Компьютер как средство наглядности в обучении математике

Проблема компьютеризации обучения существует давно. Отметим, что еще 6 9 мая 1985 г. в г. Варне (Болгария) проходила Международная конференция «Дети в век информации, завтрашние проблемы сегодня» [1]. Конференция была организована с целью проведения дискуссии по вопросам развития интеллекта детей с помощью компьютеров, обсуждения возможностей и путей компьютеризации обучения, выявления положительных сторон этого уже начавшегося процесса и предостережения от возможных ошибок.

Рассмотрим некоторые материалы этой конференции более подробно.

Открыл конференцию академик Е. Беликов. В его докладе говорилось о трех этапах компьютеризации. Первый этап (I--IV классы) должен быть связан с введением упрощенного алгоритмического языка и первым ознакомлением с компьютерами. Второй (V--VIII классы) предусматривает решение конкретных задач методами информатики: создание модели задачи, получение алгоритма ее решения, написание программы на алгоритмическом языке типа Бейсик, Фортран, Паскаль. Сюда же относится обработка текстовой и графической информации, представление трехмерных объектов с помощью банка данных и другие задачи. Нужно создать у учащихся ясное представление о методах решения задач с помощью компьютеров, причем не только учебных из различных школьных предметов, то также жизненных и производственных задач. Наконец, третий этап (IX--Х классы) предполагает профессиональное овладение основами вычислительной техники.

О трех этапах компьютеризации обучения говорилось и в докладе В. Болтянского. Докладчик остановился на проблемах первого, подготовительного этапа. Основная проблема -- использование калькуляторов в начальной школе. Существует мнение, что при их применении возникает опасность утраты учащимися культуры устного счета и чувства числа. В действительности же при разумной методике использования калькуляторов учащиеся I--IV классов лучше овладевают навыками устного счета и глубже осознают логику решения текстовых задач, т. е. приобретают лучшие навыки математического мышления. Использование калькуляторов в начальной школе позволяет высвободить не менее одного года учебного времени (с лучшими итоговыми знаниями), что дает возможность устранить перегрузки в курсе математики старших классов. Такая форма работы подготавливает изучение начал информатики в I--IV классах (на базе алгоритмического языка типа Лого) и дает хорошую модель осуществления первого этапа компьютеризации обучения.

На конференции была развернута выставка учебного оборудования и программного обеспечения по вопросам компьютеризации обучения. Большинство демонстрировавшихся фрагментов были построены по типу машины Пресси. Например, учащемуся предлагались один за другим глаголы русского языка, и он должен был указывать, совершенного или несовершенного вида данный глагол (нажатием клавиша 5 или М). В зависимости от количества правильных ответов (из 50 возможных) обучаемый получал на экране дисплея оценку своей деятельности. Следует, однако, заметить, что более чем 20-летний опыт применения подобных программных средств для целей обучения в целом ряде стран показал, что ожидаемого повышения эффективности учебного процесса не происходит.

Программное обеспечение по математике включало в себя несколько обучающих фрагментов, построенных по типу линейных (скиннеровских) программ, порция информации, сопровождаемая одним вопросом, разъяснение правильного ответа на этот вопрос в следующей порции, затем новая порция информации и т. д. В некоторых случаях наблюдалась незначительная адаптивность экспонировавшихся фрагментов программ. Например, осуществлялся перескок через некоторые простые порции учебного материала в случае получения от обучаемого нескольких правильных ответов подряд.

Имелись и обучающие фрагменты, построенные по типу разветвленных программ. Здесь были воплощены классические (краудеровские) идеи программированного обучения. Учащемуся предлагалась порция информации, заканчивавшаяся одним вопросом и несколькими возможными ответами -- на выбор. Учащийся с помощью клавиатуры набирал номер (или шифр) одного из этих ответов, после чего (в зависимости от правильности выбранного ответа) ему предлагалась либо следующая порция, либо разъяснение характера ошибки, либо дополнительная тренировочная серия облегченных упражнений, либо повторительный материал (если ошибка свидетельствовала о наличии пробелов в знаниях) и т. п.

