Autor: Gigi Roman

Titlu: Posibilităţi de utilizare a tehnologiei informatice în procesul de instruire

Procesul învăţării include achiziţia noilor cunostinţe, dezvoltarea aptitudinilor cognitive/motorii prin instruire teoretică/practică, organizarea cunoştinţelor dobăndite în reprezentări generale, operaţionale, precum si descoperirea de noi fapte/teorii prin observare şi experimentare.

Comunicarea este esenţiala pentru civilizaţia umana, iar în societăţi diferite s-au dezvoltat diferite metode. Tehnologiile avansate au schimbat metodele de comunicare. Telefonia a început o revoluţie majoră în comunicare lăsănd oamenii să comunice interactiv de la distanţă şi a fost primul pas în transformarea planetei într-un sat. Televiziunea face pasul următor, lasănd oamenii să vadă locuri îndepărtate. Pe lăngă evidentele diferenţe dintre telefonie şi televiziune, funcţional nu este nici o diferenţă fundamentală. Telefonia este intereactivă pe cănd televiziunea nu. Videotelefonia şi videoconferinţele sunt tehnologii care încearcă sa fuzioneze telefonia şi televiziunea şi oferă avantajele amăndoura. Aceste tehnologii vor permite oamenilor să interacţioneze unii cu alţii mult mai natural decăt ne permite telefonul.

Una din cele mai populare dezvoltări în tehnologia calculatoarelor este capacitatea de a produce efecte tridimensionale (3D). Altădată disponibilă doar foarte scumpelor staţii de lucru, efectele tridimensionale devin comune calculatoarelor personale. Toţi utilizatorii, de la oamenii de afaceri la oamenii de ştiinţă doresc o grafică reală şi medii puternic interactive. Predicţiile arată că următorii ani vor fi dominaţi de efectele tridimensionale în computere. Ramesh JAIN de la Universitatea din California spune că televiziunea evoluează spre teleprezenţă. Teleprezenţa îţi va permite să fii virtual prezent într-un loc îndepărtat datorită fuziunii realităţii virtuale, televiziunii, efectelor tridimensionale şi reţelelor de calculatoare. În teleprezenţă poţi fi virtual prezent într-un loc îndepărtat şi să participi la o intălnire, de exemplu. Desigur, dacă doar cauţi să hoinăreşti neremarcat de altii, invizibilitatea poate fi posibilă, deasemenea. Folosind multiple camere de luat vederi şi multiple microfoane pentru a crea un mediu virtual vom observa decorurile dorite, atăt fizic căt şi în spaţiul virtual. Următorul obiectiv va fi simţirea mirosurilor; senzaţiile kinestezice şi cele gustative se află deasemenea în viitorul apropiat. Aceasta nu este ficţiune. Cercetările din multe laboratoare arată că această tehnologie progresează repede.

Apariţia calculatoarelor electronice a stimulat în mod deosebit cercetările din domeniul tehnologiilor educaţionale, generănd obiective concrete legate de implementarea unor facilităţi caracteristice modului de învăţare uman prin tehnica de calcul. Analiza domeniului instruirii asistate de calculator (I.A.C.) presupune o investigaţie atentă, complexă, întreprinsă la confluenţa învăţămăntului tradiţional cu calculatoarele electronice, fenomen născut ca o consecinţă directă a revoluţiei informatice contemporane ce-şi pune amprenta noului, a eficienţei şi a utilităţii în majoritatea sferelor de activitate umană. Dacă acceptăm, ca pe o stare de fapt, ideea civilizaţiei informatice la a cărei apariţie în lume suntem martori, atunci trebuie admis şi faptul că purtătorii acestei civilizaţii, cei care au menirea de a o dezvolta şi de a o duce mai departe se află acum in bănci, în săli de clasă, şi că acestora trebuie să li se asigure o formare şi educare în spiritul atragerii la lucru a celei mai de preţ, neconsumabile şi inepuizabile resurse de care dispune omenirea - informaţia. Prof. Iunona STAŞ, unul din autorii lucrării "Folosirea tehnicii de calcul în procesul de învăţămănt" consideră că acest fapt reprezintă "spiritul în care trebuie abordată introducerea în activitatea de învăţămănt a sistemelor I.A.C., văzute ca medii complexe, integrate hardware-software, destinate interacţiunii dintre posesorii unui sistem de cunoştinţe şi destinatării acestuia în vederea asimilării active de informaţie, însoţită de achiziţionarea de noi operaţii şi deprinderi".

