Эргономические основы проектирования компьютерных обучающих программ по общетехническим дисциплинам

Яковец, Диляра Ахтямовна

Темы диссертаций по психологии » Психология труда. Инженерная психология, эргономика.

автореферат и диссертация по психологии 19.00.03 для написания научной статьи или работы на тему: Эргономические основы проектирования компьютерных обучающих программ по общетехническим дисциплинам

Автореферат

Автор научной работы: Яковец, Диляра Ахтямовна
Ученая степень: кандидата психологических наук
Место защиты: Москва
Год защиты: 2004
Специальность ВАК РФ: 19.00.03

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Эргономические основы проектирования компьютерных обучающих программ по общетехническим дисциплинам"

Министерство промышленности, науки и технологий Российской Федерации

Всероссийский научно-исследовательский институт технической эстетики

ЭРГОНОМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ ОБУЧАЮЩИХ ПРОГРАММ ПО ОБЩЕТЕХНИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ

Специальность 19.00.03 — Психология труда. Инженерная психология. Эргономика (психологические науки)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата психологических наук

На правах рукописи

ЯКОВЕЦ Диляра Ахтямовна

Москва 2004

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте технической эстетики и в Астраханском государственном техническом университете

Научный руководитель: Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор психологических наук, профессор Л.Д. Чайнова

доктор психологических наук, профессор В.М. Львов кандидат психологических наук, доцент О.Н. Чернышева

Институт психологии Российской академии наук

Защита диссертации состоится £ » 2004 года

в часов на заседании Диссертационного совета Д 217.003.01

при Всероссийском научно-исследовательском институте технической эстетики по адресу: 129223, Москва, ВНИИТЭ (ВВЦ РФ, корп. 312).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИТЭ

Автореферат разослан 2004 года.

Ученый секретарь Диссертационного совета

М.М. Калиничева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Актуальность исследования. В последние годы предметом эргономических исследований становится деятельность человека, опосредованная взаимодействием с компьютером в различных сферах, в том числе в области образования. Наблюдаемая тенденция связана с тем, что в начале третьего тысячелетия образование рассматривается как ведущий фактор развития российского общества, о чем свидетельствует ряд важных правительственных документов. Происходит реформа образования, направленная на повышение его эффективности. При этом в условиях бурного развития НТП особенно велика потребность в квалифицированных инженерах, в подготовке которых общетехнические дисциплины занимают важное место. В современных условиях динамично развивающейся экономики и техники от человека требуется постоянное по-зышение профессионального мастерства. Модернизация образования предполагает переход от единого и централизованного обучения к многообразному, распределенному, практически обусловленному, непрерывному саморазвитию специалистов, предполагающему использование дистанционных форм обучения и индивидуальный подход в его процессе. Новые информационные технологии открывают огромные возможности для реализации этих аспектов реформирования образования. Данная работа лежит в русле эргономики, связанной с образовательным процессом, и имеет эргодизайнерскую направленность.

Создаваемые сегодня обучающие программы ориентированы преимущественно на гипертекст и полиэкранный режим диалога, что обеспечивает быстрый поиск различных фрагментов информации. Для общетехнических дисциплин (ОТД), система понятий которых отличается высоким, уровнем иерархичности и высокой степенью логической взаимосвязанности компонентов, характеризующихся абстрактностью учебного материала наиболее важно доступное изложение учебной информации, поэтому для обучающих программ по ОТД целесообразнее использовать моноэкранный режим диалога. В связи с этим требуются качественные эргономические решения способов представления учебной информации, тщательное планирование пространственного расположения, траектории ее обзора на экране предлагаемой обучающей программы.

Вместе с тем, наблюдается низкий уровень эргономического проектирования обучающих программ по ОТД. В большинстве случаев обучающие программы разрабатываются преподавателями-предметниками либо совместно с программистами, либо самостоятельно с использованием специальных сред проектирования, то есть без участия психологов, эргономистов, дизайнеров. Компьютерные обучающие программы (КОП) должны создаваться с учетом ряда дидактических, методических и психологических требований. Преподаватели технических дисциплин - это, в основном, выпускники технического вуза, инженеры, но не педагоги. Реализация методических и дидактических требований у опытного преподавателя-предметника вызывает меньше трудностей, чем реализация психологических требований. В большинстве случаев разработчики (преподаватели и программисты) не обладают необходимыми психологическими знаниями об особенностях протекания познавательных процессов (восприятия,

мышления, запоминания и др.) и эргономическими знаниями (о динамике работоспособности и т.п.). Непосредственное обращение разработчиков обучающих программ по ОТД к работам в этих областях знаний весьма затруднительно. На данный момент эргономическое проектирование компьютерных обучающих программ осуществляется преимущественно на уровне интуитивных представлений об оптимальных формах предъявления учебной информации (В.Н. Андреев, И.Е. Вострокнутов. Л.Х. Зайнутдинова).

Актуальность исследования определяется также тем, что пользователями КОП по общетехническим дисциплинам являются студенты младших курсов. Чаще всего это молодые люди в возрасте от 17 до 20 лет. Физиологическое состояние человека на данном жизненном этапе еще недостаточно устойчиво, формирование организма еще не завершено. При этом темп студенческой жизни достаточно высок, учебная нагрузка весьма велика. Поэтому особенно важен высокий уровень эргономических показателей КОП. Необходимо создавать такие обучающие программы, которые вызывают минимальное психическое и зрительное утомление, работа с которыми сопровождается состоянием функционального комфорта (ФК), положительным отношением к учебной деятельности, что должно, в конечном итоге, способствовать интеллектуальному развитию студента.

Таким образом, проблема исследования отражает несоответствие объективных потребностей образовательного процесса технического вуза в использовании компьютерных обучающих программ, обладающих достаточно совершенными дидактическими свойствами и высокими эргономическими показателями, и существующего невысокого уровня эргономического проектирования КОП по общетехническим дисциплинам. Обучающие программы должны обеспечивать эффективное восприятие учебной информации, сопровождающееся формированием оптимального функционального состояния - функционального комфорта. На практике же эргономическое проектирование КОП сводится, в основном, к выбору типа меню, размера шрифтов, размера и количества окон и не учитывает необходимость визуализации в доступной форме сложного абстрактного учебного материала ОТД.

Объект исследования. Процесс обучения общетехническим дисциплинам в техническом вузе с использованием компьютерных обучающих программ.

Предмет исследования. Теоретические основы и прикладные аспекты эргономического проектирования компьютерных обучающих программ по общетехническим дисциплинам.

Цель исследования. Разработка принципов эргономического проектирования компьютерных обучающих программ, обеспечивающих эффективное восприятие и усвоение учебного материала общетехнических дисциплин, соответствующих психофизиологическим возможностям учащихся и способствующих формированию у них оптимального функционального состояния - функционального комфорта.

учебного диалога, то будут обеспечены условия для эффективного восприятия учебного материала и формирования состояния функционального комфорта.

Для достижения цели и проверки гипотезы решались следующие задачи исследования:

1. Проведение теоретического сравнительного анализа основных направлений эргономических исследований в области информационных образовательных технологий.

2. Изучение особенностей преподавания общетехнических дисциплин: определение их роли и места в системе высшего образования; выявление видов информации, используемых в компьютерных обучающих программах по ОТД, рассмотрение особенностей технического мышления учащихся.

3. Разработка эргономических принципов организации учебной информации в компьютерных обучающих программах по ОТД.

4. Проведение экспериментальной сравнительной оценки эргономических показателей компьютерных обучающих программ по общетехническим дисциплинам, используемых в учебном процессе.

Методологической основой исследования явились работы в области эргономики и инженерной психологии, посвященные общим закономерностям переработки информации при работе с ЭВМ (В.П. Зинченко, Б.Ф. Ломов, В.М Мунипов, Г.М. Зараковский, И.Е. Вострокнутов и др.), а также принципам эргономического проектирования деятельности, основанного на концепции функционального комфорта (Л.Д. Чайнова). Наряду с этим использовались различные данные из области общей и педагогической психологии: об особенностях протекания умственной деятельности (СЛ. Рубинштейн), формирования умственных действий и понятий (П.Я. Гальперин), о возможностях воздействия информационных технологий на развитие личности (Б.Ф. Ломов, O.K. Тихомиров и др.), об особенностях формирования технического и творческого мышления (Т.В. Кудрявцев, И.П. Калошина), о специфике восприятия технической информации (А.В. Антонов). Анализировался феномен визуального равновесия композиции из области психологии художественного восприятия (Р. Арнхейм) для оценки возможности его использования при проектировании визуального поля на экране компьютера. Привлекались сведения из области теории и практики информатизации образования о возможностях и принципах организации обучения, опосредованного компьютером (Е.И. Машбиц, И.В. Роберт), о специфике преподавания ОТД с использованием информационных технологий (Л.Х. Зайнутдинова).

Методы исследования.

Методы теоретического уровня. Теоретический сравнительный и системный анализ отечественной и зарубежной литературы по проблематике исследования из области инженерной психологии, эргономики, общей психологии, психологии художественного восприятия, педагогики.

Методы эмпирического уровня:

1. Анкетирование (анкета оценки эргономических показателей КОП и анкета, разработанная автором на основе теста дифференцированной самооценки САН), тестирование (дифференциально-диагностический опросник А. Климова, тест возрастающей трудности, теппинг-тест, опросник Я. Стре-ляу, тесты на определение объема кратковременной зрительной памяти и

объема распределения и переключения внимания), физиологические методы оценки функционального состояния (определение частоты сердечных сокращений, измерение артериального давления).

2. При обработке, анализе и обобщении материалов исследования применялись методы статистической обработки информации. Были использованы программа Microsoft Excel 2000, интегрированный статистический пакет Statistica 5.5.

Теоретическая значимость исследования:

1. Предложен новый подход в развитии принципа визуального равновесия, известного в психологии художественного восприятия, для случая интерактивного учебного диалога на экране компьютерных обучающих программ по общетехническим дисциплинам.

2. Разработаны теоретические основы эргономического проектирования компьютерных обучающих программ по общетехническим дисциплинам.

Новизна исследования заключается в следующем:

1. Представлена модель структурного плана экрана монитора с

выделением зон, вызывающих повышенное внимание наблюдателя (зоны эффективного восприятия), на основе которой осуществлено развитие принципа визуального равновесия для случая интерактивного учебного диалога в компьютерной обучающей программе по общетехническим дисциплинам.

2. Предложены принципы пространственной организации учебного материала на экране КОП по общетехническим дисциплинам; регламентирующие размещение идеографической и текстовой информации:

3. Предложены принципы организации траектории обзора учебного материала в КОП по общетехническим дисциплинам, определяющие последовательность обращения пользователя к фрагментам информации различного вида.

4. Разработана методика комплексной экспериментальной оценки эргономических показателей компьютерных обучающих программ по общетехническим дисциплинам, включающая в себя оценку индивидуальных особенностей учащихся и эргономических показателей обучающих программ, а также оценку функционального состояния студентов при работе с этими программами.

Практическая значимость и внедрение результатов исследования.

В соответствии с предложенными теоретическими основами эргономического проектирования компьютерных обучающих программ по ОТД разработаны методические указания для преподавателей и программистов по пространственному размещению и цветовому оформлению учебного материала на экране компьютера, по организации траектории его обзора.

Предложена методика комплексной экспериментальной оценки эргономических показателей компьютерных обучающих программ по ОТД, которая может быть применена для определения качества обучающих программ по различным учебным дисциплинам.

Материалы исследования используются при чтении лекций на факуль-

тете повышения педагогического мастерства и при дипломном проектировании по специальности «Автоматизированные системы обработки информации и управления» (АСОИУ).

Основные положения, выносимые на защиту:

1. При проектировании компьютерных обучающих программ по ОТД:

• целесообразно преимущественное использование идеографического и текстового видов информации. Ведущая роль при этом должна принадлежать идеографической информации (схемы, графики, диаграммы, формулы), текстовая информация должна быть предельно лаконичной.

• размещение учебного материала следует осуществлять на основе предложенной модели структурного плана экрана монитора в зонах эффективного восприятия: центральной, центральной горизонтальной, центральной вертикальной, зоне восходящей диагонали, зоне нисходящей диагонали.

2. При проектировании компьютерных обучающих, программ по общетехническим дисциплинам необходимо придерживаться следующих принципов пространственной организации учебной информации на экране монитора:

• идеографическую информацию целесообразно размещать по нисходящей диагонали - из левого верхнего угла в правый нижний. При этом идеографическую информацию, отражающую статику изучаемого технического объекта (либо информацию меньшего уровня абстракции), необходимо располагать в левом верхнем углу, а идеографическую информацию, отражающую динамику изучаемого технического объекта (либо информацию более высокого уровня абстракции), - в правом нижнем углу;

• текстовую информацию целесообразно размещать по восходящей диагонали - из нижнеголевого угла в верхний правый. При этом текстовую информацию, связанную с практическими действиями, следует располагать в левом нижнем углу, а текстовую информацию, отражающую исходные данные технического объекта, - в правом верхнем углу;

• информацию, отражающую сообщения обратной связи, целесообразно располагать в центральной зоне экрана.

3. При проектировании компьютерных обучающих программ по общетехническим дисциплинам необходимо придерживаться следующих принципов организации траектории обзора учебной информации в условиях интерактивного учебного диалога:

• управление траекторией обзора следует осуществлять путем выдачи сообщений обратной связи и использования специфических возможностей компьютера (цвет, звук, изменение яркости, размера, положения и др.);

• следует обеспечить возможность естественного перемещения взора учащегося между различными видами информации (идеографической и текстовой; идеографической, отражающей статику, и идеографической, отражающей динамику изучаемого технического объекта; идеографической, отражающей учебный материал низкой степени абстракции, и идеографической, отражающей учебный материал более высокой степени абстракции; текстовой, отражающей исходные данные, и текстовой информацией, связанной с практическими действиями).

4. Экспериментальная оценка эргономических показателей компьютерных обучающих программ по ОТД должна включать в себя:

- оценку индивидуальных особенностей учащихся (профессиональные склонности, степень развития логичности мышления, свойства нервной системы - уравновешенность, подвижность, сила);

оценку эргономических показателей обучающих программ (пространственное расположение учебной информации, удобство считывания информации -используемый шрифт, цветовая гамма, предъявление информации в динамическом виде, степень ясности (понятности) последовательности действий при работе с программой) на основе анкет, разработанных автором.

- оценку функционального состояния (ФС) студентов при работе с данными программами с использованием физиологических методов (измерение артериального давления и частоты сердечных сокращений), психометрических методик (изменение объема кратковременной зрительной памяти и объема распределения и переключения внимания) и субъективных методик (с применением анкеты, разработанной автором на основе теста дифференцированной самооценки САН).

