Педагогічні аспекти використання комп’ютерного моделювання при вивченні розділу "Хвильової оптики"

Ефективність використання засобів мікропроцесорної техніки в демонстраційному експерименті пов'язана з автоматизацією процесу вимірювань та обробки результатів експерименту. Ці властивості мають вимірювально-обчислювальні комплекси (ВОК), розроблені на базі персональних ЕОМ. ВОК це програмно-керована сукупність вимірювальних (датчики), обчислювальних (аналого-цифровий перетворювач, пристрій спряження, інтерфейс) засобів, призначених для вимірювання характеристик певної фізичної системи.

Такі комплекси, оснащені мультиплексорним пристроєм (пристрій, що дає змогу одному цифровому перетворювачу обслуговувати кілька датчиків), звільняють учителя і учнів від необхідності обробляти результати вимірювань і автоматизують процес фізичних вимірювань. Це сприяє тому, що учні можуть більшу увагу приділити вузловим моментам проведення дослідження. Крім того, полегшується визначення похибок вимірювань і обчислень.

Досвід використання комп'ютерної техніки в навчальних закладах за рубежем показує доцільність такого підходу. Так, у школах США, Великобританії ефективно використовуються на уроках природничо-математичного циклу лабораторні пристрої типу «Вела», що з'єднуються з комп'ютером і дають змогу проводити комплексну обробку результатів експерименту.

Такі системи знайшли широке використання в промисловості, наукових дослідженнях. Використання ВОК у школі сприяє формуванню в учнів уявлень про використання НІТ у галузі управління процесами в промисловості.

Впровадження технологій інформатики в навчально-виховний процес фізики дає змогу модернізувати зміст і спосіб запису інформації фонду і традиційних дидактичних засобів (плакати, слайди, кінофільми). Мається на увазі перезапис інформації, яку несуть ці дидактичні засоби, на сучасні носії інформації - відеокасети, лазерні диски з внесенням відповідних змін до змісту цих засобів, що уможливлює використання методичних досягнень попередніх років.

Досвід упровадження електронно-обчислювальної техніки (БОТ) у навчальний процес показав доцільність такого підходу, коли разом з комплектами навчально-обчислювальної техніки (КНОТ), розміщеними в кабінеті інформатики, використовуються автономні ЕОМ, що розміщені безпосередньо в навчальному кабінеті. Такий підхід сприяє раціональнішому використанню ресурсів ЕОТ.

КНОТ використовується для підтримки індивідуальних форм навчання: розв'язування задач, виконання лабораторних робіт, тематичного контролю знань, позакласної роботи. Поряд з цим автономні ЕОМ використовуються для підтримки групових форм діяльності в кабінеті фізики. Так, у кабінеті фізики автономний комп'ютер виконує функції інформаційного технічного засобу навчання (ТЗН), вимірювального інструменту, допоміжного пристрою обробки результатів експерименту, джерела поточного контролю засвоєння знань. Дослідження в області використання ТЗН нового покоління, проведені В. Прудським (Слав'янський педагогічний університет), А. М. Сільвейстром (Вінницький педагогічний університет), довели доцільність використання в кабінеті фізики комп'ютерно-телевізійних комплексів.

Не менш ефективною в дидактичному плані є компоновка таких комплексів з використанням комп'ютерних відеоплат, що конструктивно містять гнізда відеовходу і -виходу. В цьому разі джерелами відображення інформації є демонстраційні телевізори.

Аналіз розглянутих питань методичної організації комп'ютерної підтримки процесу навчання фізики має стати лише початком широкого обговорення учителями, методистами фізики цієї важливої проблеми методики навчання фізики.

Один із американських дослідників П. Нортон [22] відзначає, що природа засобів передачі інформації (усна мова, книги, кіно, радіо, телебачення, ЕОМ) цілком певним чином впливає на формування і розвиток психічних структур людини, в тому числі мислення. Так, друкований текст, який був протягом віків основним джерелом інформації, будується на принципах абстрагування змісту від дійсності і в більшості мов організується фраза за фразою в порядку читання зліва направо, що формує способи мислення за структурою, дещо схожі до структури друкованого тексту, якій притаманні такі особливості, як лінійність, послідовність, аналітичність, предметність, ієрархічність, раціональність.

Інші засоби комунікації - фотографія, кіно, радіо, телебачення - мають структуру, яка значно відрізняється від структури друкованого тексту. Букви і звуки не направляють хід думок слухача від А до Б і далі до В з проміжними висновками, як при сприйнятті друкованої інформації. Замість цього вони створюють моделі розпізнавання, орієнтують на образність, емоційність, нераціональність.

Електронне середовище ще в більшій мірі спроможне формувати такі характеристики, як схильність до експериментування, гнучкість, зв'язність, структурність. Ці характеристики сприяють створенню умов творчого навчального пізнання. Створюються можливості сприймати по-новому факти, які здаються очевидними, знаходити засоби поєднання далеких, на перший погляд, речей, встановлювати оригінальні зв'язки між новою і старою інформацією.

Умови, які створюються за допомогою комп'ютера, повинні сприяти формуванню мислення тих, хто навчається, орієнтувати їх на пошук системних зв'язків і закономірностей. Комп'ютер, як підкреслює П. Нортон, є потужним засобом надання допомоги в розумінні багатьох явищ і закономірностей, проте потрібно пам'ятати, що він неминуче поневолює розум, який розпоряджається лише набором завчених фактів і навичок.

Дійсно ефективним можна вважати лише таке комп'ютерне навчання, при якому забезпечуються можливості для формування мислення студентів або учнів. При цьому потрібно ще досліджувати закономірності самого комп'ютерного мислення. Ясно тільки те, що мислення, яке формується і діє за допомогою такого засобу, як комп'ютер, дещо відрізняється від мислення за допомогою, наприклад, звичного друкованого тексту або просто технічного засобу.

іі. методичні аспекти поєднання традиційних та ніт при вивченні хвильової оптики

2.1 Психолого-педагогічні аспекти впровадження ЕОМ у навчальних педагогічних закладах

Комп'ютерізація шкільного навчання, інтенсивне впровадження інформатики та обчислювальної техніки у навчальний процес - один з найважливіших напрямів розвитку освіти. Після затвердження загальнодержавної програми створення, розвитку, виробництва та ефективного використання обчислювальної техніки та автоматизованих систем на період до 2005р. були конкретизовані і першочергові завдання щодо комп'ютеризації школи.

