизации важным становится развитие у человека таких качеств, как информационная грамотность и информационная культура личности, что должно отражаться в содержании образовательных программ;
4) на образовательные технологии, методики обучения. Множество современных образовательных технологий сформировались благодаря возможностям использования в педагогическом процессе технических средств.
Новые образовательные технологии, в том числе, строятся на использовании образовательных эргатических систем.
Технико-эргономический аспект. Процесс обучения немыслим без соответствующих технических средств и программного обеспечения, с использованием которых строится электронная информационно-образовательная среда. Ее наличие обязательно для всех образовательных организаций и предполагает использование в педагогическом процессе образовательных эргатических систем (и, соответственно, соблюдение требований эргономики для повышения их продуктивности).
Критериально-оценочный аспект. Анализ работ, описывающих результаты информатизации образования, позволил выявить как позитивные, так и негативные оценки. Использование компьютеров положительно влияет на обучающихся только при их умеренном использовании в обучении. Поэтому необходимо определять организационно-педагогические и психолого- педагогические условия формирования продуктивного взаимодействия обучающихся с образовательным интернет-ресурсом.
Все рассмотренные аспекты характеризуют разные части элементы образовательного процесса и для построения его модели в условиях информатизации можно использовать подходы, предлагаемые стандартами серии ИСО 9000 – процессный, системный, риск-ориентированный.
С использованием процессного подхода образовательный процесс в условиях информатизации описан как бизнес-процесса (рисунок 1). Его необходимо рассматривать как единую систему – изменение любого из зафиксированных элементов будет приводить к изменению всех прочих элементов, а также влиять на результат работы системы. На основе проведенного анализа определены основные риски и возможности процесса информатизации образования в целом и применения образовательных эргатических систем в частности.
К возможностям процесса отнесены: учет когнитивных особенностей современного обучающегося, в том числе путем разработки индивидуальной образовательной траектории, что будет повышать мотивацию студента к обучению, способствует раскрытию его внутреннего потенциала; развитие информационно-компьютерной культуры студентов и преподавателей, совершенствования навыков поиска и фильтрации информации, что становится критически важным в связи с ростом объема информации в Сети; возможность варьирования темпов обучения, форм, методов подачи образовательного материала и прочие. К рискам информатизации образования отнесены следующие моменты: необходимость постоянного повышения компетентности как преподавателей, так и обучающихся; необходимость достаточного материального обеспечения и технической поддержки в образовательных учреждениях, что не всегда возможно ввиду получаемого финансирования; низкое качество и высокая цена онлайн-курсов; увеличение времени подготовки к занятиям со стороны преподавателей, необходимость определения грамотного сочетания современных и традиционных технологий в образовании; облегченная возможность плагиата в студенческих и научных работах; влияние зависимости от Интернета на общую
успеваемость обучающегося и прочие. Все эти моменты следует учитывать при формировании продуктивного взаимодействия обучающегося с образовательным интернет-ресурсом.
Рисунок 1 – Образовательный процесс как модель бизнес-процесса
Итак, информатизация определяет потребность в продуктивном взаимодействии обучающегося с образовательным интернет-ресурсом. Его можно сформировать на базе знаний такой дисциплины, как эргономика, которая используется для проектирования систем «человек – машина». Основные элементы образовательной эргатической системы «человек – машина»: субъект интеллектуального труда, оператор в рассматриваемой системе – обучающийся, объект деятельности – образовательный текст на экране, средство деятельности – любое подходящее техническое устройство, имеющее экран для отображения информации: компьютер, ноутбук, смартфон, планшет, электронная книга. Если данные выгружены в сеть Интернет, средой работы оператора оказывается любая точка окружающего нас пространства.
Далее в работе определены уровни реализации требований эргономики для рассматриваемой образовательной системы «человек – машина»:
1) Уровень внешних или средовых воздействий. Управление эргономичностью предполагается через обеспечение комфортных характеристик внешней среды (например, температуры, относительной влажности воздуха).