Апробация результатов исследования проходила на заседаниях кафедры информационных технологий и коммуникаций, кафедры автоматизированных систем обработки информации и управления, кафедры электротехники Астраханского государственного технического университета (АГТУ); на НПК профессорско-преподавательского состава АГТУ в 1998-2003 гг.: на Международном форуме по проблемам науки, техники и образования (Москва, 1998); на 1-й Всероссийской конференции «Психология и эргономика: единство теории и практи-ки»,(Тверь, 1999); на III Всероссийской НПК «Качество жизни и российское предпринимательство» (Москва, 2001). А также на международных конференциях: «Региональная информатика» (Санкт-Петербург, 1998); «Новые информационные технологии в преподавании электротехнических дисциплин» (Астрахань, 1998, 2000, 2003); «Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе» (Москва, 2000); «Инновационные процессы в высшей школе» (Краснодар, 2001); «Инновационные технологии обучения в высшей профессиональной школе» (Москва, 2001); «Влияние образовательных технологий на развитие регионов» (Астрахань, 2003); "Knowledge-Dialogue-Solution" (Варна, Болгария, 2003).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы, изложенных на 190 страницах, включая 11 таблиц и 26 рисунков, и трех приложений. Список литературы включает 183 наименования отечественных авторов и 8 наименований зарубежных авторов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность постановки темы диссертации. Формулируются теоретические и методологические подходы к решению проблемы исследования, определяются его предмет, объект, цель, гипотеза, задачи и методы. Раскрывается научная новизна, теоретическая и практическая значимость диссертационной работы.

В первой главе - «Основные направления эргономических исследовании в области информационных образовательных технологий» - проводится анализ существующего положения в области использования информационных и коммуникационных технологий (ИКТ) в образовании.

В параграфе «Роль информатизации образования в развитии общества» отмечается, что сегодня система образования рассматривается как главный рычаг перехода общества на путь устойчивого развития. При этом становится актуальной необходимость решения целого ряда концептуальных проблем применения ИКТ в образовании (Б.Ф. Ломов, Е.И. Машбиц, И.В. Роберт, O.K. Тихомиров).

В параграфе «Влияние информационных и коммуникационных технологий на развитие личности» проведен сравнительный анализ литературы по проблеме влияния ИКТ на интеллектуальное, эмоциональное, социальное развитие личности. Отмечается, что применение ЭВМ, если оно опирается на знание психологических законов, способствует психическому совершенствованию человека, открывает огромные возможности для создания средств умственного развития человека (Л.П. Гурьева, В.П. Зинченко, Б.Ф. Ломов, O.K. Тихомиров и др.). Компьютерные технологии могут оказать значительное влияние на развитие детей дошкольного (Ю.М. Горвиц, Л.Д. Чайнова) и младшего школьного возраста (Т.В. Дроздова). Однако при этом необходимо учитывать не только психолого-педагогические аспекты применения ИКТ в образовании, но и санитарно-гигиенические и эргодизайнерские аспекты. Практически во всех работах, посвященных использованию ИКТ в образовании, отмечается расширение возможности индивидуализации процесса обучения, учета индивидуальных особенностей учащихся (И.Р. Высоцкий, Ю.М. Горвиц, Т.В. Дроздова, Л.Х. Зайнутдинова, В.Г. Кинелев, О.А. Козлов, Б.Ф. Ломов, Е.И. Машбиц, И.В. Роберт, В.А. Якунин, К. Kitao и др.).

Многие исследователи отмечают амбивалентный характер личностных преобразований, обусловленных информационными и коммуникационными технологиями. Данные преобразования могут включать в себя не только позитивные, но и негативные аспекты (Ю.Д. Бабаева, И.Р. Высоцкий, Л.П. Гурьева, В.П. Зинченко, О.А. Козлов, Е.И. Машбиц, И.В. Роберт, O.K. Тихомиров и др.). Для усиления перспектив развития личности и предотвращения возможного негативного воздействия ИКТ на личность необходима психологическая экспертиза разрабатываемых проектов внедрения новых информационных технологий.

В параграфе «Психологические аспекты организации интерактивного учебного диалога» рассматриваются вопросы организации диалога, проектирования пользовательского интерфейса, которые являются междисциплинарными для эргономики, инженерной психологии, общей психологии, психологии компьютеризации (А. Бондаровская, И.В. Бурмистров, В.П. Зин-ченко, Р. Коутс, М. Минаси, Е.Б. Моргунов, С.Ю. Решетина, O.K. Тихомиров, А.И. Тоом, Р. Уаттс, А.В. Шевяков, В. Sneiderman).

Проблема организации диалога между учащимся и компьютерной учебной программой является важным фактором, влияющим на эффективность компьютеризированного обучения. Диалог учащегося и компьютера носит

интерактивный характер (Л.Х. Зайнутдинова, Е.И. Машбиц, И.В. Роберт). При создании КОП необходимо моделировать не просто общение, а педагогическое общение, при котором должны создаваться наилучшие условия для развития мотивации учащихся, для правильного формирования его личности. Необходима адаптация к индивидуальным особенностям учащегося (Т.П. Воронина, Т.А. Гаврилова, К.Ю. Грознов).

В параграфе «Эргономические аспекты взаимодействия человека и компьютера» отмечается, что бурное развитие процесса информатизации и компьютеризации современного общества остро поставило вопросы эргономики и безопасности взаимодействия человека и ВТ. Это нашло отражение в деятельности ВОЗ при ООН, выработке стандартов, регламентирующих правила пользования компьютерной техникой (за рубежом - MPR II, ТСО, TUV. Blue Angel, ISO 9241 и др.; в России - СНиП, ГОСТ Р 50948-96 и др.).

Первоначально основное внимание в эргономике уделялось оптимизации аппаратной составляющей человеко-машинного интерфейса. Сейчас же, в связи с постоянным совершенствованием компьютерной техники, внимание эргономистов перенесено на программные компоненты человеко-машинного интерфейса. Эта тенденция характерна как для эргономики в России, так и за рубежом (В.М. Мунипов). В эргономике и инженерной психологии наиболее исследованы вопросы применения цвета, графического представления данных, организации диалога, режима труда и процессы восприятия и переработки информации в операторской деятельности (Л.Г. Дикая, Г.М. Зараковский, В.П. Зинченко, Б.Ф. Ломов, В.М. Львов, В.М. Мунипов, О.Н. Чернышева и др.). Имеющиеся эргономические стандарты и руководства по проектированию пользовательского интерфейса, содержащие множество обоснованных эргономических требований, рекомендаций, как правило, относятся к системам обработки информации (базам данных, экспертным системам, веб-сайтам, графическим, текстовым редакторам и др.). В последние годы появились исследования, посвященные эргономическому проектированию взаимодействия человека и компьютера в системе образования: дошкольного, школьного, высшего. Причем рассматриваются в основном вопросы обеспечения оптимальных условий работы: правильный режим, микроклиматические условия, освещенность, правильная поза при работе, организация рабочего места (Н.Д. Бобрищева-Пушкина, Н.Б. Айзенберг, Ю.М. Горвиц, Г.Г. Демирчоглян, О.А. Краснова, В.Р. Кучма, Л.А. Леонова, В.М. Мунипов, Е.Б. Моргунов, М.И. Степанова, Л.Д. Чайнова и др.).

В настоящее время сложилась ситуация, когда наибольшее количество разрабатываемых КОП относится к области гуманитарных и естественнонаучных дисциплин для системы школьного образования. Доля обучающих программ по ОТД (электротехника, теплотехника, гидравлика, теоретическая механика и т.п.) и специальным техническим дисциплинам (по профилям выпускающих кафедр) незначительна. Одной из причин, тормозящих разработку компьютерных обучающих программ по техническим дисциплинам для системы среднего и высшего технического образования, является отсутствие теоретических основ эргономического проектирования подобных программ.

Во второй главе - «Эргономический подход к проектированию кампь-ютерных обучающих программ по общетехническим дисциплинам» - выявляются особенности преподавания ОТД, обосновываются эргономические принципы организации учебной информации на экране компьютера.

. В параграфе «Роль и место компьютерных обучающих программ по общетехническим дисциплинам в арсенале электронных средств обучения» отмечается важность ОТД в инженерном образовании, в связи с чем на их изучение отводится значительное количество учебных часов. К общетехническим дисциплинам относятся электротехника, термодинамика, гидравлика, теоретическая механика и некоторые другие. Предметом их изучения являются теоретические основы работы различных технических систем и устройств. Опорой, необходимой для изучения ОТД, служат теоретические знания, полученные, в основном, из курсов математики, физики, химии. ОТД обеспечивают плавный переход от наиболее общих абстрактных понятий курсов физики и математики к изучению разнообразнейших реальных технических систем и устройств. КОП являются важным средством обучения, дополняющим работу преподавателя. Обучающие программы дают возможность наглядного представления сложного, абстрактного учебного материала ОТД, изучения его в индивидуальном темпе, многократности повторения тренировочных действий. Для области общетехнических дисциплин наиболее перспективна разработка КОП комплексного назначения, обеспечивающих изучение теоретических положений, выполнение практических заданий и контроль знаний учащихся.

Параграф «Формирование технического мышления - задача компьютерных обучающих программ по общетехническим дисциплинам» посвящен анализу, особенностей мыслительных процессов при работе с техническими объектами и понятиями. Отмечается, что мыслительные процессы, совершающиеся в ходе работы с техническими объектами и оперирования техническими понятиями, обладают некоторыми отличительными особенностями. Т.В. Кудрявцев рассматривает проблему технического мышления как специфического вида интеллектуальной деятельности человека. Техническое мышление трехкомпонентно по своей структуре: оно есть мышление понятийно-образно-практическое. Необходимость решения многих производственно-технических задач в ограниченные промежутки времени, необходимость вероятностного подхода и выбор оптимального решения - все это делает техническое мышление оперативным по своему характеру (Т.В. Кудрявцев, 1975). Основное содержание технических задач составляют переходы-преобразования от небольшого числа физических законов к большому числу их эквивалентов для решения этих задач. Однако эти переходы-преобразования из области физики, химии и других наук в область техники не так просты. У современных инженеров должны быть развиты интегративные качества мышления, умение оперировать междисциплинарными категориями.

Традиционно учебный материал по ОТД представляется преимущественно в теоретическом, понятийном виде. Для эффективного восприятия и усвоения данных дисциплин необходимо усиливать роль образных и практических компонентов представления учебного материала, обеспечивать их взаимосвязь. В связи с изложенным выше встает вопрос о методах и приемах, позволяю-

ших решить проблему формирования технического мышления на современном этапе развития образования, в условиях использования КОП. Мы предлагаем для решения проблемы формирования технического мышления при создании компьютерных обучающих программ по ОТД использовать метод теоретических образов. Понятие теоретического образа (ТО) введено Л.Х. Зайнутдиновой для обозначения наглядно-образных представлений, рекомендуемых к использованию в обучающих программных системах. Под наглядно-образным представлением здесь понимается наглядное и вместе с тем обобщенное отражение исследуемого объекта (Л.Х. Зайнутдинова, 1999).. Метод ТО является одновременно методом разработки обучающей программы, методом передачи наглядно-образных представлений от педагога к учащемуся, новым методом обучения. При обучении с использованием метода теоретических образов учебная информация предъявляется не только в виде текстов и формул, но ив наглядно-образной форме. Идет восприятие и осмысление одновременно как вербализованной «левополушарной», так и наглядной «правополушарной» информации. Применение метода ТО облегчает формирование ориентировочной основы действий учащихся при выполнении учебных заданий. Использование КОП, созданных на основе метода теоретических образов, может существенно повысить статус образного мышления в процессе обучения ОТД, повысить уровень его развития, изменить существующее соотношение между понятийными и образными компонентами представления учебной информации и способствовать, таким образом, формированию технического мышления учащихся.

Для выработки теоретических подходов к эргономическому проектированию компьютерных обучающих программ по ОТД необходимо было выявить специфику информации, используемой в общетехнических дисциплинах.

В параграфе «Виды информации, используемые в компьютерных обучающих программах по общетехническим дисциплинам» проведен сравнительный анализ различных видов научно-технической информации. Особенность технических дисциплин заключается в том, что наиболее существенная информация передается внетекстовыми формами (чертеж, технический рисунок, схема, техническая фотография, формулы, таблицы, графики, диаграммы, номограммы и др.). Текст же выполняет связующую функцию, дополняя, интерпретируя или подготавливая понимание внетекстовых форм предъявления информации. Это утверждение актуально и для предъявления научно-технической информации на компьютере. На основании анализа формы фиксации информации были выделены пиктографический, идеографический и текстовый виды информации (А.В. Антонов, 1988). Графики, диаграммы, формулы (расположены по мере возрастания абстрактности) отнесены к идеографической информации, а технические фотографии, рисунки, чертежи и схемы (также расположены по мере возрастания абстрактности) обычно относят к пиктографической.

Таблицы и формулы целесообразно использовать тогда, когда важно довести до человека документально строгие данные. В случае компьютерных обучающих программ по ОТД нет необходимости в строгих документальных данных. Учащиеся должны постичь общие закономерности. Поэтому, на наш взгляд, в КОП по общетехническим дисциплинам предпочтение следует отда-

вать графикам и диаграммам. Графики и диаграммы являются опорными образами для теоретических знаний, для формирования которых необходимо варьирование в демонстрации графиков и диаграмм. Компьютер предоставляет для этого широкие возможности. В связи с этим роль графиков, диаграмм как наглядно-технических средств может быть существенно повышена.

Система понятий ОТД отличается высоким уровнем иерархичности и высокой степенью логической взаимосвязанности компонентов. Учебный материал имеет высокую степень абстракции. Знаки в схемах, используемых в данных дисциплинах, часто замешают не реальный объект, а понятие о нем, то есть могут быть отнесены к идеограммам. В связи с этим был сделан вывод, что схемы, используемые при изложении учебного материала ОТД, следует отнести не к пиктографической, а к идеографической информации. Показано, что в компьютерных обучающих программах по ОТД целесообразно преимущественное использование идеографического и текстового видов информации. Ведущая роль при этом принадлежит идеографической информации, а текст должен быть предельно лаконичным. Пиктографическая же информация (технические фотографии, технические рисунки, чертежи и схемы) более распространена при преподавании специальных технических дисциплин, предметом которых -являются теория, проектирование, конструирование, технология изготовления и практика эксплуатации реальных технических устройств и систем. При проектировании обучающих программ по общетехническим дисциплинам, целесообразно также различать форму представления идеографической информации: символьную и наглядно-образную.

В связи с тем, что формирование теоретического образа подразумевает моноэкранный режим диалога, особенно остро встает вопрос о выработке принципов организации учебной информации на экране обучающих программ по ОТД.

В параграфе «Принципы пространственной организации учебной информации в компьютерных обучающих программах по общетехническим

дисциплинам» разработаны эргономические рекомендации по размещению учебного материала на экране компьютера.