Экспонировались и более совершенные программы типа диалоговых систем обучения. Интересная система разработана сотрудниками Габровского электромеханического института. Создатели ее также исходили из идей программированного обучения, но существенно расширили круг возможностей. После введения в изучаемую тему и краткой инструкции обучаемому предоставляется возможность выбора режима работы (введением индекса, т. е. одного из чисел 1, 2, 3, 4, 5): для более сильных или менее сильных учащихся, для детального изучения темы или общего знакомства, для повторения необходимого вспомогательного материала перед изучением темы, для творческого режима работы с включением ряда нестандартных задач, и т. п. Кроме того, на каждом этапе обучаемый может получить информацию (формулировку общего правила, табличный материал) или помощь, осуществить переход к работе с графической информацией. Ответы обучаемого предусматриваются в различных формах: выборочный ответ, «верно -- неверно», свободное введение слова ответа по выбору обучаемого, введение числа или буквенного выражения, иногда ответ можно дать только дотрагиваясь до экрана в нужном месте таблицы или графика и т. п.. Каждая педагогическая ситуация предполагает варьирование следующей порции информации в зависимости от того, является ли ответ правильным или допущена ошибка первого вида, второго вида и т. д. Предусмотрено также возвращение к одной из предыдущих порций с целью побуждения учащегося искать решение по аналогии с уже решавшейся задачей. В некоторых порциях допускается (при желании обучаемого) переход к следующей порции без обязательного ответа на вопрос и т. п. Наконец, отметим, что режим диалога предусмотрен составителями программы не только для обучаемого, но и для преподавателя, вводящего информацию по своему предмету. Именно, при составлении обучающей программы (в режиме записи) компьютер задает вопросы следующего типа, обращенные к преподавателю: «Что записать в эту порцию? Нужны ли ответы и в какой форме (выборочной, свободной, прикосновение к экрану и т. д.)? Что записать в случае такого-то ответа? Нужно ли будет впоследствии вернуться к этой порции?» При такой работе преподаватель лишь вводит смысловую информацию, а расположение порций в режим диалога с обучаемым осуществляются автоматически. Следует также отметить возможные различные формы работы диалоговой обучающей системы обучающий тренинг; «симуляционная система»; разветвленная или адаптивная обучающая программа; диалоговый обучающий режима.

Многие докладчики посвятили свои выступления проблеме «компьютер -- учитель». Почти единодушным было мнение о том, что компьютер не заменит учителя. Компьютер -- лишь инструмент и помощник, который -- так же, как видеосредства, телевидение, радио -- все же остается лишь средством обучения, хотя и весьма совершенным. А учитель -- это человек, воспитатель, наставник. Его роль в процессе воспитания и обучения совершенно особая и определяющая. Многие докладчики отмечали сложность взаимоотношений в «треугольнике воспитателей»: учителя -- родители -- компьютеры. Компьютер же является новым мощным учебно-техническим устройством, значительно повышающим производительность труда как самого учителя, так и каждого ученика в отдельности. Между учителем и машиной создается симбиоз, в котором каждый делает то, что лучше может сделать. При этом ведущая роль остается за учителем.

Основная роль компьютера в процессе обучения -- расширить возможности контактов обучаемого с обучающим. На обычных уроках эти контакты ограничены. Поэтому целесообразно предоставить компьютеру некоторые из простых обучающих функций, а учителю дать возможность сосредоточиться на более сложных.

Ключевой проблемой компьютеризации обучения является создание диалогово-обучающих программ. Укажем основные принципы, которыми руководствуются при составлении диалогово-обучающих программ.

Целесообразным разделять учебный материал на небольшие порции таким образом, чтобы каждая порция смогла уложиться на экране монитора, а ученик не пассивно читал длинные тексты, но имел бы возможность чаще отвечать на поставленные вопросы после достаточного времени для обдумывания.

В программах должен быть усилен элемент контроля в обучении и элемент обучения в контроле. Для этой цели после каждого вопроса предусмотрены три выхода: когда ответ верен, когда он ошибочен; когда ученик не знает, что делать и не дает никакого ответа.

В первом случае компьютер выдает так называемое положительное подкрепление и новое задание.