Нині комп'ютер перестав бути екзотикою. У дітей з'явилося чимало можливостей спілкуватися з комп'ютером у позашкільний час (гуртки, ігротеки та зали розваг, велика кількість домашніх ЕОМ). Але, звичайно, проблеми залишаються. І це закономірно. Адже на перших етапах шкільної комп'ютеризації багато з них цілком свідомо розв'язувалися лише за першого "наближення". Найбільш характерний приклад - це так званий "безмашинний варіант" викладання курсу "Основи інформатики та обчислювальної техніки", який внаслідок гострого дефіциту комп'ютерної техніки типовий для більшості шкіл. Інший, не менш істотний, - це термінова розробка численних методик викладання інформатики та й взагалі комп'ютеризації навчання за відсутності їх глибокого наукового обґрунтування. На жаль, тільки зараз починають вчені - насамперед психологи й педагоги - розробляти цілісну і дієву теорію комп'ютерного навчання. Ще не так давно, коли теорія відставала від практики, часто-густо користувалися методичними рекомендаціями, побудованими на "здоровому ґлузді". Тим-то сьогодні найбільш відповідальним є напрям -упровадження ЕОМ і вдосконалення справи комп'ютеризації навчання, що передбачає розробку його психолого-педагогічних основ.

Згадаймо, якої популярності набуло програмоване навчання на рубежі 60 -х років, а потім втратило її. Причина та, що воно не було достатньо обгрунтовано науково.

Певною мірою наша школа потрапила в ситуацію, схожу на описану: психолого-педагогічні основи комп'ютерного навчання посуваються досить інтенсивно, оскільки проблеми використання комп'ютера у навчанні зараз привертають увагу багатьох фахівців.

Темпи і справжня дієвість науково-технічного прогресу (широке застосування ЕОМ - один з найбільш яскравих його проявів), головним чином, залежать від підготовки кадрів на рівні сучасних вимог. Уже більшість професій вимагають не тільки ознайомлення з основами інформатики та обчислювальної техніки, а й практичних навичок роботи з ЕОМ.

Соціальні наслідки комп'ютерізації значною мірою залежатимуть від того, як розв'язуватимуться складні і багатопланові завдання підготовки та перепідготовки вчителів. Їх зміст та організаційні форми потребують особливої уваги з урахуванням індивідуально-психологічних особливостей - загальних інтересів, безпосередньої зацікавленості у використанні ЕОМ, математичної підготовки тощо - різних категорій шкільних працівників. Не викликає сумніву, наприклад, доцільність розрізнення завдань спеціальної та загальної підготовки вчителів (відповідно до розрізнення понять "масова комп'ютерна грамотність" та "професійне вивчення основ інформатики та обчислювальної техніки" (серед них, зауважимо, є чимало вчителів математики і фізики).

Слід сказати, що завдання спеціальної підготовки розв'язуються досить успішно: організовано численні курси користувачів, запроваджено відповідну спеціальність у педагогічних вузах, розроблено чимало навчальних та методичних посібників, розгорнуте широке виробництво та продаж навчальних компакт-дисків.

Що ж до загальної підготовки, то її завдання, зміст та організаційні форми поки що визначені не зовсім чітко. Важлива роль тут відводиться лекціям для вчителів, популярним статтям та брошурам з відповідної тематики, методичним посібникам, орієнтованим на широке коло читачів. Зрозуміло, що тут своя специфіка. У процесі спеціальної підготовки, наприклад, значна увага приділяється передусім прикладним аспектам комп'ютерізації. Це, зокрема, питання змісту та методики викладання курсу "Основи інформатики та обчислювальної техніки", характеристики і параметрів різноманітних ЕОМ, мови програмування, а також організаційні проблеми створення й обладнання кабінетів інформатики та обчислювальної техніки тощо.

Мета загальної підготовки - дати вчителям наперед уявлення про місце й роль комп'ютерів у школі, розкрити психолого-педагогічні особливості використання ЕОМ для розв'язання різноманітних дидактичних та виховних завдань. У процесі цієї підготовки педагоги знайомляться з новою галуззю науки - "Педагогічною інформатикою". Остання суміжна з психолого-педагогічними дисциплінами, інформатикою і обчислювальною технікою (психологія розкриває закони розумового розвитку людини, педагогіка розробляє на її основі принципи і методи навчально-виховного процесу як провідного фактора розумового розвитку дитини, інформатика формулює ці закони, принципи, методи у вигляді програм, які реалізуються засобами ЕОМ).

Закономірно, що саме від рівня дієвості загальної підготовки багато в чому залежать і "ставлення" до ЕОМ, варіативність його застосування в школі, прагнення вчителів оволодіти прийомами роботи з ЕОМ, а отже ефективність комп'ютеризації навчально-виховного процесу взагалі.

Нагадаємо, що запровадження курсу "Основи інформатики та обчислювальної техніки" в шкільні програми - це лише перший крок на шляху комп'ютеризації. У перспективі - і подекуди це вже сьогодення - ЕОМ поповнить базу технічних засобів навчання, застосовуваних учителями. Вона допомагатиме складати календарні плани роботи та розклад занять, обліковувати успішність учнів, допомагати вчителям читати лекції і проводити практичні заняття, а також навчиться допомагати аспірантам, магістрантам і учням в самостійному оволодінні матеріалу.

Оскільки взаємодія елементів процесу навчання є діяльністю певного виду, а в нинішніх умовах інформаційного середовища виникає необхідність формування творчої особистості, вся система навчання набуває проблемно-якісного характеру.