Отмечается, что общая визуальная среда на экране монитора может быть комфортной, нормальной (оптимальной), гомогенной, агрессивной, динамической гомогенной, динамической агрессивной, смешанной (И.Е. Вос-трокнутов, 1997). Создать комфортную визуальную среду сложно. Для создания оптимальной визуальной среды в КОП следует использовать достаточно крупные объекты (не менее 1°-3°), расстояние между которыми должно быть не менее 2,5°, количество однотипных объектов должно быть не более пяти. Созданию оптимальной визуальной среды также способствует расширение признаков комфортной визуальной среды: построение изображения по законам гармонии, создание иллюзии разной удаленности объектов, использование линии разной толщины и контрастности, расширение цветовой палитры, использование плавных цветовых переходов.

Вопросы гармонизации композиции рассматриваются в рамках психологии художественного восприятия. В частности, в работах Р. Арнхейма большое внимание уделено понятию визуального равновесия художественной

композиции. Когда нет равновесия, модель неопределенна, и нельзя решить, к какому из возможных очертаний ее отнести, что является помехой в восприятии При визуальном же равновесии кажется, что ни одно изменение невозможно, а в целом композиция нуждается во всех ее составляющих частях. (Р. Арнхейм, 1974). На основании проведенного анализа научной литературы по психологии зрительного восприятия, инженерной психологии, эргономике установлена возможность развития и использования принципа визуального равновесия (ВР) при проектировании обучающих программ по ОТД.

Автор настоящего исследования предлагает осуществлять организацию учебной информации на экране в КОП по обшетехническим дисциплинам в соответствии с принципом визуального равновесия, развитым для случая интерактивного учебного диалога, что обеспечит условия для эффективного восприятия учебного материала и формирования оптимального функционального состояния - функционального комфорта.

Определены факторы, способствующие созданию визуального равновесия учебной информации ОТД на экране: форма, расположение объектов. Применительно к экрану монитора предложен внутренний структурный план, на основе которого осуществлено развитие принципа ВР для случая интерактивного учебного диалога. Модель структурного плана экрана монитора включает в себя следующие зоны (рис. 1): центральную (1), центральную горизонтальную (2), центральную вертикальную (3), зону восходящей диагонали (4), зону нисходящей диагонали (5), периферийные зоны (6). Первые пять зон вызывают повышенное внимание наблюдателя (зоны эффективного восприятия). Расположение компонентов учебного материала в упомянутых зонах вносит элемент стабильности.

Рис. 1. Структурный план экрана монитора

Экран компьютерной обучающей программы по ОТД содержит следующие элементы учебного материала: схему идеализированного технического объекта - представление о техническом объекте в абстрактном виде (идеографическая информация об объекте в статике в наглядно-образной форме); графики и диаграммы - абстрактную информацию о функционировании идеализированного технического объекта, о процессах, протекаю-

ших в данном объекте (идеографическая информация об объекте в динамике в наглядно-образной форме); исходные числовые данные для расчета, задаваемые случайным образом (текстовая информация о техническом объекте в статике в символьной форме); формулировку текущих заданий и результаты текущих расчетов (текстовая информация о техническом объекте в динамике в символьной форме); сообщения обратной связи - информацию в символьной форме (могут включать как текстовый, так и идеографический виды информации, когда сообщение обратной связи содержит формулу).

Для реализации визуального равновесия в условиях интерактивного учебного диалога сформулированы следующие принципы пространственной организации учебной информации на экране монитора в КОП по общетехническим дисциплинам, проектируемых на основе метода ТО (рис. 2):

1. Идеографическую информацию целесообразно размещать по нисходящей диагонали (5-5) - из левого верхнего угла в правый нижний. При этом идеографическую информацию, отражающую статику изучаемого технического объекта, следует расположить в левом верхнем углу, как элемент, который должен привлечь внимание в первую очередь и быть воспринят максимально точно. Такое предложение соотносится с рекомендациями из области психологии художественного восприятия (Р. Арнхейм, 1974), эргономики (Введение в эргономику, 1974), инженерной психологии (В.Н. Андреев, 1991). Идеографическую информацию, отражающую динамику изучаемого технического объекта в наглядно-образной форме, следует разместить в правом нижнем углу. «Вид справа является более отчетливым, поэтому именно в данной области происходит восприятие наиболее выделяющихся из окружающей среды предметов» (Р. Арнхейм, 1974). Размещение в правом нижнем углу диаграммы или графика, наиболее емко в наглядно-образной форме отражающих режим работы изучаемого устройства, способствует выделению главного в учебном материале и, соответственно, улучшению восприятия и усвоения материала. Такое расположение также соответствует традиционному направлению чтения слева направо и сверху вниз.

2. Текстовую информацию целесообразно размещать по восходящей диагонали (4-4) - из нижнего левого угла в верхний правый. При этом текстовую информацию, отражающую исходные данные технического объекта, следует расположить в правом верхнем углу. Это соответствует традиционному направлению движения взгляда слева направо и подчиняется логике освоения учебного материала по ОТД. Текстовую информацию, связанную с практическими действиями (формулировка текущих заданий и результаты текущих расчетов), на наш взгляд, следует поместить внизу слева. Такое предложение соответствует традиционному направлению движения взгляда сверху вниз, логике освоения учебного материала, а также соотносится с рекомендациями в области инженерной психологии и эргономики (В.Н. Андреев, 1991; Е.Б. Моргунов, 1994) о расположении информации, требующей моторных действий, внизу экрана.

Рис. 2. Пространственное расположение учебной информации на экране

КОП по ОТД

З.Информацию, отражающую сообщения ОС, целесообразно располагать в центральной зоне экрана (1). Такое предложение соотносится с рекомендацией из области эргономики располагать наиболее важную, наиболее актуальную в данный момент для человека информацию в центре экрана, как самой устойчивой зоне (А. Бондаровская, 1997; Е.Б. Моргунов, 1994; В.П. Кляуззе, 2002).

При пространственной организации учебного материала на экране в соответствии с предложенными принципами наблюдается симметрия в расположении различных видов информации: между идеографической и текстовой; между информацией, отражающей статику технического объекта, и информацией, отражающей динамику объекта; между информацией, отражающей исходные данные, и информацией, связанной с практическими действиями. Кроме того, имеет место подобие в форме и размере областей экрана, которые занимают различные виды информации (прямоугольники примерно одинакового размера), подобие в цветовом оформлении идеографических и текстовых сообщений. Используя идеографическую и текстовую учебную информацию, обеспечивая симметрию и подобие при их пространственной организации, мы способствуем возникновению ВР в условиях моноэкранного режима интерактивного учебного диалога.

Строя изображения по законам гармонии (стремясь к визуальному равновесию), создавая иллюзию разной удаленности объектов, используя линии разной толщины и контрастности в оформлении наглядно-образной информации (схемы, графики, диаграммы), мы расширяем признаки комфортной визуальной среды. При использовании предложенных принципов пространственного расположения учебной информации значительная часть учебного

материала представлена в наглядно-образной форме. Объекты, используемые при отображении наглядно-образной информации, как правило, достаточно крупны (более 1°-3°), разнообразны по форме, размеру, цветовому оформлению. Текстовая часть лаконична. Значит количество мелких объектов (букв и символов в формулах) сведено к минимуму, что уменьшает вероятность возникновения агрессивных визуальных полей.

В параграфе «Принципы организации траектории обзора учебной информации в компьютерных обучающих программах по общетехническим дисциплинам» отмечается, что работа учащихся с КОП осуществляется в рамках интерактивного учебного процесса, для эффективной реализации которого необходимо грамотно составить (тщательно продумать) сценарий работы с обучающей программой. Психолого-педагогический сценарий КОП должен предусматривать активизацию познавательных действий учащегося по созданию «собственного» наглядно-образного представления изучаемого объекта, отражать как содержание каждой порции информации, так и место ее размещения на экране, время ее появления, цветовые решения и т. п. Поскольку метод ТО подразумевает постепенность усложнения отображения статики и динамики изучаемого технического объекта, необходимо в сценарии планировать дискретную подачу учебной информации в виде отдельных порций, близких к объему кратковременной памяти человека. Каждая порция информации должна отражать какой-либо один существенный признак или одну группу существенных признаков изучаемого объекта. После изучения того или иного существенного признака его не следует исключать из поля зрения учащегося, оставляя на экране след этого признака в свернутом виде. Хорошо, если динамика развития ТО будет к тому же обеспечивать определенное воссоздание тех мыслительных и практических операций, которые совершались в процессе научного познания изучаемого объекта.

Таким образом, усложнение отображения статики и динамики изучаемого технического объекта должно происходить постепенно. Текст должен предъявляться небольшими порциями. Рекомендуется соблюдать определенную последовательность в предъявлении этих основных для компьютерных обучающих программ по ОТД видов информации. С целью лучшей интеграции текстовой и идеографической информации развитие теоретического образа на экране дисплея должно сопровождаться символьными обозначениями с их визуальной привязкой к соответствующим элементам наглядности, причем символьные обозначения должны сохраняться на экране до конца сеанса работы. Текстовые сообщения должны быть предельно лаконичными и могут периодически обновляться. Сложность учебного материала ОТД обусловливает особую важность его правильного предъявления.

При работе с компьютерными программами огромное значение имеет траектория обзора информации на экране. Традиционно при проектировании компьютерных программ стремятся к минимальной траектории обзора экрана, позволяющей сократить время работы. Однако, на наш взгляд, критерий минимизации траектории обзора нецелесообразно применять в качестве основного в случае обучающих программ по ОТД. Необходимо в первую оче-

редь стремиться к такой траектории обзора, которая способствует улучшению восприятия, глубокому, прочному усвоению сложного, абстрактного учебного материала данных дисциплин.

В настоящем исследовании для реализации визуального равновесия в условиях интерактивного учебного диалога сформулированы следующие принципы организации траектории обзора учебной информации' на экране компьютерной обучающей программы по ОТД (рис. 3):

Рис.3. Траектория обзора учебной информации на экране КОП по ОТД

1. Управление траекторией обзора следует осуществлять путем выдачи сообщений обратной связи и использования специфических возможностей компьютерной техники (цвет, звук, изменение яркости, размера, положения и др.).

2. Следует обеспечить возможность естественного перемещения взора учащегося:

• между идеографической информацией, отражающей статику изучаемого технического объекта, и идеографической информацией, отражающей динамику изучаемого технического объекта;

• между идеографической информацией, отражающей учебный материал низкой степени абстракции, к идеографической информации, отражающей учебный материал более высокой степени абстракции.

• между текстовой информацией, отражающей исходные данные, и текстовой информацией, связанной с практическими действиями;

• между идеографической информацией и текстовой информацией.

3. По завершению работы с целью обобщения изученного учебного материала необходимо обеспечить траекторию обзора идеографической информации по нисходящей диагонали: от идеографической информации, отражающей статику изучаемого технического объекта, к идеографической

информации, отражающей динамику изучаемого технического объекта (либо от идеографической информации, отражающей учебный материал низкой степени абстракции, к идеографической информации, отражающей учебный материал более высокой степени абстракции).

На основе использования предложенных в данном исследовании принципов организации траектории обзора учебной информации обеспечивается одновременное восприятие идеографической и текстовой учебной информации, активизируется работа обоих полушарий головного мозга. Осмысление происходит на нескольких уровнях мышления: теоретическом понятийном, теоретическом образном, практическом наглядно-образном и практическом наглядно-действенном. Достигается взаимосвязь и взаимодействие теоретических (понятийных), образных (наглядных) и практических (действенных) компонентов мышления. Осуществляется тесный сплав мыслительных и практических действий в их взаимосвязях и взаимопереходах, что способствует формированию у студентов технического мышления. Организация траектории обзора учебной информации на основе предложенных принципов способствует возникновению визуального равновесия в условиях интерактивного учебного диалога: обеспечивается возможность поэтапного обращения пользователя к информации разного рода и чередования направления восприятия, обеспечивается разнообразие деятельности, снижается монотонность работы и, т.о., предупреждается зрительное и психическое утомление пользователя.

Третья глава - «Комплексная экспериментальная оценка эргономических показателей компьютерных обучающих программ по общетехническим дисциплинам» - посвящена описанию экспериментального исследования эргономических показателей ряда компьютерных обучающих программ по ОТД на примере курса электротехники.

В параграфе «Разработка методики комплексной экспериментальной оценки эргономических показателей компьютерных обучающих программ по общетехническим дисциплинам» автор предлагает в качестве критериального аппарата оценки качества учебной деятельности студентов использовать критерий функционального комфорта (ФК), предложенный в работах Л.Д. Чайновой (Л.Д. Чайнова, 1985,2003). Под ФК понимается оптимальное функциональное состояние (ФС), при котором достигнуто соответствие средств и условий труда функциональным возможностям работающего человека. Для ФК характерно сочетание высокого уровня успешности деятельности с ее низкими нервно-психическими затратами (психофизиологической ценой деятельности).

В условиях обучения успешность деятельности проявляется в эффективном усвоении студентами учебного материала. Достаточно высокая педагогическая эффективность КОП, разработанных по методу теоретических образов, была подтверждена ранее (Л.Х. Зайнутдинова, 1999).

На основе анализа научной литературы, посвященной вопросам психологического тестирования и эргономическим критериям эффективности деятельности и учета специфики преподавания ОТД с использованием информационных технологий, автором разработана методика комплексной экспериментальной оценки эргономических показателей КОП по общетехническим дисциплинам, представленная на рис. 4.

Предложенная методика включает в себя оценку: индивидуальных особенностей студентов, участвующих в эксперименте; эргономических показателей КОП по электротехнике; ФС студентов при работе с данными программами.

Экспериментальное исследование с использованием предложенной методики проводилось с участием 85 студентов АГТУ второго курса дневной формы обучения специальностей 220200 - «Автоматизированные системы обработки информации и управления (АС)» - 31 человек, 210200 - «Автоматизация технологических процессов и производств (АП)» - 22 человека, 200900 - «Сети связи и системы коммутации (АК)» - 32 человека. Средний возраст участников - 19 лет.

Процедура, методика проведения первого этапа исследования и используемый при этом инструментарий, рассмотрены в параграфе «Оценка индивидуальных особенностей студентов». Первый этап исследования заключался в определении: профессиональных склонностей студентов с целью выявления степени их заинтересованности в изучении ОТД (был применен дифференциально-диагностический опросник Е.А. Климова); степени развития логичности мышления учащихся, обуславливающей возможность освоения сложной, с высокой степенью логической взаимосвязанности ее компонентов системы понятий ОТД (использован тест возрастающей трудности - методика Равена); основных свойств нервной системы (НС): уравновешенности, подвижности; силы, совокупность которых, образуя тот или иной тип нервной системы, составляет физиологическую основу индивидуального своеобразия деятельности человека, оказывает непосредственное влияние на формирование того или иного ФС (для определения уравновешенности и подвижности НС был применен опросник Я. Стреляу, а для определения силы НС использован теппинг-тест). При оценке индивидуальных особенностей использовались методики, удобные для группового тестирования, предусматривающие возможность компьютерной обработки результатов. Оценка индивидуальных особенностей студентов проводилась однократно в специально выделенное время (на лекционном занятии). Осуществлена

статистическая обработка результатов.