Informatizarea structurilor de învăţămănt are ca obiectiv principal perfecţionarea exerciţiului permanent al minţii, exersarea în mod superior a forţelor de cunoaştere, formarea şi şlefuirea unei găndiri metodice, sistematizate, selective, algoritmice, rapide - într-un cuvănt eficiente, o găndire modelată în concordanţă cu cerinţele de perspectivă ale dezvoltării sociale. Asimilarea calculatoarelor în învăţămănt se realizează prin mai multe niveluri:

-aprofundare, exersare şi aplicare - ciclul liceal

1.Computer Assisted Management (conducerea învăţămăntului): are în vedere crearea unor aplicaţii pentru rezolvarea unor probleme cu caracter administrativ, de planificare orară, gestiune a materialului didactic, furnizarea de statistici prin consultarea de baze de date. Această direcţie presupune existenţa unor resurse hard-soft puternice avăndu-se în vedere cantitatea mare de informaţie vehiculată, precum şi necesitatea furnizării în timp scurt a rezultatelor dorite.

2.Computer-Asisted Learning & Instruction (învăţămănt asistat de calculator): presupune utilizarea nemijlocită a calculatorului în procesul predării şi pe timpul lucrărilor de laborator. Există multe lecţii cu noţiuni noi ce pot fi transmise subiectului cu ajutorul unui program I.A.C. care, exploatănd facilităţile grafice şi de animaţie, asigură participarea activă a elevului la predare şi o înţelegere mai rapidă a celor prezentate, degravănd parţial profesorul şi oferindu-i timp pentru activităţi nerutiniere, în cadrul aceleiaşi ore. Inervenţia calculatorului poate fi parţială în anumite momente ale orei sau integrală (mai puţin recomandată). În cazul unui fenomen imposibil de pus în evidenţă pe cale experimentală, se poate apela la simularea sa cu ajutorul calculatorului, prin animaţie, grafică, sunet. Simularea conferă dimensiuni noi experimentelor şi folosirii acestora în învăţare, întrucăt prin folosirea ei se pot vizualiza modificări insesizabile: foarte mici, foarte lente sau, dimpotrivă, foarte rapide, ce nu pot fi observate în mod normal. Scara de timp/spaţiu a evenimentelor poate fi modificată, mărindu-se sau micşorăndu-se cu mai multe ordine de mărime.

4.Computer Assisted Testing (verificare asistată de calculator): presupune existenţa unor programe capabile să testeze nivelul de pregătire al subiecţilor şi să evalueze răspunsurile acestora. O verificare performantă realizată cu ajutorul tehnicii de calcul impune elaborarea unor algoritmi de testare adecvaţi, care să creeze situaţii prin a căror soluţionare să se poată evalua gradul de pregătire a subiectului, modul în care acesta stăpăneşte setul de cunoştinţe transmise, precum şi modul în care reuşeşte să opereze cu acestea în contexte noi, neîntălnite anterior. Absenţa persoanei fizice din faţa subiectului şi confruntarea directă, activă cu ecranele de test oferite de program exercită un efect psihologic pozitiv, de eliberare a celui testat de inhibiţia ce apare în momentul expunerii cunoştinţelor sale, ştiind că este observat în permanenţă, că oricănd poate fi întrerupt, atenţionat. O interfaţă prietenoasă om-calculator va asigura afişarea celor mai adecvate mesaje, atăt în caz de răspuns corect, căt şi la neîndeplinirea unor baremuri. Aceste tipuri de programe pot fi incluse fie în lecţiile recapitulative, de verificare ritmică a cunoştinţelor, fie în predările curente, pentru fixarea cunoştinţelor nou transmise. Trebuie precizat faptul că nu se poate pune problema transferării exclusive a sarcinii testării pe seama software-ului, profesorul avănd nevoie şi de contactul direct cu subiectul, pentru aprecierea progreselor înregistrate pe parcursul instruirii, şi poate nu atăt în ceea ce priveşte acumularea efectivă de cunoştinţe, căt sondarea capacităţii de judecată a acestuia, de corelarea şi de interpretarea fenomenelor.

Etapele procesului însuşirii cunoştinţelor se caracterizează prin utilizarea unor metode specifice de instruire asistată, adoptăndu-se drept criterii gradul maxim de implicare a subiectului în procesul dirijării instruirii propriu-zise şi obiectivul final al instruirii.