На жаль, багато викладачів вважають, що зміст освіти - це загальні результати професійної діяльності спеціалістів певної галузі, які студенти повинні засвоїти. При цьому роль викладача звужується до організації діяльності студента з відповідним навчальним матеріалом, який він як професіонал вважає за фрагмент майбутньої професійної діяльності. Такий підхід не забезпечує розвитку світогляду, перспективного погляду студентів на свою професію, відчуття себе як суб'єкта творчості та своєї спроможності саморозвитку в процесі діяльності, в даному випадку навчальної. Організація діяльності є вирішальною у процесі структурування змісту, виборі методів та засобів навчання, цілей і завдань освіти, які у своїй взаємодії утворюють підсистеми навчальної інформації, викладання та діяльності учня зі своїми технологіями. Останні використовують специфічні засоби обробки вихідних елементів з метою досягнення результату найвищої за даних умов якості (інформації, організації процесу навчання із застосуванням різних методів, формування у студентів психологічних новоутворень як передумови розвитку творчої особистості тощо). Єдність і протилежність викладання та навчання полягає в тому, що обидва елементи використовують інформацію, але перший керує побудовою процесу її передачі на матеріалі професійної спрямованості, щоб при засвоєнні виникли необхідні нові пізнавальні якості, наприклад, самостійний пошук певних ознак понять та способів розв'язання задач.

Взаємодія вчителів і учнів може відбуватися як в безпосередній, так і в опосередкованій формі. У першому випадку викладач і учні спільно працюють над досягненням мети навчання (її визначає вчитель для кожного модуля інформації), у другому -- учні намагаються розв'язувати задачі згідно зі заздалегідь поданою викладачем інструкцією. Цей спосіб можливий, якщо учні оволоділи вже понятійним апаратом даного модуля та операціями з розв'язання нескладних задач, більшість з яких вимагає репродуктивної діяльності. Навчання як пізнавальна діяльність, що притаманна людині, завжди активне (тільки воно має різні рівні активності). Викладання може не мати активної складової, в цьому випадку рівень активності навчання знижується.

Щоб підготуватися до планування, організації, регулювання та управління навчально-виховним процесом, потрібно враховувати такі основні його компоненти:

Цільовий компонент навчання являє собою усвідомлення викладачами і прийняття студентами мети і завдань навчання. Мета цієї діяльності соціально детермінована.

Зміст навчання в цілісному вигляді можна охарактеризувати такими основними компонентами:

системою загальнонаукових, політехнічних та інших знань, що складають основу науково-матеріалістичного світогляду;

системою умінь і навичок пізнавальної діяльності;

досвідом творчої діяльності, який би забезпечував формування сучасного рівня культури діяльності людини;

досвідом емоційно-цілісного ставлення до навколишньої дійсності і себе;

досвідом гуманних міжособистісних стосунків і суспільних відносин;

якостями особистості миротворця.

Ці складові складають нормативний зміст навчання.

Операційно-діяльнісний компонент найбільш безпосередньо відбиває процесуальну сутність навчання. Він реалізується за допомогою певних методів і форм організації викладання і навчання [2З].

Стимулююче-мотиваційний компонент припускає, що педагог буде вживати заходів до стимулювання інтересу, потреби у вирішенні поставлених завдань, щоб породжувати внутрішній процес виникнення позитивних мотивів у студентів [40].

Контрольно-регулювальний компонент припускає одночасне здійснення контролю за ходом вирішення поставлених завдань навчання з боку викладача і самоконтролю за правильністю виконання навчальних операцій студентами, точністю одержуваних відповідей. Контроль здійснюється за допомогою усних, письмових, лабораторних та інших робіт, проведення опитувань, заліків, семінарів та іспитів. Самоконтроль проходить у вигляді самоперевірок студентами ступеня засвоєного матеріалу, що вивчається, за допомогою тестових, евристичних завдань. Зворотний зв'язок викликає необхідність корекції, регулювання навчального процесу, внесення змін у форми і методи навчання, наближення їх до оптимальних для даної ситуації.

Оцінно-результативний компонент навчання припускає оцінювання педагогами і самооцінку студентами досягнутих у процесі навчання результатів, встановлення відповідності їх до поставлених навчально-виховних завдань.

Наведемо кілька прикладів, що свідчать про виняткове значення загальної підготовки вчителів. Так, досить поширеною була точка зору, згідно з якою успішне спілкування з ЕОМ неможливе без високої компетентності у галузі обчислювальної техніки та програмування. З появою зручних і відносно нескладних в керуванні персональних комп'ютерів іноді висловлюють протилежну, але також хибну точку зору: комп'ютер - універсальний засіб навчання, наявність його в школі - запорука подолання всіх проблем; або - вчитель і навіть школа як соціальний інститут поступово замінюватимуться заочними формами навчання за допомогою ЕОМ.

Зрозуміло, така позиція невірна. Мова може йти лише про перегляд ролі і функцій учителя, про вибір найефективніших форм організації навчального процесу, специфіку педагогічного спілкування та комунікації між учнями в умовах комп'ютеризації. Але вчитель як керівник і організатор навчально-виховного процесу й надалі вважаємо, лишається невід'ємним атрибутом шкільного навчання.

Можна навести чимало й інших прикладів хибного уявлення про дійові можливості та перспективи комп'ютерів у школі, яке є наслідком "комп'ютерної неграмотності" частини вчителів. Одні розглядають ЕОМ як "клавішну", бездумну і надзвичайно складну, недосяжну для інтелектуального рівня школярів машину; як результат такого бачення - перспективи місцезнаходження ЕОМ в класній кімнаті у кутку, поруч з таким же безпорадним телевізором. Інші, навпаки, вважають, що ЕОМ - необхідний засіб здійснення усієї навчальної роботи; це й розглядання ЕОМ як іграшки, як ідеального друкуючого пристрою, як виконавця лабораторних робіт чи, навпаки, як каталізатора творчості школярів тощо. В наш час найпоширенішим є твердження про ефективність дистанційного навчання. Так авторами [176] стверджується, що сьогодні існує безліч визначень цього поняття. Найчастіше дистанційне навчання визначають як навчання, де знання надаються, наприклад, українському студентові у будь-якому закордонному університеті після закінчення якого він може отримати диплом, не виїжджаючи за межі України.

Насправді поняття «дистанційне навчання» більш широке й ґрунтується на трьох складових: відкрите навчання, комп'ютерне навчання, активне спілкування з викладачем і студентами з використанням сучасних телекомунікацій.

На жаль, ні школярі, ні студенти України практично не зустрічалися з відкритим навчанням, де студент має свободу вибору місця, часу та темпу навчання. Зазвичай студент має з'явитися на заняття за розкладом, вивчати (слухати лекцію або виконувати лабораторну роботу) предмет, зазначений у розкладі, і робити те, що скаже викладач.