Результаты первого этапа экспериментального исследования со статистической вероятностью Р=0.95 показали:

1. Среди студентов всех трех специальностей большинство (АС - 83%, АП - 86%, АК - 63%) проявили склонность к профессиям, предметом труда которых является техника и/или знаковая информация, то есть к деятельности, предполагающей использование разного рода машин, материалов, иных продуктов цивилизации и/или основанной на предпочтениях к обработке цифр, букв, кодов, других символов. Таким образом, установлено, что для контингента студентов, участвующих в эксперименте, выбор профессии, в основном, адекватен склонностям личности. Следовательно, можно предположить положительную мотивацию студентов и их заинтересованность в освоении учебного материала по электротехнике.

2. Большинство студентов, участвующих в эксперименте, обладают достаточно высокой степенью развития логичности мышления (в среднем 7 баллов из 9): на потоке АП - 83% от общего числа учащихся на специальности, АК - 97%, АС - 95%. Иными словами, студенты, участвующие в эксперименте, имеют уровень развития логичности мышления, достаточный для восприятия и усвоения учебного материала ОТД.

3. Студенты всех трех специальностей, в основном, обладают слабой и средне-слабой нервной системой. Преимущество слабой НС перед сильной заключается в способности реагировать на стимулы более низкой интенсивности. Слабая НС более тонко организована, более чувствительна. Следовательно, влияние тех или иных свойств КОП на ФС.студентов при работе с данными программами должно проявиться в заметной степени.

В параграфе «Оценка эргономических показателей компьютерных обучающих программ по общетехническим дисциплинам» раскрыта процедура проведения этой оценки, описаны и проанализированы полученные результаты. Для оценки эргономических показателей компьютерных обучающих программ по ОТД использован метод анкетирования. Студенты оценивали конкретную КОП по выделенным показателям в конце учебного занятия по этой программе. На основе анализа научной литературы, посвященной вопросам эргономического проектирования программных средств различного назначения, и практики использования электронных учебников в учебном процессе АГТУ для оценки качества обучающих программ в настоящей работе было предложено ввести следующие эргономические показатели: используемая цветовая гамма (чрезмерно яркая, нормальная, недостаточно яркая); удобство считывания информации (шрифт излишне мелкий, нормальный, излишне крупный); пространственное расположение элементов информации на экране (неудобное, скорее удобное, удобное); предъявление информации в динамическом виде (раздражает, не влияет на понимание учебной информации, способствует лучшему пониманию учебной информации); степень ясности (понятности) последовательности действий при работе с программой (последовательность действий не понятна, иногда возникают трудности в понимании последовательности действий, последовательность действий понятна).

На основе анализа известных обучающих программ по ОТД автором был произведен их отбор с точки зрения реализации эргономических требований, предложенных в данной диссертационной работе. Разработанная методика была применена для оценки нескольких КОП по курсу электротехники: моделирующей программы «Теория электрических цепей» (ТЭЦ), созданной в Сибирской государственной академии телекоммуникации и информатики, и программ (электронных учебников) «Трехфазные цепи» и «Однофазные цепи синусоидального тока» (ОС), спроекти-

рованных на основе метода ТО на кафедре электротехники АГТУ. Оценка эргономических показателей КОП по курсу электротехники проводилась на практических занятиях в дисплейном классе в течение нескольких занятий.

Результаты экспериментальной оценки эргономических показателей КОП по электротехнике (рис. 5) показали преимущество TZ и ОС по сравнению с ТЭЦ по всем показателям: цветовая гамма; удобство считывания информации (шрифт); пространственное расположение элементов информации; степень ясности последовательности действий. Достоверность различий в оценке эргономических показателей рассчитана с применением критерия Фишера -фи подтверждается для случая сравнения ТЭЦ и TZ на уровне значимости р<0,01, для случая сравнения ТЭЦ и ОС - р<0,05.

Таким образом, КОП по электротехнике - TZ и ОС, пространственная организация и траектория обзора учебной информации в которых организованы в соответствии с принципом визуального равновесия, развитым для случая интерактивного учебного диалога, обеспечивают условия эффективного восприятия учебного материала.

Параграф «Оценка функционального состояния студентов при работе с компьютерными обучающими программами по общетехническим дисциплинам» посвящен описанию методики, процедуры оценки ФС учащихся и используемому при этом инструментарию. Здесь же приведены результаты исследования ФС и их анализ. Оценка ФС студентов при работе с КОП по курсу электротехники проводилась на практических занятиях в дисплейном классе и осуществлялась с использованием физиологических, психометрических и субъективных методов. При оценке ФС использовались методики, удобные для группового тестирования и требующие незначительного времени для их проведения. Чтобы не нарушать график учебного процесса, время, затрачиваемое на оценку, не превышало 10. мин (5 мин в начале занятия, 5 мин в конце).

Из физиологических методов оценки ФС в данном исследовании применялось измерение артериального давления и частоты сердечных сокращений избирательно, у некоторых студентов в начале и конце занятия. Выбор студентов для контроля этих параметров осуществлялся на основе результатов тестирования свойств нервной системы. Были выбраны учащиеся с наиболее неуравновешенной и слабой НС. Давление и пульс измерены у 55 студентов (34 человека, обучающиеся по специальностям АП и АК, 21 человек - по специальности АС). .

• В экспериментальном исследовании для диагностики изменений ФС использовались психометрические тесты на определение объема кратковременной зрительной памяти (тест на запоминание чисел) и объема распределения и

Оценка эргономических показателей ТЭЦ и Т/

Рис 5 21

переключения внимания (тест «Числовой квадрат»). Для исключения эффекта тренировки и привыкания к тестовому материалу использовалось несколько комплектов тестового материала

Для субъективной оценки своего ФС учащимся в конце учебного занятия предлагалась анкета, разработанная автором на основе теста дифференцированной самооценки (САН). Предложенная анкета представляет собой сокращенный вариант теста САН, что связано с ограниченностью времени. Были выбраны лишь несколько показателей по шкалам «Самочувствие», «Активность», «Настроение», имеющих наиболее ясную и четкую формулировку. Испытуемых просили соотнести свои ощущения с рядом признаков, формулировка каждого признака была максимально сжата и представлена коротким утверждением.

Оценивались следующие показатели: самочувствие (хорошее, плохое; затрудняюсь ответить); напряжение (напряжен, расслаблен, затрудняюсь ответить); бодрость (бодрый, вялый, затрудняюсь ответить); настроение (хорошее, плохое, затрудняюсь ответить); удовлетворение от работы (доволен, не доволен, затрудняюсь ответить); степень концентрации внимания (внимательный, рассеянный, затрудняюсь ответить).

Результаты субъективной оценки учащимися своего состояния показали:

• Преимущество TZ и ОС по сравнению с ТЭЦ по показателям: «удовлетворение от работы», «настроение», «самочувствие», «бодрость».

• Работа с программами TZ и ОС требует большего внимания, а работа с ОС еще и большего напряжения, чем работа с ТЭЦ, что совпадает с результатами оценки ФС с использованием физиологических методов и психометрических методик.

Осуществлена статистическая обработка результатов исследования. На основе критерия Фишера - рассчитана достоверность различий в ФС студентов при работе с разными программами. Полученные результаты достоверны при уровне значимости р<0,05. Результаты оценки ФС всеми тремя способами (с использованием физиологических, психометрических и субъективных методик) показали, что работа с TZ и ОС требует большего напряжения и внимания, сопровождается большей смысловой нагрузкой, большей интенсивностью учебной деятельности. Эти факты в сочетании с высоким удовлетворением от работы, положительной оценкой своего самочувствия позволяют сделать вывод об адекватной мобилизации психофизиологических процессов, об оптимальном уровне их активации, о продуктивной напряженности деятельности. Показано, что работа с программой ТЭЦ сопровождается возникновением непродуктивной формы напряженности деятельности (состоянием функционального дискомфорта). Т. о., программы TZ и ОС более соответствуют требованиям критерия ФК, чем ТЭЦ. Следовательно, получает подтверждение выдвинутая в нашем исследовании гипотеза.

Результаты проведенного исследования показали работоспособность предложенной методики и ее пригодность для комплексной экспериментальной оценки эргономических показателей компьютерных обучающих программ по ОТД. Благодаря использованию предложенной методики впервые удалось оценить и сопоставить эргономические показатели ряда КОП по общетехниче-

ской Дисциплине «Электротехника». Полученные результаты показали преимущество основных эргономических показателей компьютерных обучающих программ Т2 и ОС, разработанных по методу теоретических образов и в значительной степени реализующих визуальное равновесие в условиях интерактивного учебного диалога, по сравнению с аналогичными показателями моделирующей программы ТЭЦ.

В заключении диссертационной работы обобщены результаты исследования и сформулированы выводы:

1. Проведен анализ основных направлений эргономических исследований в области информационных образовательных технологий. Показана потребность образовательного процесса технического вуза в разработке эргономических основ проектирования КОП по ОТД.

2. Выявлена специфика общетехнических дисциплин и роль компьютерных обучающих программ по ОТД среди других электронных средств обучения. Для решения проблемы формирования технического мышления учащихся (трехкомпонентного по структуре - понятийно-образно-действенного и оперативного по характеру) предложено при создании обучающих программ по ОТД использовать известный метод теоретических образов.

3. Выделены виды информации, используемые в обучающих программах по ОТД. Сделан вывод, что в данных программах целесообразно преимущественное использование идеографического и текстового видов информации. Ведущая роль при этом принадлежит идеографической информации (графики, схемы, формулы), текст должен быть предельно лаконичным.

4. Обоснована необходимость развития и использования принципа визуального равновесия, известного из психологии художественного восприятия, для случая моноэкранного интерактивного учебного диалога в обучающих программах по ОТД. Развитие принципа ВР осуществлено на основе предложенной модели структурного плана экрана монитора с выделением зон, вызывающих повышенное внимание наблюдателя (зоны эффективного восприятия).

5. Сформулированы принципы пространственной организации учебной информации и траектории ее обзора на экране монитора в компьютерных обучающих программах по ОТД, проектируемых на основе метода теоретических образов. Разработанные принципы регламентируют размещение идеографической и текстовой информации, а также последовательность обращения пользователя к фрагментам информации различного вида.

6. Для определения эффективности разработанных эргономических принципов была проведена комплексная экспериментальная оценка эргономических показателей обучающих программ по ОТД (на примере обучающих программ по электротехнике) в соответствии с предложенной автором методикой. Экспериментальное исследование с достаточной достоверностью показало, что КОП, пространственная организация учебной информации и траектория обзора в которых организованы в соответствии с принципом визуального равновесия, для случая интерактивного учебного диалога способствуют эффективному восприятию учебного материала и формированию оптимального ФС - функционального комфорта.

7. Сделан вывод о том. что разработанная методика может быть применена для комплексной экспериментальной оценки эргономических показателей компьютерных обучающих программ по другим дисциплинам.

Полученные результаты дают основание заключить, что задачи исследования решены, поставленная цель достигнута, гипотеза подтверждена.

Основные положения исследования изложены в следующие работах:

Отчеты по НИР

1. Разработка методических основ и инструментальных средств для создания интегрированных баз знаний Отчет по НИР промеж. / Астрахан. гос. техн. ун-т; Руководитель: Петрова И Ю. - per. № 02 99 0003274. - Астрахань: АГТУ, 1999. - 148 с. (6 с.)

2. Разработка методических основ и инструментальных средств для создания интегрированных баз знаний: Отчет по НИР промеж. / Астрахан. гос. техн. >н-т; Руководитель: Петрова И Ю. - per. № oi 20.00 03917. - Астрахань: АГТУ, 2000. - 245 с. (7 с).

3. Современные технологии обучения в области дисциплин электротехнического цикла: Отчет по НИР промеж. / Астрахан. гос. техн. ун-т. Руководители. Кагаков Ю.Н.. Зайнутди-новаЛХ, -per.№302.200004168.-Астрахань: АГТУ,2000.-90с. (7 с).

4. Разработка методических основ и инструментальных средств для создания интегрированных баз знаний: Отчет о НИР промеж. / Астрахан. гос. техн. >н-г. Руководитель: ПетроваИ.Ю. - рег.№ 01.2.00107598. -Астрахань: АГТУ.2001.-245с. (7с).

5. Современные технологии обучения в области дисциплин электротехнического цикла: Отчет по НИР промеж. / Астрахан. гос. техн. ун-т; Руководители: Кагаков Ю.Н., Зайнутди-новаЛ.Х.- рег.№ 02.200108221. -Астрахань:АГТУ,2001.--34с. (5с).

6. Современные технологии обучения в области дисциплин электротехнического цикла: Отчет по НИР промеж. / Астрахан. гос. техн. укн-т. Руководители: Кагаков Ю Н., Зайнут-диноваЛ.Х.- per. №02.20 0203725. - Астрахань: АГТУ. 2002. - 86 с. (5 с).

Методические пособия и указания

7. Петрова И.Ю., Яковец ДА Правовые основы и эргономические аспекты деятельности инженера-системотехника / Методическое пособие по курсу «Введение в специальность 220200 «Автоматизированные системы обработки информации и управления». - Астрахань: Изд-во АГТУ, 1998.-76 с.

8. Яковец ДА. Безопасность работы на компьютере / Методические указания к дипломному проекту по специальности 220200 «Автоматизированные системы обработки информации и управления». - Астрахань: Изд-во АГТУ, 1999. - 23 с.

9. Яковец Д А. Эргономические основы проектирования компьютерных обучающих программ по общетехническим дисциплинам / Методические указания для разработчиков учебного программного обеспечения. - Астрахань: Изд-во АГТУ, 2003. - 32 с.

Статьи, материалы, труды конференций

10. Зарипов М.Ф. Петрова И Ю., Яковец ДА. О некоторых аспектах исследования психофизиологического состояния оператора ЭВМ // Труды Междунар. форума по проблемам науки, техники и образования. - Москва: Академия наук о Земле, 1998. - С. 190.

11. Бурова А.В., Яковец ДА Некоторые факторы влияния компьютера на психофизиологическое состояние человека // Материалы IV междунар. научню-метод. конференции «Новые информационные технологии в преподавании электротехнических дисциплин - 98 (НИТЭ-98)». - Астрахань: Изд-во АГТУ. 1998. - С. 22-24.

12. Петрова И Ю.. Зайнутдинова Л.Х., Яковец ДА. О необходимости исследования психологических и эргономических аспектов создания обучающих программных систем по техническим дисциплинам // Проблемы психологии и эргономики. -1999. - №2/1. - С. 77.

13. Яковец Д А, Воробьев АВ. О реализации некоторых эргономических требований при разработке обучающих и контролирующих программ // Вестник Астрахан. гос. техн. ун-та. Телекоммуникации, новые информационные технологии и связь. - Астрахань: Изд-во АГТУ, 2000. -С. 142-145.