Во втором и третьем случае сначала предлагается небольшая помощь, после чего учащемуся предоставляется возможность продолжить самостоятельную работу. Если ученик снова дал ошибочный ответ или обратился за помощью, ему предоставляется более серьезная помощь, а потом опять возможность для самостоятельной деятельности. Этот цикл можно повторить необходимое число раз, постепенно увеличивая помощь, пока не будет дано все решение поставленной задачи. Когда машина дает полное решение задачи, ученик обязан переписать его в свою тетрадь. На этот случай в программе предусмотрена новая, аналогичная уже решенной задача, которая предлагается учащемуся. Таким образом проверяется, усвоен ли преподаваемый материал.

Если задача используется для проверки знаний и умений, то в сценарии для компьютера точно указано, какую отметку надо поставить в зависимости от того, в какой степени ученик использовал помощь и какие ошибки допускал при работе. Все это позволяет более точно проверить и оценить знания учащихся, не прерывая процесса обучения.

Помощь на отдельных этапах должна быть не догматичной, а целесообразной, исходящей из определенной цели обучения. Это позволяет направить рассуждения учащихся.

При этом компьютер в обучении нужен не всегда. Не нужно обращаться к нему в случаях, когда все ученики должны актуализировать или усвоить определенную часть знаний, умений и имеют одинаковую подготовку, скорость работы. Компьютер нельзя использовать также в случае, когда очень трудно реализовать разделение знаний на подходящие фрагменты и осуществить удобное разветвление.

Для иллюстрации того, как реализуются указанные принципы, в приложении А даны фрагменты из двух обучающих программ.

Обучающая программа прежде всего дает возможность каждому самостоятельно решить поставленную задачу. Если ученик не может действовать полностью самостоятельно, то он получает помощь именно в таком объеме, который достаточен для перехода к самостоятельным действиям. Отметим, что при коллективном обучении это условие обычно нарушается. Учитель с классом идет вперед, не зная, как усвоен каждым членом коллектива предыдущий шаг решения задачи.

Компьютер помогает не только ученику, но и учителю, особенно при контроле знаний школьников. Обеспечение постоянного контроля, учитывающего как давно приобретенные знания и умения учащихся, так и те, что должны быть приобретены после выполнения данной работы, значительно сокращает время, когда ученик бездействует.

Когда основная часть класса занимается компьютером, силы и внимание учителя освобождаются для работы с теми ребятами, кому нужны или дополнительные объяснения, или новые более сложные задачи. Таким образом возрастает эффективность труда учителя без увеличения его нагрузки.

Диалогово-обучающие программы могут иметь и стимулирующую функцию. Прежде чем поставить ученику оценку, компьютер предлагает ему повторный обучающий фрагмент. Зная это, ученик с большим вниманием делает первый проход фрагмента и старается усвоить всё, чтобы успеть при втором проходе получить лучшую отметку.

Так будучи на практике в школе мной была разработана обучающая программа по теме “Углы вписанные в окружность”. После того, как было объявлено “Пройдите еще раз, и я раздам вам контрольные задания” дети с большим энтузиазмом принялись за последний проход.

Обучающая программа является дополнительным стимулом для получения компьютерной грамотности. Опыт некоторых западных стран показывает, что эффект «компьютерной моды» быстро проходит, как и всякая мода. Поэтому в будущем само применение компьютера в учебном процессе может стать самым первым средством для мотивации изучения информатики.

В процессе диалога компьютер эмоционально безразличен к ошибкам учащихся. Это освобождает ученика от страха и смущения, снижает до минимума психологическую несовместимость, которая иногда имеет место между учеником и учителем.

До появления компьютеров в школе резко разделялись два важнейших вида деятельности детей: обучение и игра. Игра, как правило, запрещалась, а к обучению ребят принуждали. Теперь компьютер имеет полную возможность сочетать обучение с игрой и тем сделать процесс получения знаний более радостным.

Отметим чисто педагогические трудности, которые могут тормозить развитие компьютерного обучения на современном этапе.

Начальное обучение не дает никаких навыков действий с компьютером. Это, с одной стороны, усложняет разработку программ, так как программист должен соображаться с «компьютерными умениями» обучаемых. С другой стороны, затрудняется использование компьютеров во время урока -- учащиеся работают медленно, допускают технические ошибки.

В настоящее время педагоги еще не научились сочетать коллективные формы обучения (без компьютера) и индивидуальные (с компьютером).