На Заході вже давно існують відкриті університети (ВУ), де студент, отримавши план навчання, сам за допомогою наставника (тьютора) визначає, як він буде навчатися. Відкрите навчання, як правило, має розгалужену мережу навчальних центрів не тільки у своїй країні, але й за її межами. Студент у навчальному центрі може в зручному для нього режимі працювати в бібліотеці, комп'ютерному класі, лабораторії, консультуватися з тьютором. Активне спілкування з конкретних дисциплін, як правило, здійснюється на семінарах, які студент зобов'язаний відвідувати. Оскільки в таких відкритих університетах навчаються студенти, які працюють, для них часто організують уїкенди, де ведеться робота з окремих дисциплін за допомогою «занурення» в них.

Другою складовою частиною дистанційного навчання є використання комп'ютерних навчальних програм. Спроби використовувати комп'ютери в навчальному процесі починалися ще в 60-ті роки. Незважаючи на те, що студент міг працювати лише в текстовому режимі, ефективність навчального процесу підвищувалася. Студент краще запам'ятовував навчальний матеріал, процес навчання прискорювався. Поява мультимедіа (текст, графіка, анімація, звук) суттєво збільшила ефективність навчання.

Головним, проте, у дистанційному навчанні є спілкування студента з викладачем і зі своїми колегами. Цей процес здійснюється з використанням електронної пошти, списку розсилки, телеконференцій.

І зрозуміло, що велику роль у дистанційному навчанні відіграє он-лайновий (прямий) доступ до навчального матеріалу, наведеного у вигляді текстів, графіки, відеофрагментів, контролюючих, тренажерних програм тощо.

За твердженням авторів [176] переваги технології дистанційного навчання полягають в тому, що:

по-перше, ця технологія більш гнучка, вона спрямована на тих, хто навчається, створює студенту найзручніші умови для засвоєння матеріалу протягом 24 годин на добу і 7 днів на тиждень (принцип 7 х 24).

по-друге, за оцінками російських викладачів, таке навчання дешевше приблизно вдвічі, хоча остаточних даних щодо оцінки вартості дистанційного навчання на Заході немає.

по-третє, у дистанційному навчанні змінюється роль викладача. Він перетворюється на помічника, наставника, що спрямовує студента у процесі навчання. Монолог викладача перетворюється на діалог двох колег, один із яких більш досвідчений. І найголовніше, знання може здобувати студент безпосередньо у того викладача, якого обере (наприклад, Нобелівського лауреата за конкретним напрямом).

по-четверте, у більшості випадків до дистанційного навчання входить колективна робота над різноманітними завданнями, проектами. Це дозволяє у подальшому брати участь у міжнародній кооперації.

І останнє, процес здобуття знань у дистанційному навчанні -- це самостійна робота. Навчатися складніше, але якість здобутих знань -- вища.

Не викликає сумніву, що зміст комп'ютерної грамотності для вчителів повинен вміщувати ті знання, які можуть дати їм адекватні уявлення про місце й роль комп'ютера у навчально-виховному процесі.

Під час формування комп'ютерної грамотності вчителів доцільно розкрити роль комп'ютера у справі розв'язання завдань виховання та розвитку особистості учнів. Цей аспект загальної підготовки вчителів має виняткове значення, оскільки багато з них і досі вважають комп'ютерну техніку в школі тільки засобом розв'язання математичних задач та проведення різноманітних обчислень.

Спробуємо висвітити основні моменти розвитку особистості школярів та їх виховання в умовах комп'ютеризації. Насамперед слід зазначити, що використання комп'ютерів в навчальному процесі, а також вивчення основ інформатики та обчислювальної техніки обумовлюють формування більш економічного та раціонального мислення учнів, так званого алгоритмічного, розвивають логічні здібності, вміння планувати свою діяльність, здійснювати контроль і самоконтроль, моделювати різноманітні явища та процеси. Таким чином, можна твердити про істотний внесок комп'ютерного навчання у формування загальної культури мислення школярів.

Важливу роль відіграє ЕОМ і у вихованні культури спілкування школярів. Наприклад, практично кожна навчальна програма передбачає дотримання правил ввічливості та "хорошого тону": ЕОМ, звичайно починає "спілкування" з того, що вітає співбесідника, повідомляє йому своє ім'я (марку), ввічливо пропонує вивчити або переглянути певний фрагмент навчального матеріалу тощо.

Електронний "учитель", що працює за коректно складеною програмою, володіє "залізною" витримкою та неабияким педагогічним тактом: він не перериває учня, дає йому змогу висловитися, заохочує правильні відповіді (діапазон таких заохочень надзвичайно широкий - від безпосередньої похвали: "Молодець! Добре працюєш!" до демонстрування мультфільму чи виконання веселої мелодії), тактовно вказує на помилки та неточності, наприклад: "Ваша стратегія розв'язання задачі дещо відрізняється від запрограмованої авторами. Перевірте її ще раз!".

Слід відзначити також "демократизуючий ефект" спілкування, опосередкованого комп'ютером за нових умов: маючи автономний канал зв'язку з учителем, учень наважиться звернутися до нього з уточнюючим питанням, яке б раніше, можливо, посоромився задавати безпосередньо. Слід гадати, що у комп'ютеризованому класі з часом змінюватиметься й структура комунікацій між школярами, що призведе до позитивного впливу на соціально-психологічний клімат у класі.

Вивчення та використання ЕОМ істотно впливає і на формування світогляду учнів. Розглянемо три основні аспекти:

1. Наука інформатика і прикладна математика та фізика, пов'язані із застосуванням ЕОМ, виконують багатосторонні соціальні функції, вирішують різноманітні науково-технічні й супільно-економічні проблеми і, отже, мають чітко виражений світоглядний характер.

2. Розуміння сутності інформатики і можливостей ЕОМ озброюють учнів новими знаннями про закономірності явищ природи й шляхи її перетворення. Все це, безумовно, відбивається на соціальній поведінці учнів. Крім того, у процесі роз'яснення учням своєрідності відображення реального світу математичними моделями, демонстрації особливостей дослідження побудованих фізичних моделей за допомогою ЕОМ у них формується діалектико-матеріалістичне мислення.

3. Розвиток інформатики й обчислювальної техніки як важливих факторів НТР сприяє соціальному прогресу взагалі, й усвідомлення цього учнями має неабияке виховне значення.