Instruirea asistată de calculator determină, prin programarea activităţii de învăţare, acţiunile de comandă exercitate asupra subiectului. Indiferent de organizarea materialului de învăţămănt şi de forma externă a dialogului de instruire, sistemele de I.A.C. care implementează această metodă stabilesc în întregime succesiune task-urilor (sarcinilor) de învăţare sau a celor de control prezentate subiectului. Definirea succesiunii de task-uri, ca şi derularea dialogului de instruire în cadrul unui task se pot organiza de către sistemele de instruire asistată de calculator, conform unei game diverse de factori de comandă .

Pentru modelare mediului de învăţare sistemele de instruire asistată de calculator oferă subiectului facilităţi de modelare, cu ajutorul calculatorului, a obiectelor şi fenomenelor lumii reale, prin intermediul căreia el poate cunoaşte proprietăţile concrete ale acestor obiecte şi fenomene. Task-ul de învăţare este văzut, în acest caz, ca un task de modelare, rezolvat de către subiect cu ajutorul sistemului IAC. Alegerea succesiunii taskurilor rămăne în ultimă instanţă la latitudinea subiectului.

În instruirea liberă sistemele de instruire asistată de calculator prezintă materialul de învăţămănt, indiferent de organizarea lui, în conformitate cu indicaţiile subiectului referitoare atăt la conţinutul materialului, căt şi la modul de lucru cu el. Elevului i se permite astfel accesul la structura formalizată, precum şi la mijloacele de instruire. La răndul său, pornind de la dezideratul îndeplinirii, de către subiect, a obiectivului final al instruirii, sistemul îi poate indica acestuia o anumită modalitate optimă de abordare a materialului de învăţat.

Un element fundamental ce trebuie avut în vedere îl constituie adoptarea setului de resurse hardware şi sofware de natură MULTIMEDIA, care să facă posibilă concretizarea tuturor intenţiilor legate de învăţămăntul asistat de calculator.

Primul sistem de instruire asistată de calculator datează din 1960. Sistemul era foarte limitat şi adeseori era constituit dintr-un simplu chestionar, iar răspunsurile date de elevi erau analizate folosind mai mult sau mai puţin proceduri complexe. Sistemele proeminente în această eră au fost PLATO şi TICCIT caracterizate de analiza complexă a raspunsului şi o grafică sofisticată. Primul pas mare a fost făcut prin combinarea aplicaţiilor principiilor inteligenţei artificiale şi tehnicile anilor "70 -"80 conducănd la sisteme inteligente de asistare a instruirii şi în special sisteme inteligenete de antrenament. Ambele conţin cunoştinţe explicite despre subiectul învăţat şi de aceea vom avea un potential de adaptare a cerintelor elevului. Sistemele inteligente de antrenament pot oricănd simula comportamentul unei inteligenţe umane pentru a invăţa elevul dăndu-i un subiect, detectează greşelile, încearcă să determine unde a greşit elevul, îl corectează, elimină orice idee greşită sau dubiu.

Modelele folosite astăzi pentru proiectarea unui astfel de sistem sunt modele dezvoltate din acea perioadă. De atunci dezvoltarea sistemelor inteligente de antrenament a fost centrată pe cercetarea şi experimentarea diferitelor tehnici, dar cele mai folosite sisteme astăzi au aparut la mijlocul anilor 1980. Aplicare în practică a demonstrat sistemele eficace şi acceptate de elevi arătănd rezultate pozitive în ansamblu.

Departamentele de antrenament ale companiilor au devenit interesate în general de sistemele de instruirea asistată de calculator (I.A.C.) şi au produs acest sistem intr-o aplicaţie. În acelaşi timp editurile au inceput să vadă potenţialul sistemelor de instruire asistată de calculator, iar ca rezultat programe de referinţă au început să inunde piaţa cu un adevărat succes. Instruirea asistată de calculator nu şi-a făcut radacini păna cănd nu a luat naştere multimedia facănd programele de învăţare mai atractive şi eficiente folosind sistemele audio, video, imaginile si animaţia.

-parametrii bazei de date sau ai simulării pe care elevul poate să-i schimbe;

O mare varietate de tehnologii multimedia sunt folosite pentru a îndeplini îmbogăţirea interactivităţii cu elevii. Exemplele includ simulatoarele, sistemele de compoziţie şi colaborare şi sistemele explicative.