Учителя и методисты недостаточно информированы о возможностях персонального компьютера для применения в учебном процессе, а специалисты по информатике плохо знают особенности учебного процесса. Опыт совместной работы этих категорий специалистов пока недостаточен.

От применения компьютера в обучении часто ждут такого же быстрого эффекта, как и от использования новых машин в различных производствах. Такой чисто производственный взгляд на обучение человека, несмотря на всю его наивность, приносит заметный вред. Не видя немедленной отдачи вложенных средств, некоторые педагоги теряют интерес к компьютерному обучению и задерживают его развитие.

Диалогово-обучающие программы (ДОП) пока еще разрабатываются без какой-либо общепринятой педагогической концепции. В связи с ними сейчас рассматриваются только различные предложения. Одни считают, что за теоретическую базу при создании ДОП следует принять идеи советских психологов П. Я. Гальперина и Н. Ф. Талызиной о поэтапном формировании умственных действий. Другие предлагают воспользоваться некоторыми идеями Л. С. Выготского. Третьи ссылаются на теорию программированного обучения. Встречаются и предложения использовать идеи Пиаже, теорию модульных систем и т. д.

Опыт проводимый в школах Болгарии показывает, что на нынешнем этапе целесообразно искать оптимальное сочетание всех перечисленных идей с передовым опытом хороших учителей [2].

На уроках математики компьютер можно использовать и для выдвижения гипотез. Например, можно составить демонстрационную программу вычисления значений выражения, которая последовательно выводит на дисплеи значения этого выражения при n = 10, 100, 1000, 10000, 100000. Это позволяет сформулировать гипотезу о существовании предела и оценить его значение 2,7182... . Точно так же может быть с помощью компьютера сформирована гипотеза о значении предела , числа . При этом учащимся можно предложить самим составить такие программы.

Рассмотренные примеры позволяют обоснованно поставить вопрос о том, нужен ли в школе отдельный курс информатики. Практика изучения курса информатики в старших классах показывает, что учащимся быстро надоедает формальное составление программ по обработке данных, массивов, файлов, если это не связано с решением содержательных задач изучаемых ими предметов. Напротив, ненавязчивое приучение их к «пошаговому» осмыслению умственной деятельности, связанной с поиском путей решения содержательных задач, и доведение этого самоанализа до составления программы порождает устойчивый интерес к работе на компьютере. Содержательные математические задачи позволяют учащимся усвоить смысл первоначальных операторов языка высокого уровня. Дальнейшие операторы, работа с файлами, вывод результатов на принтер и т. д. могут быть постепенно изучены (также при решении содержательных задач) теми из учащихся, которые захотят более глубоко овладеть элементами программирования.

Аналогичная работа на компьютере может быть проведена при изучении материала физики. Так, например, формулы

, v=v₀+at,

выражающие перемещение и скорость тела (материальной точки) при прямолинейном равноускоренном движении, позволяют написать соответствующую программу. Компьютер просит учащегося указать, какова начальная скорость, каково ускорение, каково время движения, а затем сообщает значение величины конечной скорости и перемещения.

Такая же работа может быть проведена с другими формулами физики, химии, математики. При этом ученик не только занимается программированием, но и более глубоко проникает в описываемые понятия.

Материал физики позволяет также познакомить учащихся с элементами математического моделирования, что также является одной из важных задач информатики. Интересными для моделирования ситуациями являются затухающие колебания маятника, охлаждение тела за счет теплообмена со средой, апериодический разряд конденсатора, падение тела в сопротивляющейся среде и др. Составление программ для осуществления такого моделирования (с использованием, например, ломаных Эйлера для приближенного решения дифференциальных уравнений) несложно и доступно пониманию учащихся. В то же время это моделирование имеет большое воспитательное и познавательное значение. После решения нескольких таких задач целесообразно рассказать о роли компьютеров в современной науке и производстве. Компьютерное моделирование позволяет имитировать (и прогнозировать) космические полеты, развитие отраслей народного хозяйства, работу транспорта, спортивные соревнования.

Применение компьютеров на уроках русского или иностранного языка дает хороший повод для ознакомления с работой компьютерного редактора; кроме того, имеется ряд интересных компьютерных обучающих программ по русскому языку. При работе с такой программой учащийся ведет «беседу» с компьютером, отвечает на вопросы, получает разъяснения или материал для повторения, видит общую оценку своей работы и т. д.