Ще один важливий аспект комп'ютеризації пов'язаний з формуванням активної життєвої позиції школярів, залученням їх до системи суспільних відносин. Тут найістотнішим для учнів виявляється оволодіння незвичною і принципово новою для них рольовою позицією користувача ЕОМ, яка є, безумовно, соціально вагомою. Тому особливо важливим стають уміння і навички використання інформаційно-пошукових систем, тобто вміння вилучати й обробляти необхідну інформацію з певної галузі. Широкий доступ до невідомих раніше даних, можливість аналізувати різноманітну інформацію також сприяють становленню особистості школяра.

Причому виховний ефект може бути досягнутий не тільки під час вивчення природничо-математичного циклу, а й на уроках з традиційно гуманітарних дисциплін. Запорукою цьому є аудіовізуальні можливості ЕОМ, які можуть, наприклад, залучати учнів (за умови відповідної імітації) до культури певної історичної формації, роблять їх "свідками" й "учасниками" захоплюючих подорожей і пригод, дають змогу "зіграти роль" свого улюбленого героя, моделюють ситуацію певного морального вибору тощо. Все це значною мірою впливає і на якість навчання, ефективність засвоєння знань, умінь та навичок.

Щоб досягти позитивного виховного ефекту, недоцільно, наприклад, довільно моделювати реальні історичні ситуації, надаючи учням змогу "підправляти" історію, необмежено варіювати сюжетні лінії відомих літературних творів і т.ін.

Шоб успішно розв'язувати задачі виховання й розвитку особи, працівники школи, зокрема вчителі, мають бути готові до вирішення як теоретичних, так і практичних проблем, пов'язаних з комп'ютерізацією навчання.

Розглядаючи процес засвоєння знань та методи навчання і його керованості, потрібно відмітити, що викладач безумовно не контролює і не може контролювати процес засвоєння знань і хід розумового розвитку в процесі навчання в усіх деталях у будь-який момент щодо кожного студента. Засоби керування залежать від методу або комплексу методів, застосованих для навчання в даному випадку.

Перша класифікація за основними етапами історичного розвитку навчання, способами передачі соціально-історичного досвіду новому поколінню включає такі методи [135].

1) інформаційно-повідомлююче навчання (забезпечує передачу і засвоєння готових знань, вміння їх відтворити);

2) пояснювально-ілюстративне навчання (забезпечує передачу, пояснення, обґрунтування, ілюстрацію готових соціальних знань, вміння їх відтворити, а також розв'язувати типові задачі, виконувати практичні роботи за зразком),

3) програмоване навчання (із закріпленням знань, умінь, навичок, а також репродуктивним рівнем розв'язання задач),

4) проблемне навчання (ситуативне навчання, що, крім раніше зазначеного, включає розгляд проблемних ситуацій, їх зняття і розв'язування, оволодіння досвідом пізнання на вивченні ситуацій);

5) продуктивне навчання (цілісне, включає разом проблемне, ігрове, модульне та навчання за новими методами або елементами, продуктивну працю тощо).

Інша класифікація за основними видами процесу навчання, змістом та дидактичними цілями передбачає:

1) процес, що включає лише засвоєння знань та їх відтворення за посібниками і розповіддю викладача (теоретичне навчання);

2) процес, що включає засвоєння знань та умінь, системи способів діяльності (теоретико-практичне навчання);

3) процес оволодіння системою знань та умінь, досвідом творчого їх застосування і подальшого розвитку (теоретико-дослідницьке навчання);

4) процес оволодіння системою знань і умінь, досвідом творчої діяльності, досвідом емоційно-ціннісного ставлення до навколишнього світу та себе, гуманних відносин (процес продуктивного навчання).

Класифікація за системами використовуваних методів навчання виділяє репродуктивне, активне, творчо-активне навчання.

Звичайно, міра такої готовності може бути різною. Згідно з концепцією трьохрівневого формування комп'ютерної грамотності педагогічних працівників, рівні підготовки визначаються залежно від місця, яке займає комп'ютер у професійній діяльності педагога. Перший рівень підготовки передбачає знання основ комп'ютерної грамотності; другий - оволодіння знаннями та вміннями, потрібними для побудови й практичної реалізації педагогічно виправданої технології комп'ютерного навчання (набуття насамперед знань психолого-педагогічних аспектів застосування ЕОМ); третій рівень - це готовність до участі в створенні комп'ютерних систем навчання, їх навчального забезпечення (вимагає спеціальних знань з теорії і технології проектування комп'ютерних навчальних програм, методів їх апробації, критеріїв ефективності тощо).

Реалізувати програму, окреслену трьома вказаними рівнями, досить непросто. Принаймні шляхи формування третього, вищого рівня комп'ютерної грамотності ще не апробовано, хоча про залучення педагогічних працівників до розробки програмно-педагогічних продуктів сказано чимало. І зараз є типовою ситуація, коли вчитель пропонує учням середніх та старших класів скласти навчальні програми, хоча сам не зовсім уявляє кінцевий результат.

Майбутній вчитель-фахівець з будь-якої дисципліни, а особливо з дисциплін точних наук, повинен знати ергономічні вимоги, які повинні бути представлені до: процедури взаємодії користувача з ЕОМ; видів діалогу користувача з ЕОМ; проектування дисплейних форматів; контролю помилок навчаючого; тимчасових параметрів діалогів учнів з ЕОМ; організації інформації на екрані; кодування інформації на екрані; мовам взаємодії користувача з ЕОМ.

Розглядаючи способи активізації пізнавальної діяльності і сучасні погляди на пізнання і навчання, потрібно відмітити, що до способів активізації діяльності студентів [135] належать ті, які спільно з методами засвоєння знань і вмінь, досвіду творчої діяльності та методами самоконтролю і контролю забезпечують оптимальну активність усіх студентів навчальної групи. Способи активізації пізнавальної діяльності належать до способів сформованості особистості.

Класифікація методів активізації діяльності студентів, формування їхньої творчої активності може бути здійснена за різними ознаками:

за рівнем творчої самостійності виділяють такі основні підгрупи: методи, які забезпечують репродуктивну, частково творчу, творчу та самодіяльну творчу активність. Вона також розрізняється своєю стійкістю в зоні близької, середньої і далекої дій.