14. Зайнугдинова Л.Х., Яковец ДА. Наглядно-образные представления в дидактических интерактивных программных системах по общетехническим дисциплинам // Тр. XXVII междунар. конф. «Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе» (IT+SE2000). - М., 2000. - С. 84-85.

15. Зайнугдинова Л.Х., Яковец ДА, Воробьев А.В., Сгепаненко А.А. Оценка эргономических показателей контролирующих программ по общетехническим дисциплинам / Сб. трудов V междунар. научн.-метод. конф. «Новые информационные технологии в электротехническом образовании (НИТЭ-2000)». - Астрахань: Изд-во «ЦНТЭП», 2000. - С. 180-185.

16. Яковец ДА Визуальное равновесие. Пространственная организация учебной информации на экране / Там же. - С. 110-114.

17. Яковец ДА Динамическое предъявление учебной информации на экране компьютера / Там же. -С. 114-118.

18. Яковец ДА., Емельянова ТЛ. Методика экспериментальной оценки эргономических показателей компьютерных обучающих программ / Материалы VII междунар. научн.-практ. конф. «Инновационные процессы в высшей школе». - Краснодар: Кубан. гос. техн. ун-т, 2001. - С. 108.

19. Чайнова ЛД., Яковец ДА Эргономическое проектирование компьютерных обучающих программ по техническим дисциплинам как фактор повышения качества образования / Материалы III Всероссийской научн.-практ. конф. «Качество жизни и российское предпринимательство». - М.: ВНИИТЭ, 2001. - С. 170-171.

20. Зайнутдинова Л.Х., Яковец ДА Психологические требования к электронным учебникам / Материалы VII междунар научн.-метод. конф. «Инновационные технологии обучения в высшей профессиональной школе». -Вып. 5. - М.: Изд-во МГТА, 2001. -

С. 145-148.

21. Зайнутдинова Л.Х., Яковец ДА Оценка эргономических показателей компьютерных обучающих программ, разработанных с применением метода теоретических образов / Сб. статей II междунар. научн.-практ. конф. «Влияние образовательных технологий на развитие регионов». - Астрахань: Изд-во «ПолиграфКом», 2003. - С. 43-47..

22. Зайнутдинова Л.Х., Яковец ДА. Экспериментальная оценка эргономических показателей компьютерных обучающих программ по электротехническим дисциплинам / Proceedings of the X-th International Conference «Knowledge-Dialogue-Solution». - Varna, 2003. Sofia, FOI-COMMERCE - 2003. - P. 473-481.

23. Лаптев В.В., Яковец ДА, Мурзамуратова Л.К. Эргономические показатели программ, создаваемых в рамках дипломного проектирования студентами специальности АСОИУ / Сборник трудов VI междунар. научн.-метод. конф. «Новые информационные технологии в электротехническом образовании (НИТЭ-2003)». -Астрахань: Изд-во АГТУ, 2003. - С.401-404.

24. Чайнова ЛД., Яковец ДА. Экспериментальная оценка функционального состояния студентов при работе с компьютерными обучающими программами по электротехническим дисциплинам / Там же. - С.ЗЗ 1-335.

25. Яковец Д.А. Требования к пространственной организации учебного материала

в компьютерных обучающих программах по атектротехническим дисциплинам / Там же. -С. 139-143.

Тезисы докладов конференций

26. Зарипов М.Ф., Яковец ДА К вопросу исследования влияния электромагнитных излучений различных видов на жизнедеятельность человека // Тез. докл. XLII науч.-техн.конф. профессорско-преподавательского состава АГТУ. - Астрахань: Изд-во АГТУ, 1998. - С.262.

27. Зарипов М.Ф., Петрова И.Ю., Яковец Д.А. Сравнительный анализ влияния отдельных видов электромагнитных излучений на физиологию и психофизиологию человека // Тез. докл.. IV Санкт-Петербургской междунар. конф. «Региональная информатика - 98». - СПб., 1998. - С.140-141.

»-2140

РНБ Русский фонд

2004-4 27447

Подп. в печать 13.01.04. Заказ 1. Тираж 100 экз. Уч.-изд.л. 1,85. ВНИИТЭ

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата психологических наук, Яковец, Диляра Ахтямовна, 2004 год

ПЕРЕЧЕНЬ ВВЕДЕННЫХ СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ЭРГОНОМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ.

1.1. Роль информатизации образования в развитии общества.

1.2. Влияние информационных и коммуникационных технологий на развитие личности.

1.3. Психологические аспекты организации интерактивного учебного диалога.

1.4. Эргономические аспекты взаимодействия человека и компьютера.

ГЛАВА 2. ЭРГОНОМИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ПРОЕКТИРОВАНИЮ КОМПЬЮТЕРНЫХ ОБУЧАЮЩИХ ПРОГРАММ ПО ОБЩЕТЕХНИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ.

2.1. Роль и место компьютерных обучающих программ по общетехническим дисциплинам в арсенале электронных средств обучения.

2.2. Формирование технического мышления - задача компьютерных обучающих программ по общетехническим дисциплинам.

2.3. Виды информации, используемые в компьютерных обучающих программах по общетехническим дисциплинам.

2.4. Принципы пространственной организации учебной информации в компьютерных обучающих программах по общетехническим дисциплинам.

2.5. Принципы организации траектории обзора учебной информации в компьютерных обучающих программах по общетехническим дис ципл инам.

ГЛАВА 3. КОМПЛЕКСНАЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЭРГОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КОМПЬЮТЕРНЫХ ОБУЧАЮЩИХ ПРОГРАММ ПО ОБЩЕТЕХНИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ.

3.1. Разработка методики комплексной экспериментальной оценки эргономических показателей компьютерных обучающих программ по общетехническим дисциплинам.

3.2. Оценка индивидуальных особенностей студентов.

3.3. Оценка эргономических показателей компьютерных обучающих программ по общетехническим дисциплинам.

3.4. Оценка функционального состояния студентов при работе с компьютерными обучающими программами по общетехническим дисциплинам.

Введение диссертации по психологии, на тему "Эргономические основы проектирования компьютерных обучающих программ по общетехническим дисциплинам"

Происходит реформа образования, направленная на повышение его эффективности. При этом в условиях бурного развития научно-технического прогресса особенно велика потребность в квалифицированных инженерах, в подготовке которых общетехнические дисциплины занимают важное место. В современных условиях динамично развивающейся экономики и техники от человека требуется постоянное повышение профессионального мастерства. Модернизация образования предполагает переход от единого и централизованного обучения к многообразному, распределенному, практически обусловленному, непрерывному саморазвитию специалистов, предполагающему использование дистанционных форм обучения и индивидуальный подход в его процессе. Новые информационные технологии открывают огромные возможности для реализации этих аспектов реформирования образования. Данная работа лежит в русле эргономики, связанной с образовательным процессом, и имеет эргодизайнерскую направленность.

Создаваемые сегодня обучающие программы ориентированы преимущественно на гипертекст и полиэкранный режим диалога, что обеспечивает быстрый поиск различных фрагментов информации. Для общетехнических дисциплин (ОТД), система понятий которых отличается высоким уровнем иерархичности и высокой степенью логической взаимосвязанности компонентов, характеризующихся абстрактностью учебного материала, наиболее важно доступное изложение учебной информации, поэтому для обучающих программ по ОТД целесообразнее использовать моноэкранный режим диалога. В связи с этим требуются качественные эргономические решения способов представления учебной информации, тщательное планирование пространственного расположения, траектории ее обзора на экране предлагаемой обучающей программы.

Вместе с тем наблюдается низкий уровень эргономического проектирования обучающих программ по общетехническим дисциплинам. В большинстве случаев обучающие программы разрабатываются преподавателями-предметниками либо совместно с программистами, либо самостоятельно с использованием специальных сред проектирования, то есть без участия психологов, эргономистов, дизайнеров. Компьютерные обучающие программы (КОП) должны создаваться с учетом ряда дидактических, методических и психологических требований. Преподаватели технических дисциплин - это в основном выпускники технического вуза, инженеры, но не педагоги. Реализация методических и дидактических требований у опытного преподавателя-предметника вызывает меньше трудностей, чем реализация психологических требований. В большинстве случаев разработчики (преподаватели и программисты) не обладают необходимыми психологическими знаниями об особенностях протекания познавательных процессов (восприятия, мышления, запоминания и др.) и эргономическими знаниями (о динамике работоспособности и т.п.). Непосредственное обращение разработчиков обучающих программ по ОТД к работам в этих областях знаний весьма затруднительно. На данный момент эргономическое проектирование компьютерных обучающих программ осуществляется преимущественно на уровне интуитивных представлений об оптимальных формах предъявления учебной информации (В.Н. Андреев, И.Е. Вострокнутов, JI.X. Зайнугдинова).

Актуальность исследования определяется также тем, что пользователями КОП по общетехническим дисциплинам являются студенты младших курсов.

Чаще всего это молодые люди в возрасте от 17 до 20 лет. Физиологическое состояние человека на данном жизненном этапе еще недостаточно устойчиво, формирование организма еще не завершено. При этом темп студенческой жизни достаточно высок, учебная нагрузка весьма велика. В связи с этим особенно важен высокий уровень эргономических показателей КОП. Необходимо создавать такие обучающие программы, которые вызывают минимальное психическое и зрительное утомление, работа с которыми сопровождается состоянием функционального комфорта (ФК), положительным отношением к учебной деятельности, что должно, в конечном итоге, способствовать интеллектуальному развитию студента.

Таким образом, проблема исследования отражает несоответствие объективных потребностей образовательного процесса технического вуза в использовании компьютерных обучающих программ, обладающих достаточно совершенными дидактическими свойствами и высокими эргономическими показателями, и существующего невысокого уровня эргономического проектирования КОП по общетехническим дисциплинам. Обучающие программы должны обеспечивать эффективное восприятие учебной информации, сопровождающееся формированием оптимального функционального состояния -функционального комфорта. На практике же эргономическое проектирование КОП сводится, в основном, к выбору типа меню, размера шрифтов, размера и количества окон и не учитывает необходимость визуализации в доступной форме сложного абстрактного учебного материала ОТД.

Гипотеза исследования. Если пространственную организацию и траекторию обзора учебной информации на экране компьютерной обучающей программы по общетехническим дисциплинам осуществлять в соответствии с принципом визуального равновесия, развитым для случая интерактивного учебного диалога, то будут обеспечены условия для эффективного восприятия учебного материала и формирования состояния функционального комфорта.

Для достижения цели и проверки гипотезы решались следующие задачи исследования:

Методологической основой исследования явились работы в области эргономики и инженерной психологии, посвященные общим закономерностям переработки информации при работе с ЭВМ (В.П. Зинченко, Б.Ф. Ломов, В.М. Мунипов, Г.М. Зараковский, И.Е. Вострокнутов и др.), а также принципам эргономического проектирования деятельности, основанного на концепции функционального комфорта (Л.Д. Чайнова). Наряду с этим использовались различные данные из области общей и педагогической психологии: об особенностях протекания умственной деятельности (СЛ. Рубинштейн), формирования умственных действий и понятий (П.Я. Гальперин), о возможностях воздействия информационных технологий на развитие личности (Б.Ф. Ломов, O.K. Тихомиров и др.), об особенностях формирования технического и творческого мышления (Т.В. Кудрявцев, И.П. Калошина), о специфике восприятия технической информации (А.В. Антонов). Анализировался феномен визуального равновесия композиции из области психологии художественного восприятия (Р. Арнхейм) для оценки возможности его использования при проектировании визуального поля на экране компьютера. Привлекались сведения из области теории и практики информатизации образования о возможностях и принципах организации обучения, опосредованного компьютером (Е.И. Машбиц, И.В. Роберт), специфике преподавания общетехнических дисциплин с использованием информационных технологий (Л.Х. Зайнутдинова).

Методы исследования

Методы эмпирического уровня: 1. Анкетирование (анкета оценки эргономических показателей КОП и анкета, разработанная автором на основе теста дифференцированной самооценки САН), тестирование (дифференциально-диагностический опросник А. Климова, тест возрастающей трудности (методика Равена), теппинг-тест, опросник Я. Стреляу, тесты на определение объема кратковременной зрительной памяти и объема распределения и переключения внимания), физиологические методы оценки функционального состояния (определение частоты сердечных сокращений, измерение артериального давления).

Теоретическая значимость исследования:

Новизна исследования заключается в следующем:

1. Представлена модель структурного плана экрана монитора с выделением зон, вызывающих повышенное внимание наблюдателя (зоны эффективного восприятия), на основе которой осуществлено развитие принципа визуального равновесия для случая интераетивного учебного диалога в компьютерной обучающей программе по общетехническим дисциплинам.

2. Предложены принципы пространственной организации учебного материала на экране компьютерных обучающих программ по общетехническим дисциплинам, регламентирующие размещение идеографической и текстовой информации.

3. Предложены принципы организации траектории обзора учебного материала в компьютерных обучающих программах по общетехническим дисциплинам, определяющие последовательность обращения пользователя к фрагментам информации различного вида.

Практическая значимость и внедрение результатов исследования

Материалы исследования используются при чтении лекций на факультете повышения педагогического мастерства и при дипломном проектировании по специальности «Автоматизированные системы обработки информации и управления» (АСОИУ).

Основные положения, выносимые на защиту:

1. При проектировании компьютерных обучающих программ по ОТД:

• размещение учебного материала следует осуществлять на основе предложенной модели струюурного плана экрана монитора в зонах эффективного восприятия: центральной, центральной горизонтальной, центральной вертикальной, зоне восходящей диагонали, зоне нисходящей диагонали.

2. При проектировании компьютерных обучающих программ по общетехническим дисциплинам необходимо придерживаться следующих принципов пространственной организации учебной информации на экране монитора:

• текстовую информацию целесообразно размещать по восходящей диагонали - из нижнего левого угла в верхний правый. При этом текстовую информацию, связанную с практическими действиями, следует располагать в левом нижнем углу, а текстовую информацию, отражающую исходные данные технического объекта, - в правом верхнем углу;

• информацию, отражающую сообщения обратной связи, целесообразно располагать в центральной зоне экрана.

• следует обеспечить возможность естественного перемещения взора учащегося между различными видами информации (идеографической и текстовой; идеографической, отражающей статику, и идеографической, отражающей динамику изучаемого технического объекта; идеографической, отражающей учебный материал низкой степени абстракции, и идеографической, отражающей учебный материал более высокой степени абстракции; текстовой, отражающей исходные данные, и текстовой, связанной с практическими действиями).

4. Экспериментальная оценка эргономических показателей компьютерных обучающих программ по общетехническим дисциплинам должна включать в себя:

• оценку индивидуальных особенностей учащихся (профессиональные склонности, степень развития логичности мышления, свойства нервной системы: уравновешенность, подвижность, сила);

• оценку эргономических показателей обучающих программ (пространственное расположение учебной информации, удобство считывания информации: используемый шрифт, цветовая гамма, предъявление информации в динамическом виде, степень ясности (понятности) последовательности действий при работе с программой) на основе анкет, разработанных автором.