Понятие о новых информационных технологиях (НИТ) появилось в связи с развитием информатизации общества, базирующейся на средствах вычислительной техники. Этим понятием обычно обозначают совокупность средств и методов обработки данных, обеспечивающих целенаправленную передачу, обработку, хранение и отображение информационного продукта (данных, идей, знаний). НИТ предполагают использование различных технических средств, центральное место среди которых принадлежит компьютеру.

А. П. Ершов предлагал различать следующие основные применения НИТ в системе образования [3]:

Орудийное -- компьютерная поддержка универсальных видов деятельности: письма, рисования, вычислений, поиска информации, коммуникации и др.

Учебное -- использование компьютера как средства обучения конкретному учебному предмету с применением педагогических программных средств специального назначения.

Профориентационное и трудовое -- применение компьютеров и информационных технологий для выработки трудовых навыков и ориентации в разного рода профессиях.

Дефектологическое -- компьютерная поддержка обучения детей с дефектами и недостатками развития.

Досуговое -- все виды использования компьютера, связанные с личными интересами (развлечения, ведение личного архива и т. п.).

Учительское -- применение компьютера в различных видах организационно-педагогической и методической деятельности, включая организацию и контроль учебного процесса.

Организационное -- использование компьютера для управления школой и другими учебными заведениями, для обеспечения работы региональных, республиканских и союзных учреждений управления народным образованием.

Орудийное применение НИТ связано с использованием специальных программных средств: текстовых, графических и музыкальных редакторов, электронных таблиц, баз данных и др.

Универсальность этих программных средств позволяет их использовать в учебном процессе независимо от специфики изучаемого предмета.

Вместе с тем специфика предмета может наложить определенный отпечаток на особенности использования того или иного программного средства. Так, текстовые редакторы (текстовые процессоры) могут использоваться для оформления письменных работ по математике. Они превращают компьютер в эффективный инструмент для набора (ввода), визуализации (отображения на экране дисплея), редактирования (изменения), хранения и печати различных текстов. Кроме того, хорошие текстовые процессоры обеспечивают целый ряд дополнительных возможностей, облегчающих редактирование текста. Например: поиск нужного слова или комбинации слов, замена всюду в тексте одной комбинации символов на другую, форматирование текста, использование при распечатке различных типов шрифта (в частности, букв греческого алфавита) и т. д.

Текстовые редакторы облегчают оформление письменных работ, так как позволяют легко исправлять написанное, поэтому нет необходимости в черновике, а можно создавать сразу чистовой вариант, который будет выглядеть аккуратно. При этом окончательный вариант можно сохранить на магнитном диске и в любой момент распечатать в нужном количестве экземпляров.

Графические редакторы позволяют конструировать и изображать на экране разнообразные геометрические фигуры, схемы, графики и т. п. При этом возможны разнообразные зрительные эффекты, например изменение цвета, возникновение и исчезновение объектов, трансформация и превращение одних объектов в другие, оживление и движение объектов.

Ясно, что возможности машинной графики могут эффективно применяться при изучении математики.

Еще одна сфера орудийного использования ЭВМ -- это обработка чисел с помощью электронных таблиц, которые являются естественным и простым инструментом, реализующим заданные вычислительные функции.

Электронные таблицы позволяют обрабатывать большие объемы информации, представленной в виде таблиц. Для различных расчетов можно применять разные виды таблиц, сохраняя их в памяти компьютера и используя по мере необходимости. С таблицей, даже достаточно большой, не умещающейся на экране, можно работать по частям, т. е. ее размеры не ограничиваются размерами экрана. Можно легко изменять таблицу, добавляя или удаляя строки и столбцы.

Форма и функции таблицы задаются так, что каждой ее клетке ставится в соответствие число, слово или формула. В определенные клетки таблицы заносятся исходные данные. Другие клетки предназначены для получения результатов, им ставятся в соответствие формулы. Компьютер выполняет вычисления по заданным формулам и записывает результаты в соответствующие клетки таблицы. Таблицу легко отредактировать, если, например, необходимо изменить формулы.