за характером впливу на розум, почуття і волю студента з метою підвищення рівня активності (для інтенсифікації навчання) використовуються:

1) загальні методи виховання (методи формування свідомості, сучасної культури діяльності й гуманних відносин, моральних якостей особистості);

2) методи цілепокладання і мотивації;

3) методи стимулювання в зоні близького розвитку особистості;

4) методи формування позитивних емоцій;

5) методи вдосконалення міжособистісних і міжгрупових відносин у навчальній групі (співробітництва, співдружності, співтворчості).

Друга-п'ята підгрупи власне належать до групи методів активізації діяльності студентів. Для перших груп методів провідним є вплив на розум і почуття, а для останніх -- на почуття і волю, досягнутий рівень духовності. Третя-п'ята групи методів використовуються, як правило, для активізації дій студентів в зоні близької перспективи. Методи цілепокладання і мотивації (сьогоднішньої і завтрашньої радості) спрямовані на формування соціально значущих цілей, мотивів, пізнавальних інтересів, ціннісних орієнтацій, віри в свої сили. Серед методів цілепокладання слід виділяти висхідний, коли процес формування мети є внутрішнім для студентів, індивідуалізованим. Тут вони на підставі сформованих раніше ідей, наявного досвіду діяльності та поведінки, «випробуваних» радісних моментів і ситуацій легко приєднуються до розв'язування сформульованих і переконливо обґрунтованих цілей. Такий шлях появи цілі чи мотиву природний. Метод використовується, коли логіка організації навчально-виховного процесу збігається з логікою розвитку особистості студента та встановлено співдружність з викладачем. Низхідний метод цілепокладання передбачає формулювання мети викладачем та переведення її у внутрішнє, особисте для студента, методом переконання, прикладами, педагогічними вимогами тощо. На сучасному етапі при визначенні джерел знань і способів пізнання враховують всі сторони діяльності: практичну, дослідну, експериментальну, теоретичну та інноваційну (тобто впровадження нового від ідеї до виробництва). Навчально-пізнавальна і науково-пізнавальна діяльність реалізується за такими основними схемами: За вправами і завданнями, що підключені до навчального процесу; В.О. Онищук рекомендує розглядати їх у такій послідовності: підготовчі, вступні, пробні, тренувальні, творчі.

За характером навчально-пізнавальної діяльності В.Г. Безпалько пропонує виділяти впізнавання, відтворення, уміння, творчість, а Н.О. Половникова -- копіювання, відтворення, розв'язування відомим способом, конструювання, приєднання нових елементів, елементи творчості.

За характером організації пізнавальної діяльності І.Я. Лернер рекомендує дотримуватись схеми: здобуття навичок, формування окремих творчих процедур (евристик), розв'язування системи постійно ускладнюваних задач тощо. За характером пізнавальної діяльності, до якої входять творчі роботи на всіх етапах, виділяються такі: виявлення наявного золотого фонду знань і вмінь, частково творча діяльність за конкретними вказівками та евристиками, творча діяльність під час виконання заданої системи робіт, ініціативна творча діяльність, аналіз здобутого досвіду репродуктивної і творчої діяльності. Неважко помітити, що в перших варіантах початковою є репродуктивна діяльність. Лише в кінці цього шляху викладач «допускає» до творчих робіт. В останньому варіанті передбачено науково-пізнавальну діяльність з елементами репродуктивної, що забезпечує інтенсивний розвиток інтелекту. Творчий шлях засвоєння знань передбачає сприймання соціальних знань і способів діяльності в процесі спостережень, спілкування і праці в повному чи неповному вигляді; цілепокладання в умовах співробітництва; перетворюючу предметну діяльність студента; запам'ятовування та усвідомлення в процесі діяльності; творче відтворення засвоєних знань; досвід творчого і репродуктивного застосування засвоєного.

Отже, мета оволодіння комп'ютерною грамотністю для педагогів - це насамперед формування системи знань, умінь та навичок, які потрібні для роботи з ЕОМ у своїй діяльності. Зміст комп'ютерної грамотності для вчителів має свою специфіку. Невід'ємним компонентом його є психолого-педагогічні особливості застосування ЕОМ у навчанні.

2.2 ОРГАНІЗАЦІЯ НАВЧАЛЬНОГО ПРОЦЕСУ ПРИ ПОЄДНАННІ ТРАДИЦІЙНИХ ТА НІТ

Засоби навчання відіграють в педагогічній діяльності таку ж саму роль, як і знаряддя праці в будь-якому виробничому процесі. Від рівня їх розвитку і раціональної організації застосування в значній мірі залежить ефективність та кінцевий результат навчання. Не випадково деякі фахівці вважають, що впровадження техніки в практику навчання - подія така ж важлива, як у свій час було створення перших шкільних підручників.

Широке проникнення в навчальний процес сучасних технічних засобів навчання і електронних обчислювальних машин є характерним фактором розвитку вищої освіти. Технічне оснащення вузівського навчального процесу - це не дань моді, а об'єктивна необхідність, яка обумовлена всім ходом суспільно-історичного розвитку.

Певна річ, що сучасні ТЗН - це не панацея, яка покликана допомогти школі загалом вирішити всі поставлені перед нею завдання. Але те, що ми вже знаємо про дидактичні можливості ТЗН, дає нам право стверджувати, що вони можуть зробити суттєвий внесок у вдосконалення навчально-виховного процесу у вищій школі.

Зміни в структурі навчального процесу не слід розглядати як самоціль: з'явився технічний засіб - міняй схему навчання, що склалася, щоб цей засіб вписався в нову схему. Однак модернізація дидактичної системи вищої школи з урахуванням нових завдань підготовки спеціалістів і проникнення новітніх ТЗН в ВНЗ - це єдиний об'єктивний процес, викликаний усім ходом розвитку суспільства.

Академік В.М.Глушков писав [22], що " ...навіть в майбутньому ЕОМ не зможуть повністю замінити вчителя ". Що стосується часткової комп'ютеризації навчального процесу, то ця можливість в силу наявності великої наукової, матеріально-технічної, а також морально-психологічної бази не потребує корінної перебудови умов, що склалися, а отже стала реальною і конкретною. Більше того, впровадження ЕОМ в навчання стало необхідністю, оскільки метою його є "не оголошувати відому і однакову для всіх схему знань...", а розвивати "... різноманітність, своєрідність, індивідуальну неповторність" особистості.