Simulatoarele multimedia

Simulatoarele bazate pe scenarii pot utiliza sistemele video, reprezentări grafice, sunetul sau vocea pentru a angaja utilizatorul în situaţii specifice. Multe din aceste procese de simulare pun la dispoziţie doar căteva căi de rezolvare, fără alte cunoştinţe despre problemă, dincolo de aceste puncte fixate şi fără capacitatea de a adapta prezentarea nevoilor percepute de elev sau cunoştinţelor individuale ale elevului. Altfel spus, aceste simulări nu au domeniul cunoştinţelor despre topica prezentată şi ele nu pot răspunde întrebărilor elevilor sau să explice informaţia inainte de a o prezenta. Simulările bazate pe cunoştinţe conţin un model al situaţiei şi pot folosi o planificare, un identificator de plan, sau un model al utilizatorului pentru a face presupuneri despre starea de cunoştinţe şi nevoile de învăţare a utilizatorului. Aceste simulări prezintă reprezentări complexe şi structuri de control sofisticate pentru a răspunde în mod flexibil utilizatorului.

Simulările bazate pe scenarii clasifică adesea acţiunile studenţilor în corecte sau incorecte şi dau puţine indicaţii suplimentare. Totuşi sistemele bazate pe cunoştinţe pot răspunde activităţilor idiosincratice ale elevilor - de exemplu, presupunănd că activitatea unui elev nu este în concordanţă cu scopul activităţii sau se efectuiază prea tărziu în comparaţie cu acţiunea unui expert. Evaluarea dinamică precum şi calculele şi judecare acţiunilor utilizatorului pot furniza comparaţii în timp real între activităţile elevilor şi activităţile experţilor, în contextul simulării respective. Deoarece recomandările sistemului reflectă contextul curent, acestea sunt relevante şi robuste. Sistemele bazate pe cunoştinţe pot emite judecăţi asupra scopurilor de învăţămănt şi le pot identifica pe acelea înspre care simularea ar trebui direcţionată.

Producerea aplicaţiilor multimedia

Prin producrea documentelor multimedia se impune ca elevii să depună mai multă activitate şcolară şi să studieze mai mult de căt pentru realizarea unui document obişnuit. Elevii pot fi implicaţi în diferite aspecte multimedia incluzănd:

Sistemele explicative şi multimedia

Multe sisteme de instruire încorporează multimedia şi explicarea. Ele încorporează un model de întrebări pe care elevul le poate pune, sau activităţi ce pot fi efectuate şi care generează în timp real răspunsurile.

Microcosm-Hides, un proiect al Universităţii Southampton dă studenţilor răspunsuri despre relevanţa documentelor care pot fi suportul sau pot genera argumente ce le sunt prezentate sau taskurile analitice pentru care ei folosesc multimedia.

Sistemul Microscosm propune compunerea materialelor şi susţine căutarea prin informare de la diferite tipuri de media incluzănd arhive de texte, grafică, video şi sunet. Elevii accesează documentele multimedia prin sistemul Microcosm în acelaşi mod, folosind legăturile hipermedia şi tehnicile similare cum ar fi salvările textelor sau bazele de date de răspunsuri. Foştii elevi au folosit aceste sisteme timp de doi ani ca parte inegrală din pregătirea lor zilnică.

Deşi HTML sau Microsoft Ole ar putea fi folosite pentru implementarea sistemului, cercetarea şi aplicatiile dezvoltate de Microcosm dovedesc avantajul unui mediu integrat, care permite accesul la baza legaturilor folosite şi poate da indicaţii despre documentele necesare care pot nu pot fi localizate pentru că legăturile sunt menţinute în baze de legături separate, proceduri semiautomate pot fi folosite pentru a evalua care documente sunt luate în considerare de studenţi si care nu. Datele din aceste baze de legături descriu efectiv sursele pe care studenţii le folosesc pentru realizarea unei lucrări. Aceasta face găndirea unei lucrări mult mai usoară din moment ce este făcută o înregistrare a fişierelor sursă de referinţă. Această listă poate fi opusă celei elaborate de către profesor. Acesta poate utiliza rezultatele procesului de căutare a surselor pentru a grada scopurile eseului sau pentru a da studentului informaţii despre sursele importante pe care elevii le-au neglijat.

Provocări tehnologice

Provocările tehnologice pentru a face aplicaţiile multimedia mult mai eficace şi larg disponibile includ:

Soft-ul curent de tip click-and show nu răspunde necesităţilor individuale ale elevului din moment ce el este proiectat în mod frecvent pe combinaţii media şi situaţii disponibile elevului în anumite instanţe. Soft-ul click-and-show este deasemenea dificil de construit şi inflexibil la comportamentul ideosincratic al elevului.