Информационно-справочные системы позволяют организовать хранение и быстрый доступ к большим объемам информации. Быстрый доступ -- важнейшее свойство системы, повышающее ценность знаний благодаря увеличению скорости их оборачиваемости. На школьных компьютерах могут быть созданы специфические информационно-справочные системы, например каталог книг школьной библиотеки, перечень важнейших исторических событий, электронный энциклопедический словарь, математический справочник и т. п. Кроме того, в перспективе должен быть обеспечен доступ со школьных компьютеров к мощным базам данных, которыми будут располагать глобальные сети ЭВМ. Это позволит получать от этих баз данных на школьный компьютер практически любую информацию, обрабатывать ее, хранить в памяти и отображать на экране дисплея или в виде «твердой» копии на бумаге.

Использование компьютера в качестве инструмента для решения задач и обработки информации связано с освоением концепций использования математических и информационных моделей. Такие модели могут быть достаточно сложными и поэтому должны создаваться профессионалами. При изучении математики важно понять принципы создания моделей, адекватно отображающих реальные явления или процессы, и научиться строить некоторые простейшие модели. Здесь важно подчеркнуть, что реализация на ЭВМ моделей природных явлений или процессов превращает компьютер в инструмент исследования и получения новых знаний об исследуемых процессах, т. е. делает компьютер инструментом познания. На основе построенных математических моделей возможно внедрение в процесс обучения математике вычислительного эксперимента, большую роль которого как нового метода познавательной деятельности подчеркивал А. П. Ершов.

Учебное применение НИТ требует специальных педагогических программных средств. Наиболее широко распространенные программные средства типа «опросник» или «тренажер» обычно используются для контроля знаний учащихся или закрепления определенных учебных умений и навыков. В этом смысле компьютер является идеальным средством контроля тренировочных стадии учебного процесса. Другие программные средства соединяют функции обучения с одновременным контролем за усвоением нового материала.

Следует, однако, заметить: более чем 20-летний опыт применения подобных программных средств для целей обучения в целом ряде стран показал, что ожидаемого повышения эффективности учебного процесса не происходит. Это объясняют низким качеством большинства таких педагогических программных средств, которые изготовляются либо профессиональными программистами, не имеющими необходимых знаний в области педагогики и психологии, либо профессиональными педагогами, не обладающими программистскими умениями.

Для изготовления эффективных программных средств необходимо привлечь к работе и программиста, и педагога, и методиста, и психолога. В таком коллективе каждый мог бы заниматься своим делом: педагоги и методисты -- разработкой и обоснованием сценария обучения, психологи -- психологическими аспектами обучения с применением компьютера, программисты -- программной реализацией разработанных педагогических сценариев.

Типовой комплекс инструментальных педагогических программных средств в соответствии со своим назначением может включать подсистему автора курса, подсистему диалогового обучения и подсистему статистики (сбор и обработка результатов обучения).

Подсистема автора курса предназначена для создания и редактирования компьютерных учебных курсов. В общем виде компьютерный учебный курс включает вопросы и реакции на ответы обучаемого и представляет собой ориентированный граф, в вершинах которого находятся вопросы, а направление обхода графа задается реакциями на ответы обучаемого. Подготовка таких курсов в подсистеме автора осуществляется с помощью редактора, который делает работу по подготовке и редактированию курса удобной для преподавателя: диалог с редактором происходит на естественном языке, при этом автор видит содержание курса на экране практически в том виде, в каком оно предстанет затем перед обучаемым.

Созданный таким образом учебный курс реализуется благодаря подсистеме диалогового обучения, которая организует диалог с обучаемым путем интерпретации курса программой-интерпретатором. При работе в режиме обучения обучаемый не должен обязательно обладать развитыми навыками общения с компьютером. Всё, что от него требуется,-- это элементарное умение пользоваться клавиатурой и следовать указаниям и подсказкам, имеющимся на экране. В процессе диалога с обучаемым компьютер строит протокол, представляющий «след» работы обучаемого с данным учебным курсом.

Подсистема статистики позволяет собрать и проанализировать результаты всех учащихся, охваченных сеансом обучения. Входными данными для этой подсистемы служат протоколы работы каждого обучаемого, а выходные данные -- это имя обучаемого, номера вопросов и правильность ответа на каждый из них, тексты ответов, введенных обучаемыми, и т. п.