2) Взаимодействие на уровне системы «человек – машина». Необходимо принимать во внимание антропометрические и физиологические характеристики студента, с учетом которых проектируется рабочее место.
3) Качество образовательного контента на экране технического средства. Продуктивность взаимодействия в рассматриваемой СЧМ также зависит от того, насколько корректно подобраны транслируемые на экране образовательные стимулы, их форма и содержание.
Далее в работе теоретически определены организационно-педагогические и психолого-педагогические условия формирования продуктивного взаимодействия в образовательной эргатической системе. В связи с тем, что образование с использованием интернет-ресурсов реализуется в онлайн-среде, к условиям будут относиться не только требования дидактики, но и различные информационно- технологические характеристики данной среды.
Потому рекомендуется учитывать следующие дидактические принципы: принцип научности – достоверность и корректность предоставляемой обучающимся на экране учебной информации, которая должна содержать подтвержденные научные факты и знания; принцип наглядности – соответствие данному принципу предполагает возможность восприятия образовательного материала несколькими органами чувств. Визуализация материала (например, инфографика, анимация, видео, ментальные и интерактивные карты, графики, схемы, диаграммы, чертежи, фотографии, рисунки) должна выступать средством для улучшения памяти обучающегося, так как сегменты программы, увязанные с ней, являются реперными точками, так называемыми «якорями»; принцип систематичности и последовательности – логическая связь каждого элемента ресурса с последующим, упорядоченность и структуризация информации на образовательной интернет-странице; принцип доступности и посильности обучения – предлагаемая к изучению на сайте информация должна излагаться с учетом интеллектуальных способностей обучающегося, его «зоны ближайшего развития» (на расстоянии одного понятийного шага), возрастных особенностей, имеющихся у него знаний; принцип природосообразности – создание благоприятных условий для обучения, соответствующих основным физиологическим и психологическим характеристикам обучающегося, то есть создание удобной для пользователя рабочей интернет-среды, учет селективности восприятия обучающегося, наличие версии сайта для слабовидящих и пр. Также можно дополнительно использовать принцип сознательности и активности как способ оценить, насколько полно реализованы все прочие принципы – то есть оценка того, сколько времени студент провел на образовательной интернет- странице, какие целевые действия выполнил.
К рекомендациям по моделированию и проектированию образовательных интернет-ресурсов отнесены эргономические принципы: принцип совместимости – образовательный интернет-ресурс должен быть совместим с возможностями восприятия обучающегося; принцип индивидуализации – автоматическая адаптация и подстройка ресурса под пользователя, которая может изменяться во времени; принцип структуры – соответствие структуры ресурса имеющимся у пользователя представлениям о ней; принцип обеспечения положительной обратной связи – наличие реакции системы на действия пользователя.
Во второй главе «Определение организационно-педагогических и психолого-педагогический педагогических условий формирования
продуктивного взаимодействия обучающегося с образовательным интернет- ресурсом» проанализированы особенности восприятия обучающимся образовательной информации с экрана. Для этого представлены результаты двух этапов эксперимента, которые были проведены на базе учебной лаборатории СГУ им. Н.Г. Чернышевского «Когнитивная психология» с применением аппаратного метода регистрации движения глазодвигательной активности при помощи системы трекинга глаз, модели RED 500 System, произведенного SMI iView X (SensoMotorik Instruments GmbH, Германия). Установка минимального порога фиксации составляла 50 мс. Обработка результатов производилась с помощью программы BeGaze, а также IBM SPSS Statistics 22. Проверка полученных в ходе исследования значений времени работы и окуломоторных характеристик по одновыборочному критерию Колмогорова-Смирнова не выявила наличия нормального распределения ни для одного из параметров, потому для расчета статистической значимости в работе использовался критерий Манна-Уитни, а для расчета корреляций – коэффициент ранговой корреляции Спирмена.
Целью первого этапа эксперимента стало изучение взаимосвязи окуломоторных реакций студента, проявляющихся в процессе поискового чтения образовательной информации с экрана, с успешностью выполнения им поставленной когнитивной задачи в условиях ограниченного времени. Общий объем выборки испытуемых – 120 человек.