• оценку функционального состояния (ФС) студентов при работе с данными программами с использованием физиологических методов (измерение артериального давления и частоты сердечных сокращений), психометрических методик (изменение объема кратковременной зрительной памяти и объема распределения и переключения внимания) и субъективных методик (с применением анкеты, разработанной автором на основе теста дифференцированной самооценки САН).

Апробация результатов исследования проходила на заседаниях кафедры информационных технологий и коммуникаций, кафедры автоматизированных систем обработки информации и управления, кафедры электротехники Астраханского государственного технического университета (АГТУ); на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава АГТУ в 1998-2003 гг.; на Международном форуме по проблемам науки, техники и образования (Москва, 1998); на 1-й Всероссийской конференции «Психология и эргономика: единство теории и прагаики» (Тверь, 1999); на III Всероссийской научно-практической конференции «Качество жизни и российское предпринимательство» (Москва, 2001). А также на международных конференциях: «Региональная информатика» (Санкт-Петербург, 1998); «Новые информационные технологии в преподавании электротехнических дисциплин» (Астрахань, 1998, 2000, 2003); «Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе» (Москва, 2000); «Инновационные процессы в высшей школе» (Краснодар, 2001); «Инновационные технологии обучения в высшей профессиональной школе» (Москва, 2001); «Влияние образовательных технологий на развитие регионов» (Астрахань, 2003); "Knowledge-Dialogue-Solution " (Варна, Болгария, 2003).

Заключение диссертации научная статья по теме "Психология труда. Инженерная психология, эргономика."

Выводы к главе 3

1. На основе анализа научной литературы, посвященной вопросам психологического тестирования и эргономическим критериям эффективности деятельности, и учета специфики преподавания ОТД с использованием информационных технологий автором настоящего исследования разработана методика комплексной экспериментальной оценки эргономических показателей компьютерных обучающих программ по общетехническим дисциплинам, включающая в себя оценку:

• индивидуальных особенностей студентов, участвующих в эксперименте;

• эргономических показателей компьютерных обучающих программ по общетехническим дисциплинам;

• функционального состояния учащихся при работе с данными программами.

2. На основании проведенной оценки индивидуальных особенностей студентов выявлено:

• Для контингента студентов, участвующих в эксперименте, выбор профессии в основном адекватен склонностям личности. Следовательно, можно предположить положительную мотивацию студентов и их заинтересованность в освоении учебного материала по электротехнике.

• Большинство студентов, участвующих в эксперименте, обладают высокой или средней степенью развития логичности мышления. Соответственно, студенты, участвующие в эксперименте, имеют уровень развития логичности мышления, достаточный для восприятия и усвоения учебного материала общетехнических дисциплин.

• Студенты, участвующие в эксперименте, в основном обладают слабой и среднеслабой, подвижной нервной системой. Следовательно, влияние тех или иных свойств КОП на ФС студентов при работе с данными программами должно проявиться достаточно ярко.

3. Результаты экспериментальной оценки эргономических показателей КОП по электротехнике показали преимущество эргономических показателей (цветовая гамма; удобство считывания информации (шрифт); пространственное расположение элементов информации; степень ясности последовательности действий) компьютерных обучающих программ TZ и ОС, наиболее полно соответствующих сформулированным в данном диссертационном исследовании принципам пространственной организации и траектории обзора учебной информации, по сравнению с программой ТЭЦ.

4. На основе экспериментальной оценки ФС студентов различными способами (с использованием физиологических, психометрических и субъективных методов) выявлены достоверные различия между функциональными состояниями, возникающими у студентов при работе с моделирующей программой «Теория электрических цепей (ТЭЦ)», с одной стороны, и программами «Однофазные цепи синусоидального тока (ОС)» и «Трехфазные цепи (TZ)» (созданными с применением метода теоретических образов), с другой стороны.

Результаты экспериментального исследования показали, что работа с TZ и ОС сопровождается большим напряжением, т. е. большей интенсивностью учебной деятельности. Эти факты в сочетании с высоким удовлетворением от работы, положительной оценкой своего самочувствия позволяют сделать вывод об адекватной мобилизации психофизиологических процессов, оптимальном уровне их активации, положительном характере возникающей напряженности деятельности, т. е. о формировании состояния ФК. Высокая педагогическая эффективность этих программ была подтверждена ранее.

Работа же с программой ТЭЦ сопровождается худшей оценкой студентами своего самочувствия, настроения и удовлетворения от работы, меньшей концентрацией внимания, меньшей напряженностью деятельности, возникновением непродуктивной ее формы. Таким образом, программы TZ и ОС больше соответствуют критерию ФК, чем ТЭЦ.

В результате комплексной экспериментальной оценки эргономических показателей обучающих программ по ОТД (на примере курса электротехники), проведенной по авторской методике, подтверждена выдвинутая в исследовании гипотеза о том, что если пространственную организацию и траекторию обзора учебной информации на экране компьютерной обучающей программы по общетехническим дисциплинам осуществлять в соответствии с принципом визуального равновесия, развитого для случая интерактивного учебного диалога, то будут обеспечены условия для эффективного восприятия учебного материала, формирования состояния функционального комфорта.

Разработанная методика может быть применена для комплексной экспериментальной оценки эргономических показателей компьютерных обучающих программ по другим дисциплинам.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе теоретического и экспериментального исследований были получены следующие результаты и выводы.

1. На основе анализа основных направлений эргономических исследований в области информационных образовательных технологий показана насущная необходимость образовательного процесса технического вуза в разработке эргономических основ проектирования компьютерных обучающих программ по общетехническим дисциплинам. Выявлена значительная роль информатизации образования в развитии общества. Указывается, что в связи с возможными негативными аспектами влияния ИКТ необходима психологическая экспертиза внедряемых проектов.

2.Отмечено, что диалог учащегося и компьютера имеет интерактивный характер. На основе проведенного анализа научных публикаций по психолого-педагогическим аспектам использования ИКТ установлено, что проблемы активизации познавательных психических процессов (восприятия, памяти, осмысления и запоминания сложного абстрактного материала) в структуре интерактивного учебного диалога ввиду их большой сложности пока практически не исследованы. Предлагается к решению этой первоочередной для компьютерных обучающих программ по общетехническим дисциплинам задачи подойти на основе анализа эргономических аспектов взаимодействия человека и компьютера.

3. Показано, что имеющиеся эргономические стандарты и руководства по проектированию пользовательского интерфейса, содержащие множество обоснованных эргономических требований, рекомендаций, как правило относятся к системам обработки информации: базам данных, экспертным системам, веб-сайтам, графическим, текстовым редакторам. В основном рассматриваются вопросы обеспечения оптимальных условий деятельности: защита от электромагнитных излучений, правильный режим труда, микроклиматические условия, снижение нагрузки на зрение, правильная поза при работе, организация рабочего места. Вопросам эргономической оптимизации свойств КОП уделяется меньше внимания. Работ, исследующих эргономические свойства компьютерных обучающих программ по ОТД, практически нет.

4. Выявлена специфика общетехнических дисциплин и роль компьютерных обучающих программ по общетехническим дисциплинам среди других электронных средств обучения. Показано, что эргономическое проектирование компьютерных обучающих программ по общетехническим дисциплинам должно выполняться с учетом следующих дидактических и методических требований:

• доступное изложение учебного материала повышенной сложности, обусловленной сложностью идеализированных технических объектов и многообразием реальных технических систем и устройств и режимов их функционирования;

• отражение большого объема используемых в ОТД теоретических понятий, высокой степени их логической взаимосвязи и высокого уровня иерархичности системы этих понятий;

• большой объем разнообразных контролируемых тренировочных действий.

5. Рассмотрены особенности мыслительных процессов при работе с техническими объектами и понятиями. Обучающие программы по общетехническим дисциплинам должны способствовать развитию технического мышления (трехкомпонентного по структуре - понятийно-образно-действенного и оперативного по характеру). Для решения проблемы формирования технического мышления учащихся предложено использовать известный метод теоретических образов, обеспечивающий наглядно-образное представление абстрактного учебного материала общетехнических дисциплин.

6. Показано, что в компьютерных обучающих программах по общетехническим дисциплинам целесообразно преимущественное использование идеографического и текстового видов информации. Ведущая роль при этом принадлежит идеографической информации (графики, диаграммы, формулы), а текст должен быть предельно лаконичным. Учебный материал ОТД имеет высокую степень абстракции. Знаки в схемах, используемых в данных дисциплинах, часто замещают не реальный объект, а понятие о нем, т. е. могут быть отнесены к идеограммам. Следовательно, схемы, используемые при изложении учебного материала общетехнических дисциплин, следует отнести не к пиктографической, а к идеографической информации. Пиктографическая же информация (технические фотографии, технические рисунки, чертежи и схемы) более целесообразна для преподавания специальных технических дисциплин. Наряду с видами информации (пиктографической, идеографической, текстовой) целесообразно различать форму представления информации: символьную и наглядно-образную.

1: Обоснована необходимость развития и использования принципа визуального равновесия, известного из психологии художественного восприятия, для случая моноэкранного интерактивного учебного диалога в обучающих программах по ОТД. Развитие принципа визуального равновесия осуществлено на основе предложенной модели структурного плана экрана монитора с выделением зон, вызывающих повышенное внимание наблюдателя: центральной, центральной горизонтальной, центральной вертикальной, зоны восходящей диагонали, зоны нисходящей диагонали (зоны эффективного восприятия).

8. При проектировании компьютерных обучающих программ по общетехническим дисциплинам для реализации визуального равновесия в условиях интерактивного учебного диалога необходимо придерживаться следующих принципов пространственной организации учебной информации на экране монитора:

• текстовую информацию целесообразно размещать по восходящей диагонали - из нижнего левого угла в верхний правый. При этом текстовую информацию, связанную с практическими действиями, следует располагать в левом нижнем углу, а текстовую информацию, отражающую исходные данные технического объекта, - в правом верхнем углу;

• информацию, отражающую сообщения обратной связи, целесообразно располагать в центральной зоне экрана.

9. При проектировании компьютерных обучающих программ по общетехническим дисциплинам для реализации визуального равновесия в условиях интерактивного учебного диалога необходимо придерживаться следующих принципов организации траектории обзора учебной информации: а) управление траекторией обзора следует осуществлять путем выдачи сообщений обратной связи и использования специфических возможностей компьютера (цвет, звук, изменение яркости, размера, положения и др.); б) следует обеспечить возможность перемещения взора учащегося между различными видами информации:

• идеографической и текстовой;

• идеографической, отражающей статику изучаемого технического объекта, и идеографической, отражающей динамик}' изучаемого технического объекта;

• идеографической, отражающей учебный материал низкой степени абстракции к идеографической, отражающей учебный материал более высокой степени абстракции;

• текстовой, отражающей исходные данные и текстовой, связанной с практическими действиями. в) в завершение работы с КОП по общетехническим дисциплинам для обобщения изученного учебного материала необходимо обеспечить траекторию обзора идеографической информации по нисходящей диагонали: от идеографической информации, отражающей статику изучаемого технического объекта, к идеографической информации, отражающей динамику изучаемого технического объекта (либо от идеографической информации, отражающей учебный материал низкой степени абстракции, к идеографической информации, отражающей учебный материал более высокой степени абстракции).

10. Для определения эффективности разработанных эргономических принципов была проведена комплексная экспериментальная оценка эргономических показателей обучающих программ по обшетехническим дисциплинам (на примере обучающих программ по электротехнике) в соответствии с предложенной автором методикой.

11. Разработана методика комплексной экспериментальной оценки эргономических показателей компьютерных обучающих программ по ОТД, которая включила в себя оценку:

• индивидуальных особенностей учащихся (профессиональных склонностей, степени развития логичности мышления, свойств нервной системы- уравновешенности, подвижности, силы);

• эргономических показателей КОП по общетехническим дисциплинам (пространственное расположение учебной информации, удобство считывания информации - используемый шрифт, цветовая гамма, предъявление информации в динамическом виде, степень ясности (понятности) последовательности действий при работе с программой) на основе анкет, разработанных автором;

• ФС студентов при работе с данными программами с использованием физиологических методов (измерения артериального давления и частоты сердечных сокращений), психометрических методик (изменения объема кратковременной зрительной памяти и объема распределения и переключения внимания) и субъективных методов (с применением анкеты, разработанной автором на основе теста дифференцированной самооценки САН по показателям: самочувствие, напряжение, бодрость, настроение, удовлетворение от работы, степень концентрации внимания).

12. В соответствии с предложенной методикой проведено экспериментальное исследование эргономических показателей ряда компьютерных обучающих программ по курсу электротехники.

13. Экспериментальное исследование с достаточной достоверностью показало, что компьютерные обучающие программы, пространственная организация учебной информации и траектория обзора в которых организованы в соответствии с принципом визуального равновесия, развитым для случая интерактивного учебного диалога, способствуют эффективному восприятию учебного материала и формированию оптимального ФС-функционального комфорта.

14. Сделан вывод о том, что разработанная методика может быть применена для комплексной экспериментальной оценки эргономических показателей компьютерных обучающих программ по другим дисциплинам.

Полученные результаты дают основание заключить, что задачи исследования решены, поставленная цель достигнута, гипотеза исследования подтверждена.

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата психологических наук, Яковец, Диляра Ахтямовна, Москва

1. Авербух B.JI. Изобразительные средства визуального программирования // Пользовательский интерфейс. 1993. - № 1. - С. 22-25.

2. Автоматизированный лабораторный практикум удаленного доступа для изучения методов и средств измерения температуры и теплофизических величин. January, 2003. http: //www.asp.tstu.ru/tfs/new/main.htm

3. Агавелян B.C. Психология состояний, теория и практика. Челябинск: Изд-во Челяб. гос. ун-та, 2000. - С. 212.

4. Агеев В.Н. Обучающие системы: роль игровых моментов // Пользовательский интерфейс. 1993. -№ 1. - С. 76-78.

5. Агеев В.Н. Применение методов библиографического моделирования при работе с гипертекстом // Сб. науч. тр. IV нац. конф. с междунар. участием «Искусственный интеллект-94 (КИИ-94)». Рыбинск: Изд-во АИИ, 1994. - Т. 1. - С. 122-125.

6. Айзенберг Н.Б. Защита пользователей ЭВМ от негативных воздействий слабых электромагнитных полей // Прикладная эргономика. 1992. - № 2. С. 16-22.

7. Анастази А. Психологическое тестирование / Пер. с англ.; Под ред. К.М. Гуревича, В.И. Лубовского. М.: Педагогика, 1982. - Кн. 1 - 296 с.

8. Андреев В.Н. Психологические аспекты представления информации на экране дисплея в автоматизированных обучающих системах: Дисканд. псих. наук. — СПб., 1991. -132 с.

9. Андриенко ГЛ., Андриенко Н.В. Интеллектуальная гипертекстовая система для исследования проблем и обучения // Сб. науч. тр. IV нац. конф. с междунар. участием «Искусственный интеллект-94 (КИИ-94)». Т. 1. - Рыбинск: Изд-во АИИ, 1994. - С. 58-62.