Дефектологическое применение компьютера в качестве средства обучения (в том числе и математике) может быть особенно эффективным, о чем имеется немало свидетельств в мировой практике. Такие возможности компьютера, как терпеливое повторение одного и того же материала, предоставление обучаемому индивидуального темпа продвижения в усвоении темы, мгновенная реакция компьютера на действия ученика, оказываются наиболее важными при обучении детей с дефектами развития.

Учительское применение компьютера идет по трем направлениям. Во-первых, компьютер используется для обеспечения учебного процесса (все уже рассмотренные виды применения компьютера). Во-вторых, с помощью компьютера осуществляется контроль за учебным процессом (применение специальных программ, позволяющих судить о степени усвоения материала учащимися и оценивать учебную работу). В-третьих, компьютер применяется для подготовки необходимых учебных материалов (поурочное планирование, методические разработки, индивидуальные задания, контрольные работы и т. д.), для ведения личного архива учителя и т. д.

Очень важным моментом является развитие у учителей умений и навыков критической оценки педагогических программных средств. Учителя должны самостоятельно определять место программных средств в учебном процессе и их педагогическую эффективность, оценивать результаты их применения и корректировать в зависимости от этого процесс обучения. С перечисленными вопросами тесно связаны проблемы отбора материала, при работе с которым компьютер будет наиболее полезен. Одновременно следует выявить и темы, более эффективно изучаемые традиционными методами, без компьютера.

1.2 Социальные и психолого-физиологические проблемы компьютеризации

При компьютеризации обучения важную роль играют проблемы методологического, психолого-педагогического, социального плана.

Эти вопросы поднимались на конференции «Дети в век информации, завтрашние проблемы сегодня» [1].

Профессор Ш. Шиба из Японии детально остановился на вопросе о влиянии телевидения на развитие детей. По представлениям японских социологов и педагогов схема этого влияния может быть представлена в виде:

ТВ -- ребенок -- мать -- отец

Мать, занимающаяся вопросами быта и питания, влияет на жизнь ребенка в степени, сравнимой с влиянием телевизора, а роль отца в воспитательном плане снижается. Телевидение мешает осуществлению контакта с друзьями, а это особенно опасно для семей, имеющих одного ребенка. Сегодня, в связи с развитием вычислительной техники, эта схема усложняется: добавляется персональный компьютер с его логическими играми, дисплейным рисованием, обучающими программами, причем ему, как и телевизору, принадлежит определяющая роль. Авторитет родителей и их влияние на жизнь ребенка еще более снижаются.

Социальным проблемам компьютеризации была также посвящена совместная работа Ж. Хебенштрайта (Франция) и Мэри Алис Уайт (США). В работе отмечалось, что жить и работать без компьютеров становится все труднее. Уменьшающиеся цены на компьютеры позволяют все шире применять их в различных областях. Мы должны обучать детей работе с компьютерами и использовать их в обучении, постоянно помня при этом, что сегодняшним ученикам придется завтра иметь дело с компьютерами в условиях еще более развитой технологии. В будущем, возможно, человек, не знакомый с оперированием на компьютере, не сможет устроиться на работу. Обучать логическому мышлению и принятию решений очень важно, причем желательно обучать навыкам алгоритмического мышления. Сейчас дети могут уже рисовать на экране дисплея, менять раскраску рисунка, вносить исправления. Меняется ли образ мышления ребенка в связи с работой на компьютере? Серьезно ли ребенок воспринимает компьютер? На эти и многие аналогичные вопросы пока ответов нет.

Далее докладчики указали на обучающие игры как на наилучшее средство помочь ребенку выучить что-либо. И очень важно руководствоваться принципом, что компьютер создан не для одаренных детей, а для всех. При этом не следует забывать, что есть кое-что, не подвластное компьютеру, но свойственное и естественное для человека, это -- мышление. Введение компьютеров в повседневную жизнь приведет к тому, что человек будет освобожден от технических деталей и сможет больше внимания уделять мышлению.

Ряд вопросов социального и психолого-педагогического плана был поставил Н. Рэшби (Великобритания). Эти вопросы, связанные с введением компьютеров, имеют полемический характер:

-- Каковы основные предположения, на которых основывается компьютеризация обучения? Не следует ли тщательно взвесить, что разрешено делать, чтобы не травмировать психику ребенка?