В среднем, студенты выполняли задачу по поиску ответа на странице за 23 секунды. Студентам естественнонаучного профиля обучения в 85% случаев требовалось больше времени на поиск ответа, разница статистически значима (U- критерий = 346168,5, уровень значимости p → 0, Z = -5,339). Значение параметра «частота моргания» у студентов вне зависимости от их профиля обучения в среднем достигало 16 раз в минуту. Проинтерпретировать данное наблюдение можно следующим образом: испытуемые в условиях ограниченного времени сканировали текст на наличие ключевых слов из вопроса, минимально затрачивая свои когнитивные ресурсы на переработку и понимание отработанного материала. Частота фиксаций обучающихся достигала значений 3,2 ед./с, внешне распределение значений практически для всех стимулов напоминает нормальное распределение, что нельзя сказать об их средней длительности – у некоторых стимулов на графиках имеются по два явно выраженных пика.
С увеличением сложности вопроса уменьшается вероятность нахождения ответов студентами; студент с большей вероятностью находил прямой ответ, который содержит в себе ключевые слова и фразы из формулировки вопроса, при его расположении ближе к концу документа вероятность его обнаружения снижалась незначительно; если ответ на вопрос неявный, лучше всего его размещать в начале или середине страницы, вероятность нахождения снижается к концу текста, что совпадает с данными, содержащимися в графиках AOI (areas of interest).
Анализ полученных в ходе экспериментов графиков показал, что наибольшее внимание на страницах сконцентрировано в месте расположения ключевых слов в случае поиска ответа на первые два вопроса – «эффективность», «бытие» (последний вопрос вызвал больше затруднений, что частично может
быть объяснено длиной запроса «термодинамическое равновесие», а также сложностью учебной дисциплины, не предполагающей беглого охвата текста взглядом); а также во втором-третьем абзаце текста (рисунок 2).
В рамках первого этапа исследования было определено, что способ структуризации материала влияет на траекторию изучения страницы, наибольшее внимание студент уделяет работе с текстом, в большей степени поиску ключевых слов по составленному запросу. Графический материал при поиске информации зачастую оказывается «слепой зоной», как и материал внизу страницы.
Рисунок 2 – Тепловые карты изучения структурированных страниц (1 случай – текст полотном; 2-й – разбитый в столбцы)
Цель второго этапа эксперимента – изучить взаимосвязь окуломоторных реакций студента, проявляющихся в процессе внимательного чтения образовательной информации с экрана, с успешностью выполнения ими поставленной когнитивной задачи. По результатам эксперимента определено:
1) Направление обучения оказывает влияние на процесс распределения внимания обучающихся. Определено, что студенты естественнонаучного направления обучения на изучение информации тратили больше времени, статистически значимые различия согласно критерию Манна-Уитни (U-критерий = 110436,5, уровень значимости p = 0,001, Z = -3,189). Данный момент можно связать с их большей успешностью в ответах на вопросы по содержанию материала. Также студенты естественнонаучного направления моргали реже, нежели студенты гуманитарного направления (различия по критерию Манна- Уитни статистически значимые – U-критерий = 111628,0, уровень значимости p = 0,003, Z = -3,005), совершали большее количество фиксаций (U-критерий = 115721,0, уровень значимости p = 0,042, Z = -2,032) и саккад (U-критерий = 114495,5, уровень значимости p = 0,021, Z = -2,300). По частоте фиксаций и саккад, а также длительности саккад статистически значимых различий между данными выборками обнаружено не было, однако различия в значениях средней длительности фиксаций – на уровне тенденций (U-критерий = 116696,5, уровень значимости p = 0,069, Z = -1,818).