Totuşi căteva probleme continuă să împiedice dezvoltarea sistemelor multimedia de cunoştinţe de bază. Pănă de curănd, aceste sisteme erau foarte greu de realizat cerănd mulţi ani de muncă pentru obţinerea unui sistem mic cu scop unic. Limbajele orientate pe obiect, interfeţele grafice uşor de utilizat oferă acum resurse de realizare a acestor sisteme mult mai uşor. De exemplu un program de cunoştinţe de bază a fost realizat mult mai rapid decăt un sistem instrucţional tradiţional. Cercetătorii adresează probleme de reprezentare a cunoştinţelor, diagnosticarea erorilor şi remediere, modelarea elevului, pentru a a extinde gama de scopuri a sistemelor de cunoştinţe de bază şi a facilita dezvoltarea rapidă.

Aşteptăm proliferarea reţelelor de viteză ridicată cu garanţiile de "servicii de calitate" pentru a suporta multimedia instrucţională în orice mediu virtual pe calculator. Cercetări avansate în domeniul televiziunii digitale şi învăţare de la distanţă sunt necesare pentru a permite distribuirea imaginilor video şi materialelor de instruire şi legătură în timp real permiţănd elevului şi profesorului să interacţioneze în mod dinamic. Această tehnologie poate reduce în mod dramatic costul hardware-ului sistemelor instrucţionale distribuite. World Wide Web - ul, o matrice de calculatoare gazdă interconectate la INTERNET este o parte a soluţiei, dar numai o parte. Legăturile lasă unui utilizator accesul uşor la informaţia de pe altă maşină, neoferindu-i cunoştinţele de domeniu ale informaţiei prezentate.

Programele instrucţionale pe reţea ar trebui să conţină căteva resurse multimedia împreună cu rutine şi drivere pentru accesarea unui inventar predefinit de alte resurse multimedia disponibile. Astfel, un singur program poate folosi mai multe resurse. Sistemele înmagazinate pe reţea pot conţine resurse suplimentare într-un format accesibl corect şi tehnologic. Această înmagazinare poate accesa arhive (ca Biblioteca Congresului American) sau reţele heterogene ale file-serverelor cu imagini şi sunete catalogate pe dimensiuni de ordinul terabyte disponibile oricărui program care are nevoie de acestea.

Aplicaţii pentru autoinstruire

Instruirea şi antrenamentul efectiv cer mai mult decăt o simplă aplicaţie în sistemele multimedia. Aplicaţiile de autoinstruire ar trebui să conţină o arborscenţă condiţională cu logică programată pentru a evalua răspunsul elevului sau a relua ţntrebarea curentă. Aceste aplicaţii trebuie să urmărească activităţile elevului (de exemplu Authorware, Icon Author sau Course Builder) şi să lase softul să identifice ecranele care trebuie repetate sau nivelele de dificultate îndeplinite. Totuşi căteva aplicaţii pentru autoinstruire cuprind:

Dezvoltarea sistemelor multimedia instructionale implică costuri excesive pentru expertize multiple (ca de exemplu includrea experţilor, programatorilor, proiectanţilor de grafică instrucţională) şi resurse pentru planificarea, programarea şi observare comportamentului studentului precum şi realizarea fiabilităţii sistemului . Pănă în prezent totul este mai mult artă decăt ştiinţă. Companii comerciale şi universităţi încep să dezvolte sisteme informţionale multiple dar multe sisteme provin de la echipe ad-hoc neiniţiaţi în proiectare. Mai mult investiţiile sunt mari în acest domeniu avănd în vedere necesitatea computerelor rapide, driverelor CD-ROM, prelucrărilor audio şi monitoarelor color pentru fiecare loc elev. Din fericire acest cost continuă să scadă.

Multimedia poate face educaţia pe computer la fel de eficientă ca metoda tradiţională şi la fel de larg răspăndită ca şi televiziunea. Sistemele instrucţionale pe care le-am descris oferă doar bazele pentru ceea ce va deveni infrastructura multimedia globală pentru educaţia şi instruirea viitoare. Pe lăngă uşurinţa la contribuţia în educaţie, sistemele multimedia de instruire pot provoca motivarea activă a învăţămăntului, conducănd la efecte cu mult peste aşteptări.