Т.В.Колесник [14] зазначає, що навчання за допомогою ЕОМ - це принципово новий тип навчального процесу, що вимагає нових форм і методів навчальної та навчаючої діяльності. Використання ЕОМ змінює фукції викладача: він повинен заздалегідь визначити шляхи та розробити алгоритми оптимального керівництва всім навчальним процесом й окремим заняттям у тому числі. Істотною дидактичною особливістю навчання за допомогою ЕОМ є встановлення безпосередніх діалогів між студентом і машиною або діалогічного трикутника - студент-комп'ютер-викладач.

Такі діалоги допомагають розібратися у всіх труднощах, що виникають у процесі вивчення предмета при самостійному розв'язанні завдань, а викладачеві - спостерігати та контролювати якісний стан навчання.

Чи може техніка замінити викладача? Справа в тому, зазначає В.М.Кузнєцов [17], що розуміти під словом "замінити". Жодна машина не може взяти на себе роль педагога як суб'єкта педагогічного впливу, одна із найважливіших функцій якого - керувати пізнавальною діяльністю того, хто навчається, у взаємо-опосередкованому процесі викладання - навчання. Але технічний пристрій, виступаючи засобом навчання в руках педагога, може виконувати низку його функцій, передаючи навчальну інформацію або контролюючи її засвоєння. Час, що звільнився, викладач витрачає на здійснення таких функцій педагогічної діяльності, які не під силу електроніці.

Існує й інший погляд щодо марності й навіть "хибності" застосування нових засобів навчання без відчутних змін в адміністративній структурі навчальних закладів. Це твердження підкріплювалося навіть намаганнями деяких навчальних закладів в США ввести безперервний процес навчання, при якому кожен учень просувається вперед згідно зі своїм індивідуальним планом, закінчуючи курс у зручний для нього час.

Дійсно, досить розповсюджений серед неспеціалістів погляд про витіснення людини-викладача з навчального процесу і повної заміни його обчислювальною машиною може мати місце в конкретних специфічних умовах [18], наприклад: а) там, де немає чи не вистачає викладачів (малорозвинені країни); б) де учні розкидані географічно і не можуть бути забезпечені штатом викладачів; в) де економічно незручно створення організованого навчання (якщо підприємство невелике і учні працюють за плаваючим графіком). Низка дослідників стоять на позиціях застосування ЕОМ для дистанційного домашнього навчання, для спеціалізованого навчання глухих, сліпих, німих, розумово відсталих, "важких", "вразливих" та деяких інших особливих категорій учнів, а також для навчання в системі відкритих університетів [23].

Багато зарубіжних педагогів віддають перевагу ідеї так званого "перемежаючого" навчання, яке поєднує традиційні і нові прийоми та засоби [22], при цьому більшість дослідників схильні вважати ЕОМ засобом розширення можливостей людини, хоч і не заперечують того, що роль останньої суттєво зміниться.

Дослідження, проведені в США педагогічними лабораторіями на кошти Фонду Форда, стверджують, що в недалекому майбутньому електроніка та телебачення дозволять "одному професорові проводити лекції для великих аудиторій". В "новому педагогічному світі" майже не потрібні будуть педагоги (особливо, у вузах). Нові технічні засоби навчання немовби роблять застарілою ту точку зору, що краща освіта досягається малими групами та за допомогою висококваліфікованих вчителів.

За даними ООН, людина запам'ятовує лише 10% прочитаного, 20% - почутого, 30% - побаченого. Якщо людина чує та бачить, рівень запам'ятовування підвищується до 50%, а якщо чує, бачить, а потім обговорює, то і до 70%. Використання аудіовізуальних засобів до того ж скорочує на 40% необхідний для навчання час і на 20% збільшує об'єм засвоєної інформації [21].

Використовується останнім часом і нова технологія, що дозволяє подолати "тиранію відстаней". Віце-президент австралійського університету професор Ф.Джевонс в зв'язку з цим говорить: "У вік мікрокомп'ютеризації друкованих матеріалів недостатньо". Тому зроблені кроки в новому напрямі. Почалось здійснення програми підготовки комп'ютерних спеціалістів за допомогою "дистанційного навчання" (з використанням персональних комп'ютерів студентів). Вони можуть бути задіяні як "індивідуальні робочі станції", а також під'єднуватися до центральної ЕОМ. Електронна пошта підтримує постійний зв'язок. Тепер справа за тим, щоб створити таку ефективну систему навчання, яка б відповідала можливостям цієї технології" [21].

Аналогічна система навчання існує в США. Тут вона отримала назву "Електронний університет". Вже багато років компанія "Нешнл едьюкейшн корп" експлуатує систему освіти "Еднет" ("Мережі освіти"). Бум, який розгорнувся останніми роками навколо "інформаційної технології", сприяв прогресу "педагогічної технології". З'явилась можливість під її егідою з'єднати телевізор з комп'ютером, так би мовити, запрягти цю "пару гнідих" у віз освіти.

Висновок педагогів і студентів на диво одностайний: об'єднання телебачення і комп'ютерів дасть змогу розширити навчальну аудиторію, підвищивши рівень її знань. Усе більша кількість коледжів та університетів пропонують американській аудиторії "електронно-телевізійні види навчання".

Зокрема, Г. Паск бачить майбутнього викладача або як персонального наставника, який повинен приєднуватися до навчання тільки у випадку необхідності, виявленої машиною, або як психіатра, який вступає в гру там, де "... з учнем станеться що-небудь "патологічне" [15]. Цікаве обгрунтування подібного підходу пропонується британськими дослідниками Л.Кенді та Е.Едмондзом у застосуванні його при вивченні рідної мови. Виходячи із традиційної англійської системи навчання, згідно з якою до кожного класу приписано два викладачі (вчитель, який веде групові заняття, і наставник, який приєднується до тих, у кого виникають труднощі), Л.Кенді і Е.Едмондз віддають комп'ютеру роль наставника, що, на їх погляд, повинно забезпечити необхідний ступінь індивідуалізації навчання [21].

Англійські педагоги К.А. Томас, Д.К. Девіс, Д. Опеншоу, Д.В. Берд, поділяючи погляд Г. Паска, пропагують використання ЕОМ для "... виконання шаблонної і часто втомлюючої роботи з тренування учнів і вивчання ними фактичного матеріалу...", залишаючи викладачеві "дійсне навчання", побачивши "... істинне поле їх відповідальності у керуванні розвитком особистості" [18].