2) Вопрос относительно пользы от использования изображений остается открытым, на данный момент получены спорные результаты: студенты их использование воспринимают как упрощающее задание, однако сами изображения при это оказываются вне поля зрения обучающегося (рисунок 3). Результат же анализа окуломоторных характеристик, с одной стороны,
18

характеризует работу со стимулами, содержащими картинки, как более активную (по результатам анализа саккад), с другой стороны, – как менее продуктивную (по результатам анализа правильности ответов). В целом, при изучении страниц без рисунков студенты тратили больше времени на выполнение задачи (U-критерий = 93212,5, уровень значимости p → 0, Z = -6,875), общее количество фиксаций (U- критерий = 95899,5, уровень значимости p → 0, Z = -6,285), частота фиксаций (U- критерий = 114275,5, уровень значимости p = 0,024, Z = -2,256), средняя продолжительность фиксаций (U-критерий = 112895,0, уровень значимости p = 0,011, Z = -2,557), количество саккад (U-критерий = 112644,0, уровень значимости p = 0,009, Z = -2,612), частота саккад (U-критерий = 108054,5, уровень значимости p = 0,0003, Z = -3,619) были выше. Количество, частота и средняя продолжительность морганий, а также средняя продолжительность саккад статистически не изменялись при изучении стимулов без изображений и с ними.
По всей видимости, с точки зрения современного студента, образовательный материал – это прежде всего текст. На вопросы, ответы которых содержались в графике, студенты реже давали верные ответы.
Рисунок 3 – Распределение внимания обучающихся
при изучении образовательных страниц с графикой (тепловые карты)
3) Чтобы текст лучше усваивался, следует делать его проще для восприятия: не использовать громоздкие конструкции, не злоупотреблять специфичной терминологией, не формулировать чрезмерно длинные предложения. Для повышения концентрации внимания студентов рекомендуется соблюдать оптимальную длину строки. Как указали сами студенты, важно также «разделять» и «структурировать» информацию: абзацным членением, абзацными отступами, пунктами или логическими блоками, выделениями.
По итогу проведенного анализа научной и нормативной литературы, а также по результатам проведенных экспериментов предложен мониторинг оценки продуктивности взаимодействия обучающегося с образовательным интернет- ресурсом. Он предполагает использование цикла PDCA, методологии квалиметрии, а также использование критериально-диагностического аппарата. Аппарат представлен показателями качества образовательного интернет-ресурса, а именно:
− показатели научно-педагогической обоснованности: научная обоснованность; педагогическая обоснованность; общий объем материала;
19

полнота; содержательность; сложность материала; наглядность; дополнительные источники информации; актуальность;
− эргономические показатели: форматирование текста; линейность текста; грамотность; техническая доступность; внутренняя навигация; идентификация ресурса; понятность интерфейса; смена языка; адаптированность для лиц с ОВЗ; ненавязчивость рекламы; структуризация; удобочитаемость текста; интерактивность;
− эстетические показатели: единообразие; уместность использования дополнительных элементов; цветовое решение;
− информационно-технологические характеристики: патентно-правовой показатель; время отклика; безопасность; адаптивность верстки; работоспособность (процент работающих ссылок внутренней навигации ресурса, процент работающих ссылок на внешние ресурсы, устойчивость к ошибочным и некорректным действиям пользователя).
Также аппарат предполагает оценку продуктивности взаимодействия через учет показателей использования ресурса: фактически осуществленное взаимодействие – общее количество посещений ресурса за заданный период, число повторных посещений (просмотры страниц, уникальные просмотры страниц), средняя длительность пребывания на странице (в отношении ко времени, которое необходимо среднестатистическому человеку на изучение информации, представленной на сайте); конверсия сайта (% от числа пользователей, которые выполнили заданное целевое действие). Примеры целевых действий для образовательного интернет-ресурса: загрузка файлов, масштабирование изображений для более внимательного изучения, передвижения по тексту с помощью навигации, копирование элементов контента в буфер, переходы на внешние ресурсы по расположенным ссылкам, просмотр видео, прослушивание аудио, выполненное социальное действие (нажатие на кнопку «мне нравится», «поделиться»).