-- Не являются ли индустриальные проблемы (связанные с производством компьютеров) довлеющими над обучением?

-- Хотят ли учителя осуществить введение информационной технологии обучения? (В разных странах есть и сторонники, и противники, но большинство учителей нейтральны.)

-- Можем ли мы позволить разработку программ по различным предметам и компьютерных учебных материалов, которые постепенно вытеснят традиционную педагогическую технологию?

-- Хотят ли родители наступления «информационного века» для их детей? Чего хотят сами дети?

-- Какое образование нужно человеку: естественнонаучное или гуманитарное, и какова в связи с этим роль компьютеров?

Психологических аспектов проблемы компьютеризации обучения коснулся профессор С. Ларсен (Дания). Он выдвинул тезис о том, что практическая манипуляция с игрушками (материальными и «компьютерными») облегчает обучение; очень важно распространить воздействие компьютеров на младших детей и школьников, причем информация, предоставляемая компьютером, должна быть использована для развития мышления ребенка, для привития ему чувства красоты.

Обеспечивает ли существующая методология компьютерного обучения (программированное обучение в том виде, как оно представлено в современных системах) должный уровень развития ребенка, по крайней мере, ребенка в возрасте от 3 до 9 лет? Как частичный (негативный) ответ на этот вопрос, профессор Ларсен сформулировал положение о том, что отсутствие в индивидуальной работе с компьютером активных действий самого ребенка является существенным ограничением для успешного развития детей. В связи с этим он обратил внимание специалистов на работы советских психологов, составляющие основу деятельностной теории приобретения и усвоения знаний (Л. С. Выготский, А. Н. Леонтьев и др). У детей в дошкольном и младшем школьном возрасте основу развития составляет выполнение предметных действий. Лишь в опоре на эти действия, обеспечивающие всестороннее преобразование объектов, происходит усвоение содержательных сторон и свойств изучаемой действительности. Если, работая с компьютером, дети не имеют возможности активно изменять и преобразовывать объект, то их развитие тормозится.

Далее профессор Ларсен остановился на процессах образования понятий. Он подчеркнул, что это -- сложная деятельность, включающая такие компоненты, как анализ, синтез, обобщение и не сводящаяся к процессам классификации. Между тем именно классификация положена в основу обучения, использующего компьютер. В связи с этим требуется уточнить роль, которая будет отведена компьютеру в процессе обучения детей дошкольного и младшего школьного возраста, поскольку именно в этом возрасте зависимость развития от собственной активной деятельности проявляется в наибольшей степени. Во всяком случае, докладчик пришел к выводу о том, что существующая методология компьютерного обучения весьма ограниченна и несостоятельна в деле развития детей.

Следует заметить, что это положение, высказанное датским ученым, можно признать правомерным лишь в применении именно к дошкольникам и младшим школьникам, для которых выполнение предметных действий -- необходимая основа образования первоначальных понятий. В более старшем возрасте формулы или фигуры на дисплее являются реальными объектами, и действия с ними существенно помогают образованию абстрактных понятий.

Болгарский академик Б. Сендов подчеркнул, что проблема компьютеризации обучения ставит целый ряд экономических, организационных, психологических, педагогических, этических вопросов Их решение в значительной степени зависит от системы и характера развития страны, но обмен мнениями в международном плане здесь очень важен и полезен. Что касается высказываний «за» и «против» компьютеризации обучения, то они часто приводятся чисто умозрительно, без необходимых экспериментов и исследований. Хорошо обоснованных выводов мало. Очень разным является отношение к книге как к основному средству обучения. Некоторые считают, что посягательство на роль книги приведет к деградации культуры, другие не имеют столь резкого суждения и считают, что роль книги будет постепенно уменьшаться. Аналогичный вопрос ставится в отношении влияния компьютеров (и, в частности, работы на дисплеях) на обучение письменности. Не проходит ли эра письма, не исчезнет ли вообще ручная запись информации на бумаге, т. е. не станет ли «писание» чисто электронным? Проблема эта очень важная и животрепещущая, решать ее надо обдуманно и осторожно, но видеть в ней какую-то катастрофу для общества также неправильно.

2. Возможности компьютера как средства наглядности в обучении (на примере темы “Равенство треугольников”)

2.1 Характеристика содержания учебной темы Равенство треугольников