Про спробу протиставити машину викладачеві, що викликала деяке розчарування учнів в низці навчальних закладів США, пише Н.П. Іванов, на думку якого, ЕОМ ефективна лише в тих випадках, якщо вона доповнює традиційно складені форми і методи навчання принципово новими, а не просто копіює їх [19]. В цілому, не слід допускати, щоб введення нових методів перетворювалося "в самоціль". Вони повинні вписуватись у загальну систему методів і форм роботи з учнями.

Висновки, що роблять дослідники в тих країнах, де накопичений величезний досвід комп'ютеризації, перш за все в розвинутих країнах, полягають в тому, що реальні досягнення в цій галузі не дають підстав вважати, що застосування ЕОМ кардинально змінить традиційну систему навчання на кращу. Не можна просто запроваджувати комп'ютер у звичний навчальний процес і сподіватися, що він зробить революцію в освіті. Потрібно змінювати саму концепцію навчального процесу, проектувати принципово іншу технологію навчання, в якій комп'ютер органічно вписався б як новий, потужний засіб. В закордонній літературі відзначається, що засоби впровадження комп'ютера базуються на концепції освіти, основною метою якої є накопичення знань, умінь, навичок, необхідних для виконання професійних функцій в умовах індустріального виробництва. В даний час суспільство знаходиться на етапі переходу до інформаційних технологій виробництва і стара концепція освіти вже не відповідає його вимогам.

Проблеми комп'ютеризації навчання не зводяться до масового виробництва комп'ютерів і впровадження їх в існуючий навчальний процес. Зміна засобів навчання, як, зрештою, зміна в будь-якій ланці дидактичної системи, неминуче призводить до перебудови всієї цієї системи. Використання обчислювальної техніки розширює можливості людини. Проте вона є лише інструментом, знаряддям розв'язання задач, і її застосування не повинне перетворюватись у самоціль, моду або формальний захід.

Необхідно, перш за все, визначити конкретну мету і зміст навчання в комп'ютерному варіанті. І якщо виявиться, що мета може бути досягнута за допомогою традиційних, надійних, звичних для викладача і учнів засобів, то краще за все звернутися саме до них. Для комп'ютерного навчання доцільно відбирати тільки той зміст, розгортання і засвоєння якого не може обійтися без ЕОМ

Використання ЕОМ у навчальному процесі дещо змінює функції викладача, оскільки здійснюється їх перерозподіл між викладачем і ЕОМ. При цьому машині передаються лише ті функції, з якими вона може справитися ефективніше за викладача. Програма і технічна система ЕОМ допомагають автору програми компонувати інформацію, планувати її зміни, видавати креслення, таблиці, графіки на екран дисплея. Подання інформації може здійснюватися в будь-якому тимчасовому режимі, а наявність дидактичних засобів виділенням інформації (наочність, підкреслювання, штрифування, кольорове зображення тощо) значно підвищує реалізацію інформаційної функції ЕОМ. Особливої уваги при цьому заслуговує структурування матеріалу, який при навчанні краще сприймається з екрана дисплея.

Сприйняття матеріалу при використанні ЕОМ поліпшується за рахунок різних дидактичних можливостей ЕОМ: наочності, підкреслювання, обертання, кольорового зображення тощо. Особливість процесу навчання за допомогою ЕОМ викликає інтерес до навчання і сприяє активізації та зосередженню уваги студентів на предметі. Цьому сприяють також діалогова форма роботи, безперервний контроль і негайне підкріплення відповіді.

Умови роботи на ЕОМ спонукають студентів до активної і напруженої діяльності, оскільки вони усвідомлюють можливість контролю викладачем, а також самоконтролю завдяки порівнянню та узагальненню матеріалу, що вивчається. Проведення самоконтролю допомагає студентам не лише корегувати свою відповідь, але й виправити зроблені ними помилки та значно розширити пам'ять завдяки перегляду матеріалу на екрані дисплея.

Процес навчання в інститутах нерозривно пов'язаний з використанням креслень, графіків, діаграм, формул, що дозволяє подавати інформацію в ущільненому вигляді. Це сприяє розвиткові високого рівня абстракції у студентів. Дидактичні можливості сучасних ЕОМ щодо зображення графічної інформації дозволяють демонстрацію конкретних предметів замінити схематичними або символічними зображеннями, використовувати наочність як спосіб абстрагування та формування проблемних ситуацій. Крім того, ЕОМ створює умови для переходу на більш високий рівень інтелектуальної праці, бо чим більше автоматизується в машинних процесах діяльність людини, тим більше підвищується її психологічний рівень і вона може краще проявити свої творчі здібності.

При традиційних формах навчання викладач не може враховувати всі індивідуальні особливості студентів і орієнтує навчальний процес на середнього студента з точки зору не лише його успішності, але й рівня психологічних характеристик.

Значну допомогу викладачеві може надати використання ЕОМ для психодіагностичного тестування студентів, наприклад, визначення об'єму пам'яті, концетрації уваги, репродуктивності розумових процесів, оригінальності мислення та ін.

Безперечна ефективність використання ЕОМ також при здійсненні поточного і проміжного контролю знань студентів, оскільки вона значно спрощує розробку алгоритму навчання та допомагає викладачеві проводити ці форми контролю. ЕОМ може оцінити знання студентів більш об'єктивно та обгрунтовано, хоча її виховні функції менші, ніж при традиційних формах навчання [21].

Навчальний процес, як і кожний інший, пов'язаний з управлінською діяльністю людини, може бути описаний сукупністю компонентів, які відображають:

- структуру процесу, тобто основні й складові частини, що в традиційній технології навчання можуть бути подані як лекція, консультація, практичне заняття, лабораторна робота, завдання на проектування, цільовий контроль (залік, іспит, захист, колоквіум);

- технологію процесу, тобто взаємний зв'язок структурних частин навчального процесу в часі й домовленості про послідовність операцій, спрямованих на формування певних знань, умінь і навичок;

- інформаційні потоки, утотожнені в навчальному процесі зі змістом і обсягом навчальної інформації, яку згідно з навчальним планом регламентовано одержує студент;