10. Антонов А.В. Информация: восприятие и понимание. Киев: Наукова думка. 1988.- 184 с.

11. Арестова О.Н., Бабанин Л.Н., Войскунский А.Е. Мотивация пользователей Интернета. Dec, 2000, http://wwvv.ripn.net/relarn/

12. Арестова О.Н., Бабанин Л.Н., Войскунский А.Е. Социальная и демографическая динамика сообщества пользователей компьютерных сетей. Dec, 2000, http://www.ripn.net/relarn/

13. Арестова О.Н., Войскунский А.Е. Исследование половых различий при работе с Интернетом на примере российских пользователей. Dec, 2000, http://www, ripn.net/relarn/

14. Арнхейм Р. Искусство и визуальное восприятие / Сокр. пер. с англ. В.Н. Самохина. М.: Прогресс, 1974. - 392 с.

15. Бабаева Ю.Д., Войскунский А.Е. Психологические последствия информатизации // Психологический журнал. 1998. - Т. 19, № 1. - С. 89-100.

16. Березкин Б.С., Лепский В.Е., Мунипов В.М., Смолян Г.А. Эргономическоеt »обеспечите проектирования программных средств / Эргономика Тр. ВНИИТЭ. Вып. 30. Эргономическое обеспечение средств вычислительной техники и АСУ. - М.: ВНИИТЭ, 1985.-С. 8-19.

17. Бобришева-Пушкина Н.Д. Физиолого-гигиенические методы оценки программных средств // Сб. тр. X юбил. конф.-выставки «Информационные технологии в образовании». -М.: МИФИ, 2000. С. 300-302.

18. Большой энциклопедический словарь. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Большая Рос. энцикл., 1998. - 1456 с.

19. Бондаровская А., Повякель Н. Психолого-эргономическое обеспечение программных средств // Информатика и образование. 1990. - № 5. - С. 68-74.

20. Бурлак Г.Н. Безопасность работы на компьютере: Организация труда на предприятиях информационного обслуживания: Учеб. пособие. М.: Финансы и статистика, 1998. - 144 с.

21. Бурмистров И.В. Гибкий сценарный интерфейс: интеллектуальная пространственная структура диалога // Психологический журнал. 1993. - Т. 14, - № 2. - С. 44-53.

22. Валькман Ю.Р. Графическая метафора основа когнитивной графики // Сб. науч. тр. IV нац. конф. с междунар. участием «Искусственный интеллект-94 (КИИ-94)». - Т. 1. - Рыбинск: Изд-во АИИ, 1994. - С. 94-100.

23. Введение в эргономику / Под ред. В.П. Зинченка- М.: Сов. радио, 1974. 352 с.

24. Вестон Р. Книги без бумаги // Компьютер + программы. 1995. - № 7 (22). - С. 76-80.

25. Видеодисплейные терминалы и здоровье пользователей. Женева: ВОЗ, 1989. - 150 с.

26. Вокскунский А.Е. Групповая игровая деятельность в Интернете, Dec 1998. http://www.ripn.net/relarn/

27. Воронина Т.П., Кашицин В.П., Молчанова О.П. Образование в эпоху новых информационных технологий. М.: Информатика, 1995. - 220 с.

28. Воронов Н.В. Суть дизайна. Пятьдесят шесть тезисов русской версии понимания дизайна. М.: Изд-во «ГрантЪ», 2002. - 23 с.

29. Вострокнутов И.Е. Гомогенность и агрессивность визуальной среды в программных средствах учебного назначения // Педагогическая информатика. 1997. -№ 4. - С. 43-50.

30. Вострокнутов Й.Е. Теория и технология оценки качества программных средств образовательного назначения: Автореф. дис. д-ра пед. наук. М., 2002. - 38 с.

31. Вуль В.А. Электронные издания. М.-СПб.: Изд-во «Петербургский институт печати», 2001.-308 с.

32. Высоцкий И.Р. Компьютер в образовании // Информатика и образование. 2000. -№ 1. - С. 86-87.

33. Выступление заместителя председателя научно-технического комитета войск ПВО Колганова С.К. // Техника, экономика: Межотраслевой науч.-техн. сб. Серия: Эргономика. Эргономика в военной технике и народном хозяйстве. М,: ВИМИ, 1993. - С. 22.

34. Гаврилова Т.А. Человеческий фактор и модель пользователя в интеллектуальных и обучающих системах // Сб. науч. тр. IV нац. конф. с междунар. участием «Искусственный интеллект-94 (КИИ-94)». Т.1. - Рыбинск: Изд-во АИИ, 1994. - С. 83-88.

35. Гальперин ПЛ. Лекции по психологии: Учеб. пособие для студ. вузов. М.: Кн. дом «Университет»: Высш. шк., 2002. - 400 с.

36. Гельтищева Е., Селехова Г. Как предупредить переутомление при работе с видеотерминалом // Информатика и образование. 1990. - №4. - С. 55-57.

37. Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным ЭВМ и организации работы. Санитарные правила и нормы СанПиН 2.2.2.542-96. - М.: Госкомсанэпиднадзор РФ, 1996.

38. Горбатов Д.С. Практикум по психологическому тестированию: Учеб. пособие. -Самара: Изд. дом «Бахрам-Х», 2000. 248 с.

39. Горбунова И.Б. Повышение операциональности знаний по физике с использованием новых компьютерных технологий: Автореф. дис. . д-ра. пед. наук. -СПб., 1999.-46 с.

40. Горвиц Ю.М., Чаянова Л.Д., Поддьяков Н.Н. и др. Новые информационные

41. Горшков С.И., Золина З.М., Мойкин Ю.В. Методика исследований в физиологии труда. М.: Медицина, 1974. - С. 213.

42. ГОСТ Р 50923-96. Дисплеи. Рабочее место оператора. Общие эргономические требования и требования к производственной среде. Методы измерения. М.: Госстандарт РФ, 1996.

43. ГОСТ Р 50948-96. Средства отображения информации индивидуального пользования. Общие эргономические требования и требования безопасности. М.: Госстандарт РФ, 1996.

44. ГОСТ Р 50949-96. Средства отображения информации индивидуального пользования. Методы измерения и оценки эргономических параметров и параметров безопасности. М.: Госстандарт РФ, 1996.

45. Грознов К.Ю. Психологический интеллектуальный интерфейс адаптивного общения пользователя с вычислительной системой: Автореф. дис. д-ра. техн. наук. -М., 1995.-24 с.

46. Гурьева Л.П., Кринская Т.А. Сравнение мотивационно-эмоциональной сферы начинающих и опытных пользователей компьютеров // Пользовательский интерфейс. -1993.-№2.-С. 24-28.

47. Гурьева Л.П. Психологические последствия компьютеризации: функциональный, онтогенетический и исторический аспекты // Вопросы психологии. 1993. - № 3. - С. 5-16.

48. Гусева Е.Н. Дидактические условия использования педагогических программных средств в процессе профессиональной подготовки будущих учителей: Автореф. дис. . канд. пед. наук. Магнитогорск, 1999. - 21 с.

49. Давыдов В.В., Рубцов В.В., Крицкий А.Г. Психологические основы организации учебной деятельности, опосредованной использованием компьютерных систем // Психологическая наука и образование. 1996. - № 2. - С. 68-72.

50. Дворецкий С.И., Муратова Е.И., Пучков Н.П. Формирование методологической основы инженерных знаний посредством информационных технологий: Сб. тр. X юб. конф.-выставки «Информ. технол. в образовании». М.: МИФИ, - 2000. - С. 247-248.

51. Демирчоглян Г.Г. Компьютер и здоровье. М.: Изд.- во «Лукоморье», 1997. - 254 с.

52. Деятельностный подход к построению учебно-методических материалов: / Метод, материал. Сер.: Новые технологии обучения в высшем образовании. -Москва-Уфа, 1988. 38 с.

53. Дикая Л.Г. Проблемы современной психологии труда. Теория функциональных систем физиологии и психологии.-М.: 1978.

54. Донской М. Интернет и пользовательский интерфейс. Aug, 2000, http://www.iworld.ru/magazirie/9 36 1999/nel-park 7.shtml

55. Доронина O.B. Страх перед компьютером: природа, профилактика, преодоление // Вопросы психологии. 1993. -№ 1. - С. 68-78.

56. Дроздова Т.В. Исследование креативности мышления в процессе решения компьютерных задач (на примере младшего школьника): Автореф. дис. . канд. псих, наук.-М., 1998.-27 с.

57. Евстигнеев В.Е., Смолян Г.А. Эргономические принципы организации графического представления данных / Эргономика. Тр. ВНИИТЭ. — Вып. 31. Эргономическое обеспечение проектирования и эксплуатации средств автоматизации. -М.: ВНИИТЭ, 1986. С. 47-51.

58. Ермолаев О.Ю. Математическая статистика для психологов: Учеб. 2-е изд., испр. - М.: Моск. псих.-соц. ин-т: Флинта, 2003. - 336 с.

59. Ермошин А.В., Ступин С.В. Пользовательский интерфейс в учебных программах // Сб. материалов междунар. науч. конф. «Пользовательский интерфейс в современных компьютерных системах». Орел: 01 ТУ, 1999. - С. 234-239.

60. Зайнутдинова JI.X. Теоретические основы создания и применения дидактическихинтерактивных программных средств по общетехническим дисциплинам. Дис. дра. пед. наук. Астрахань-Москва, 1999. - 410 с.

61. Зайнутдинова Л.Х., Яковец Д.А. Психологические требования к электронным учебникам // Материалы VII междунар. науч.метод. конф. «Инновационные технологии обучения в высшей профессиональной школе». Вып. 5.-М.: Изд-во МГТА,2001. -С. 145-148.

62. Зараковский Г.М., Мунипов В.М., Шлаен П.Я. Эргономика в вопросах и ответах. Материалы понятийной базы эргономики. Тверь: Полиграфрекламиздат, 1993. - 68 с.

63. Зарецкий В.К. Особенности эргономики как неклассической науки // Эргономика и социальная ориентация научно-технического прогресса: Материалы Второй всесоюз. конф. по эргономике. М.: ВНИИТЭ, 1989. - С. 22-24.

64. Зарипов М.Ф., Петрова И.Ю. Проблемы развития информационной элементной базы систем управления и вычислительной техники: Препринт доклада Президиуму БФАН СССР. Уфа, 1980.-67 с.

65. Зарипов М.Ф. Петрова И.Ю., Яковец Д.А. О некоторых аспектах исследования психофизиологического состояния оператора ЭВМ // Труды Междунар. форума по проблемам науки, техники и образования. М.: Академия наук о Земле, 1998. - С. 190.

66. Зарипов М.Ф., Яковец Д.А. К вопросу исследования влияния электромагнитных излучений различных видов на жизнедеятельность человека // Тез. докл. XLII науч.-техн. конф. проф.-преп. состава АГТУ. Астрахань: Изд-во АГТУ, 1998. - С. 262.

67. Зинченко В.П., Моргунов Е.Б. Человек развивающийся. М.: Тривола. 1994. - 304 с.

68. Зинченко В.П. Мунипов В.М. Основы эргономики. -М.: МГУ, 1979. -343с.

69. Зинченко В.П., Назаров А.И. Психология образа и проектирование интерфейсов // Пользовательский интерфейс. 1993. - № 1. - С. 26-32.

70. Зинченко В.П., Узилевский Г.Я. Эргосемиотический подход к исследованию пользовательского интерфейса // Пользовательский интерфейс. 1993. - № 1. - С. 1221.

71. Ильинский И.М. Образовательная революция. М.: МГСА, 2002.

72. Калошина И.П. Психология творческой деятельности: Учеб. пособие для вузов. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003.-431 с.

73. Кинелев В.Г. Образование и цивилизация // Компьютеры в учебном процессе. 1996. -№ 7.-С. 3-26. "

74. Кляуззе В JL Эргономическое обеспечение Web-дизайна // Мир ПК. 2002. - № 5. - С. 70-78.

75. Козлов О.А., Солодова Е.А., Холодов Е.Н. Некоторые аспекты создания и применения компьютеризированного учебника // Информатика и образование. 1995. -№ 3. - С. 97-99.

76. Коутс Р., Влейминк И. Интерфейс человек-компьютер / Пер. с англ. Г.Н. Коноплева и др.; Под ред. В.Ф. Шаньгина. М.: Мир, 1990. - 501 с.

77. Краснова О.А, Левченко И.В. Излучение компьютера и здоровье детей // Информатика и образование. 1996. - № 4. - С. 113-115.

78. Крйулина А.А. Профессиональная культура и система психологической подготовки учителя: Автореф. дис. д-ра псих. наук. М., 1996. - 60 с.

79. Кроль В.М. Психологические аспекты разработки визуального пользовательского интерфейса нового поколения // Пользовательский интерфейс. -1993. -№3.- С. 17-22.

80. Кудрявцев Т.В. Психология технического мышления. М.: Педагогика, 1975. - 304 с.

81. Кухтина И.Г. Повышение качества высшего образования как основа его модернизации//Политика качества: сб. ст. МГСА. -М.: Изд-во МГСА, 2001.

82. Кучма В.Р., Бобрищева-Пушкина Н.Д. Эти глаза напротив монитора // Мир ПК. -1997.-№3.-С. 156-160.

83. Лаптев В.В., Мурзамуратова Л.К., Яковец Д.А. Эргономические показатели программ, создаваемых в рамках дипломного проектирования студентами специальности АСОИУ // Сб. тр. VI междунар. науч.-метод. конф. «Новые

84. Леонова Л.А., Изотова Т.А. Персональный компьютер и здоровье детей // Информатика и образование. 1997. - № 3. - С. 112-124.

85. Лепский В.Е. Субъектно-ориентированная концепция компьютеризации управленческой деятельности: Автореф. дис. . д-ра, псих. наук. М., 2000. - 42 с.

86. Ловцов Д.А. Сухов А.В. Фрагмент компьютеризированного учебника для контроля знаний // Информатика и образование. 1995. - № 3. - С. 91-95.

87. Ломов Б.Ф. Вопросы общей, педагогической и инженерной психологии. М.: Педагогика, 1991. - 296 с.

88. Магазанник В.Д. Реальная эргономика — эргономика потребительских товаров // Проблемы психологии и эргономики. 1999. - № 2/1. - С. 65-67.

89. Машбиц Е.И. Психолого-педагогические проблемы компьютеризации обучения. -М.: Педагогика. 1988. -192 с.

90. Минаси М. Графический интерфейс пользователя: секреты проектирования / Пер. с англ. М.: Мир, 1996. - 160 с.

91. Моисеенко Л.А. Психологическая готовность изобретателей к использованию компьютеров // Вопросы психологии. 1993. -№ 2. - С. 122-125.

92. Моргунов Е.Б. Психологическая теория деятельности и когнитивная эргономика: перспективы развития // Пользовательский интерфейс. 1993. - № 1. - С. 29-32.