Выделенные показатели позволили сформулировать организационно- педагогические и психолого-педагогические условия для формирования продуктивного взаимодействия обучающегося с образовательным интернет- ресурсом, например, следующие:
− следует включить в механизм оценки социальную экспертизу с последующей верификацией проверенных образовательных интернет-ресурсов;
− рекомендуется использование в тексте дискурсивных маркеров и/или общенаучных переменных;
− на образовательной интернет-странице можно разместить возрастную маркировку для идентификации его целевой аудитории;
− рекомендуется использовать иллюстративный материал (графики, таблицы, рисунки, формулы). Качество используемых графических объектов должно быть соответствующим (сжатие изображения с минимальными потерями, соотнесенное со скоростью его загрузки – не менее 39 Кбит);
− изображения должны дублировать содержащийся в тексте материал. В тексте должны быть ссылки на соответствующие иллюстрации. Необходимо предусмотреть расположение изображений вблизи от данных ссылок;
− рекомендуется наличие даты публикации материала, а также даты обновления материала; срок последнего обновления материалов не должен превышать 5 лет – принятый для сферы науки и проектирования период полураспада знаний.
В созданном мониторинге учтены все рассмотренные аспекты информатизации образования.
В заключении диссертационного исследования подведены итоги и сделаны выводы, подтверждающие правомерность выдвинутой гипотезы и решение поставленных задач.
1. Основные аспекты информатизации образования, которые необходимо учитывать при формировании продуктивного взаимодействия обучающегося с образовательным интернет-ресурсом – когнитивно-личностный, нормативно-правовой, организационно-педагогический, технико-эргономический, критериально-оценочный.
2. Составные компоненты образовательной СЧМ: оператор – студент, объект деятельности – образовательный текст на экране, средство деятельности – техническое устройство (в частности, персональный компьютер), среда работы – любая точка пространства, где имеется доступ к сети Интернет. Э
3. Организационно-педагогические и психолого-педагогические условия формирования продуктивного взаимодействия обучающегося с образовательным интернет-ресурсом как эргатической системы следует формировать исходя из принципов: дидактических – научности, наглядности, систематичности и последовательности, доступности и посильности, природосообразности, сознательности и активности; эргономических – совместимости, индивидуализации, структуры, обеспечения положительной обратной связи.
4. При формировании взаимодействия обучающегося с образовательным интернет-ресурсом следует учитывать особенности восприятия студентом образовательного контента с экрана: изображения на экране
5. Мониторинг
подобной образовательной эргатической системы строится на трех основных уровнях физической среды: средовые характеристики, параметры конструкции машины и рабочего места, форма и содержание транслируемых на экране
ргономичность
образовательных стимулов.
визуальной обработки образовательного контента на экране
зачастую являются
«слепой зоной» для студентов, однако их наличие по субъективным оценкам студентов упрощает работу с материалом; направление обучения влияет на
стратегии
; способ
структуризации информации также влияет на распределение внимания обучающихся – несмотря на подтвержденное правило F-эффекта при изучении материала на экране, определено, что студенты лучше воспринимают тексты,
разделенным в колонки, а не представленные цельным полотном.
, оценивающий продуктивность взаимодействия в
образовательной эргатической системе, включает в себя показатели качества ресурса (научно-педагогической обоснованности, эргономические и эстетические
показатели, информационно-технологические характеристики), а также
показатели продуктивности взаимодействия (показатели использования ресурса).
В приложениях представлены стимулы и контрольно-измерительные
материалы, которые использовались для проведения эксперимента.
Материалы исследования рекомендуется применять в образовательных организациях при планировании и организации обучения с использованием информационных технологий, в частности с использованием образовательных интернет-ресурсов.
Дальнейшая разработка проблемы исследования связана с изучением возникающих у студентов реакций на использование в образовательных текстах изображений различного содержания (на материалах русского языка); с анализом влияния значений показателей удобочитаемости текста на успешность выполнения студентом когнитивных задач чтения и поиска информации; с разработкой модели применения образовательных эргатических систем в педагогическом процессе в условиях информатизации; с совершенствованием разработанной в данном исследовании системы мониторинга, с определением базовых значений выделенных показателей качества, с автоматизацией оценки, насколько это возможно, и с включением данного механизма в педагогический процесс.