93. Моргунов Е.Б. Человеческие факторы в компьютерных системах. М.: Тривола, 1994. - 270 с.

94. Мультимедиа технологии в образовании // Проблемы информатизации высшей школы. Спецвыпуск: Концепция информатизации сферы образования РФ. 1998. - № 3

95. Мунипов В.М. Камо грядеши, эргономика? По зарубежным материалам: Обзор. -М.: ВНИИТЭ, 1992.-160с.

96. Оптимизация условий деятельности государственных служащих (эргодизайнерский подход) / Под ред. А.А. Деркача, Л.А. Кузьмичева. М.: Изд-во РАГС, 2003. - С. 127-136.

97. Основы инженерной психологии: Учеб. для вузов / БА. Душков, Б.Ф. Ломов, В.Ф. Рубахин и др.; Под ред. Б.Ф. Ломова. -2-е изд., доп. и перераб. М.: Высш. шк., 1986. - 448 с.

98. Отчет НИР и НИОКР Института информатизации образования за 1996 год по комплексной программе «Информатизация образования». М., 1997. -120 с.

99. Отчет о 4-й Международной конференции-выставке «Информационные технологии в образовании» // Информатика и образование. 1997. - № 3 - С. 80-84.

100. Пасхин Е.Н. Некоторые вопросы информатизации образования // Тр. междунар. семинара «Искусственный интеллект в образовании». Казань: КГТУ, 1996. - Ч. 2.-С. 45-48.

101. Педагогико-эргономические условия безопасного и эффективного использования средств ВТ, информатизации и компьютеризации в сфере общего среднего образования. // Информатика и образование. 2000 - № 4,5,7.

102. Петрова И.Ю. Энерго информационный метод анализа и синтеза чувствительных элементов систем управления: Автореф. дис . д-ра техн. наук. -Самара, 1996. - 42 с.

103. Петрова И.Ю., Зайнугдинова Л.Х., Яковец Д.А. О необходимости исследования психологических и эргономических аспектов создания обучающих программных систем по техническим дисциплинам // Проблемы психологии и эргономики. 1999. - № 2/1. - С. 77.

104. Политика в области образования и новые информационные технологии. Национальный доклад РФ на пленарном заседании 2-го международного конгресса «Образование и информатика» // Компьютеры в учебном процессе. -1996.-№7. С. 28-59.

105. Преображенский К.К. Психологические аспекты проектирования цветных изображений в машинной графике: Дис. канд. псих. наук. СПб., 1990. - 186 с.

106. Проектирование пользовательского интерфейса на персональных компьютерах. Стандарт фирмы IBM / Под ред. М. И. Дадашова. М.: АО «Лев», 1992. - 186 с.

107. Прохоров А.О., Сережкина А.Е. Особенности психических состояний пользователей ЭВМ в процессе компьютеризированного обучения // Вопросы психологии. 1995.-№3.-С. 53-61.

108. Психология ощущения и восприятия. Изд. 2-е, испр. и доп. / Под ред. Ю.Б. Гиппенрейтор, В.В. Любимова, М.Б. Михайлевской. - М.: ЧеРо, 1999. - 610 с.

109. Рабочая книга практического психолога: Технология эффективной профессиональной деятельности: Пособие для специалистов, работающих с персоналом. — М.: Издательский дом «Красная площадь», 1996. 400 с.

110. Разработка методических основ и инструментальных средств для создания интегрированных баз знаний: Отчет о НИР промеж. / Астрахан. гос. техн. ун-т; Руководитель: Петрова И.Ю. per. № 02.99.0003274. - Астрахань, 1999. - 148 с. (6 е.).

111. Разработка методических основ и инструментальных средств для создания интегрированных баз знаний: Отчет о НИР промеж. / Астрахан. гос. техн. ун-т; Руководитель: Петрова И.Ю. -рег.№ 01.20.00 03917. Астрахань, 2000. -245 с. (7 е.).

112. Разработка методических основ и инструментальных средств для создания интегрированных баз знаний: Отчет о НИР промеж. / Астрахан. гос. техн. ун-т; Руководитель: Петрова И.Ю. per. № 01.20.01 07598. - Астрахань, 2001. -245 с. (7 с.).

113. Решетина С.Ю., Смолян Г.Л. Вопросы эргономического обеспечения проектирования диалога человека с ЭВМ / Эргономика. Тр. ВНИИТЭ. Вып. 30. Эргономическое обеспечение средств вычислительной техники и АСУ. - М.: ВНИИТЭ, 1985.-С. 20-37.

114. Роберт И.В. Современные информационные технологии в образовании: дидактические проблемы; перспективы использования. М.: Школа-Пресс, 1994. - 205 с.

115. Рубинштейн С.Л. Основы общей психологии. СПб.: Питер Ком, 1999. - 720 с.

116. Сб. материалов междунар. науч. конф. «Пользовательский интерфейс в современных компьютерных системах». Орел: Ol "ГУ, 1999. -353 с.

117. Сб. науч. тр. IV нац. конф. с междунар. участием «Искусственный интеллект-94 (КИИ-94)». В 2-х т. - Рыбинск: Изд-во АИИ, 1994. - 403 с.

118. Сб. науч. тр. V нац. конф. с междунар. участием «Искусственный интеллект-96 (КИИ-96)». В 3-х т. - Казань: Изд-во АИИ, 1996. - 530 с.

119. Сб. науч. тр. VI нац. конф. с междунар. участием «Искусственный интеллект — 98 (КИИ-98)». В 3-х т. Пущино: Изд-во АИИ, 1998. - 835 с.

120. Селиванова Л.И. Эмоциональная поддержка пользователей в процессе компьютеризированного обучения: Автореф. дис. канд. псих. наук. М., 1999. - 24 с.

121. Сенгстек Д. Дистанционное обучение — новая тенденция в системе образования // Компьютер + программы. 1996. - № 4(28). - С. 62-63.

122. Скибицкий Э.Г. Теория и практика проектирования и применения в учебном процессе целостных компьютеризированных курсов: Автореф. дис . д-ра пед. наук. — Барнаул, 1997. -36 с.

123. Словиг П. Подпроект «Коммуникация» в рамках проекта «Виртуальный университет» / Сб. тр. V междунар. науч.-метод. конф. «Новые информационные технологии в электротехническом образовании (НИТЭ-2000)». Астрахань: Изд-во «ЦНТЭП», 2000. -С. 10-15.

124. Смолянинова О.Г. Использование мультимедиа технологий в системе образования: концептуальный и практический аспект // Сб. тр. X юбил. конф.-выставки «Информационные технологии в образовании». -М.:МИФИ, 2000. -С. 123-125.

125. Современные технологии обучения в области дисциплин электротехнического цикла» Отчет о НИР промеж. / Астрахан. гос. техн. ун-т; Руководители: Кагаков Ю.Н., Зайнутдинова Л.Х. -рег.№ 302.20.00 04168. Астрахань, 2000. -90 с. (7 е.).

126. Современные технологии обучения в области дисциплин электротехнического цикла: Отчет о НИР промеж. / Астрахан. гос. техн. ун-т; Руководители: Кагаков Ю.Н., ЗайнутдиноваЛ.Х.-per.№ 02.20.01 08221.-Астрахань,2001. -34с.(5е.).

127. Современные технологии обучения в области дисциплин электротехнического цикла Отчет о НИР промеж. / Астрахан. гос. техн. ун-т; Руководители: Кагаков Ю.Н., Зайнутдинова Л.X. рег.№ 02.20.02 03725. - Астрахань, 2002. -86 с. (5 с.)

128. Современный словарь иностранных слов. М.: Рус. яз., 1993. - 740 с.

129. Сойфер В.Н. Международная Соросовская программа образования. Часть 1. История создания и первые шаги деятельности // Соросовский образовательный журнал. 1995. - № 1. - С. 7-19.

130. Степанова М.И., Сазанюк З.И. Гигиенические требования к проведению компьютерных занятий во внеурочное время // Информатика и образование. 1994. -№2.-С. 97-101.2. С. 97-101.

131. Столяргнкэ Л.Д. Основы психологии. Практикум. Ростов н/Д.: Феникс. 2000. - 566 с.

132. Суворинов А.В., Осин А.В. Мультимедиа среда образования в эпохе глобальных компьютерных технологий // Проблемы информатизации высшей школы. 1998. - № 1-2(11-12). - С. 105-110.

133. Тихомиров O.K., Бабанин J1.H. ЭВМ и новые проблемы психологии. М. 1986. - 203 с.150.' Тихомиров O.K. Информационный век и теория Л.С. Выготского // Психологический журнал. 1993. - Т. 14, -№ 1. - С. 114-119.

134. Тоом А.И. Психологическая комфортность диалога между человеком и компьютером: Дис. канд. псих. наук. М., 1991. - 145 с.

135. Уаттс Р. ЭВМ и непрофессиональные пользователи. Организация взаимодействия. М.: Радио и связь, 1989. - 89 с.

136. Уваров А.Ю.' Электронный учебник: теория и практика М.: Изд-во УРАО, 1999. - 220 с.

137. Узилезский Г.Я. Семиотика пользовательского интерфейса// Сб. науч. тр. IV нац. конф. с междунар. участием "Искусственный интеллект-94 (КИИ-94)". -Т. 1. -Рыбинск: Изд-во АИИ, 1994. С. 5-8.

138. Федоров Б.И., Джалишвшш З.О. Логика компьютерного диалога. М.: Онега, 1994. - 240 с.

139. Фрике X. Обучение в виртуальном университете // Материалы IV междунар. науч.-метод. конф. «Новые информационные технологии в преподавании электротехнических дисциплин (НИТЭ-98)». — Астрахань: АГТУ, 1998. -С. 14-18.

140. Хакова А.А. Исследование энерго-информационных моделей чувствительных элементов систем управления на основе гальваномагнитных эффектов: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Астрахань, 1999. - 20 с.

141. Цыгурло Т.В. Некоторые проблемы эргономического обеспечения деятельности операторов за алфавитно-цифровым дисплеем / Эргономика. Тр. ВНИИТЭ. Вып. 30. Эргономическое обеспечение средств вычислительной техники и АСУ. - М.: ВНИИТЭ, 1985.-С. 56-64.

142. Чайнова Л.Д. Компьютерные игры в дошкольном образовании // Техническая эстетика. 1992. - № 1. - С. 19-21.

143. Чайнова Л.Д. Концепция функционального комфорта теоретическая основа проектирования предметно-пространственной среды государственных учреждений // Предметно-пространственная среда в сфере управления. - М.: ВНИИТЭ. 2003. - 85 с.

144. Чайнова Л.Д. Развитие личности ребенка в компьютерной игровой среде // Детский сад. От А до Я. 2003, - № 1, - С. 14-22.

145. Чайнова Jl.Д. Функциональный комфорт как обобщенный критерий оптимизации трудовой деятельности // Техническая эстетика. 1985. - № 2. - С. 19-20.

146. Чайнова Л.Д. Функциональный комфорт. Компоненты и условия его формирования /У Техническая эстетика. 1983, - №1. - С. 21-23.

147. Чернышева О.Н. Эргономические основы проектирования рабочих мест. М.: 1983.

148. Чернышева О.Н., Кабаченко Т.С. Об использовании видеопрограмм (АОС и тренажеров) в рамках спецпрактикума / Материалы Первой Всероссийской конф. психологов «Развивающая психология основа гуманизации образования». - М., 1998.

149. Шевяков А.В. Эргономическое совершенствование дисплейных видеокадров и характеристик деятельности операторов в крупномасштабных производствах (на примере АСУ 111 прокатного стана): Автореф. дисканд. псих. наук. М., 1995. - 23 с.

150. Шнейдерман Б. Человеческие ценности и будущее технологии (Декларация ответственности) // Психологический журнал. 1992. - Т. 13, - № 3. - С. 66-75.

151. Шлаен П.Я., Львов В.М. Инженерная психология и эргономика. Общность и различия // Проблемы психологии и эргономики. 1999. - № 2. - С. 3-14.

152. Энциклопедический словарь: Психология труда, рекламы, управления, инженерная психология, эргономика / Сост. Б.А. Душков и др.; Под ред. Б.А. Душкова. -Екатеринбург: Деловая книга, 2000. 462 с.

153. Эргономика и социальная ориентация научно-технического прогресса: Материаты Второй Всесоюз. Конф. по эргономике М.: ВНИИТЭ. 1989. - 136 с.

154. Эргономика: Учеб. для вузов по спец. «Психология» / Под ред. А.А. Крылова, Г.В. Суходольского. Л.: ЛГУ, 1988. - 182 с.

155. Эргономика // Тр. ВНИИТЭ. — Вып. 30. Эргономическое обеспечение средств вычислительной техники и АСУ. М.: ВНИИТЭ, 1985.

156. Эргономика // Тр. ВНИИТЭ. — Вып. 31. Эргономическое обеспечение проектирования и эксплуатации средств автоматизации. М.: ВНИИТЭ, 1986.

157. Яковец Д.А. Безопасность работы на компьютере: Метод, указ. к диплом, проекту по спец. 220200 «Автоматизированные системы обработки информации и управления». Астрахань: Изд-во АГТУ, 1999. - 23 с.

158. Яковец Д.А. Динамическое предъявление учебной информации на экране компьютера / Сб. тр. V междунар. науч.-метод. конф. «Новые информационные технологии в электротехническом образовании (НИТЭ-2000)». Астрахань: Изд-во «ЦНТЭП», 2000. - С. 114-118.

159. Яковец Д.А., Воробьев А.В. О реализации некоторых эргономических требований при разработке обучающих и контролирующих программ // Вестник АГТУ. Телекоммуникации, новые информационные технологии и связь. Астрахань: Изд-во АГТУ, 2000.-С. 142-145.

160. Якунин В.А. педагогическая психология. Учеб. пособие \ Европ. ин-т экспертов. — СПб.: Изд-во Михайлова В.А.: Изд-во «Полиус», 1998. -693 с.

161. A new Model for Educational. May, 2001, http://www.nap.edu/readingroom/books/techgap/navigate.cgi

162. Gaffron M. Right and left in pictures. Art Quarterly. 1950. - Vol. 13/ - P. 329.

163. Kitao К. Introduction to CAI English Classes. May, 2001, http://eisv01.lancs.uk/staff/visitors/kenji/kitao/instuct.htm187. http://usability.ru/glossary.htm

164. Jones M.G., Okey J.R. Interface Design for Computer-based Learning Environments. Jul, 2001, http://www.gsu.edu/wwwitr/docs/idgude

165. Sneiderman B. Direct manipulation: a step beyond programming languages. // IEEE Computer. -Vol. 16. №8. 1983. - P. 57-69.

166. Weiser Marc. The Computer for the 21st Century. Jul, 2001. http://www.bozotron,com/hypertext/wiser/SciAmDraft3.html.19 1. White M.A. The Third Learning Revolution // Electronic Learning. 1988. Vol.7. -No. 4