Современные информационные технологии в образовании: дидактические проблемы; перспективы использования

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Современные информационные технологии в образовании:

дидактические проблемы; перспективы использования

И. Роберт

МОСКВА

"Школа-Пресс"

1994

ВВЕДЕНИЕ

Современный период развития цивилизованного общества характеризует процесс информатизации.

Информатизация общества -- это глобальный социальный процесс, особенность которого состоит в том, что доминирующим видом деятельности в сфере общественного производства является сбор, накопление, продуцирование, обработка, хранение, передача и использование информации, осуществляемые на основе современных средств микропроцессорной и вычислительной техники, а также на базе разнообразных средств информационного обмена. Информатизация общества обеспечивает:

* активное использование постоянно расширяющегося интеллектуального потенциала общества, сконцентрированного в печатном фонде, и научной, производственной и других видах деятельности его членов,

* интеграцию информационных технологий с научными, производственными, инициирующую развитие всех сфер общественного производства, интеллектуализацию трудовой деятельности;

* высокий уровень информационного обслуживания, доступность любого члена общества к источникам достоверной информации, визуализацию представляемой информации, существенность используемых данных.

Применение открытых информационных систем, рассчитанных на использование всего массива информации, доступной в данный момент обществу в определенной его сфере, позволяет усовершенствовать механизмы управления общественным устройством, способствует гуманизации и демократизации общества, повышает уровень благосостояния его членов. Процессы, происходящие в связи с информатизацией общества, способствуют не только ускорению научно--технического прогресса, интеллектуализации всех видов человеческой деятельности, но и созданию качественно новой информационной среды социума, обеспечивающей развитие творческого потенциала индивида.

Одним из приоритетных направлений процесса информатизации современного общества является информатизация образования -- процесс обеспечения сферы образования методологией и практикой разработки и оптимального использования современных или, как их принято называть, новых информационных технологий (НИТ), ориентированных на реализацию психолого-педагогических целей обучения, воспитания. Этот процесс инициирует:

* совершенствование механизмов управления системой образования на основе использования автоматизированных банков данных научно-- педагогической информации, информационно-методических материалов, а также коммуникационных сетей;

* совершенствование методологии и стратегии отбора содержания, методов и организационных форм обучения, воспитания, соответствующих задачам развития личности обучаемого в современных условиях информатизации общества;

* создание методических систем обучения, ориентированных на развитие интеллектуального потенциала обучаемого, на формирование умений самостоятельно приобретать знания, осуществлять информационно-учебную (Глава 1, п. 1.2.), экспериментально -- исследовательскую деятельность (Глава III, II. 4.2.), разнообразные виды самостоятельной деятельности по обработке информации;

* создание и использование компьютерных тестирующих, диагностирующих методик контроля и оценки уровня знаний обучаемых.

Информатизация образования как процесс интеллектуализации деятельности обучающего и обучаемого, развивающийся но основе реализации возможностей средств новых информационных технологий (Глава 1, п. 1.2.), поддерживает интеграционные тенденции процесса познания закономерностей предметных областей и окружающей среды (социальной, экологической, информационной и др.), сочетая их с преимуществами индивидуализации и дифференциации обучения, обеспечивая том самым синергизм педагогического воздействия (Глава III, п. 3.1.).

Предлагаемая читателю монография посвящена решению основных проблем информатизации образования на концептуальном уровне. В ней исследуются возможности средств новых информационных технологий, педагогическая целесообразность их использования, психолого-педагогические требования, предъявляемые к ним, оптимальные условия их применения. В книге предложены пути реализации концептуальных положений: создание и применение учебно-материальной базы обеспечения процесса информатизации образования. Представлен также состав учебно-материальной базы, описано назначение учебно-методических комплексов, в состав которых входят средства обучения, функционирующие на базе новых информационных технологий и предназначенные, в частности, для поддержки процесса преподавания общеобразовательных предметов. Кроме того, в монографии рассматривается вопрос целесообразности использования учебного, демонстрационного оборудования, сопрягаемого с ЭВМ, предназначенного для организации и осуществления экспериментально-исследовательской деятельности. Особое внимание в монографии уделено анализу возможностей программных средств и систем учебного назначения и педагогической целесообразности их использования в процессе обучения. Анализ проведен с позиций авторских концептуальных положений (Глава 1) и основан на экспертизе отечественных и зарубежных программных средств и систем (1987 - 1994 гг.), в частности, представленных на Всесоюзную экспертную комиссию по оценке качества педагогических программных средств (1987 -- 1991 гг.), на Экспертную комиссию при Министерстве образования РФ (1992 -- 1994 it.), а также на выставки, организованные на ВДНХ (1989 - 1991 гг.).

На основе опыта оценки качества программных средств и систем, используемых в сфере образования, и анализа различных подходов к проблеме оценки эффективности их применения в монографии предлагается экспортно-аналитический подход к оценке качества программных средств учебного назначения, основанный на трехэтапной деятельности эксперта при использовании им набора показателей для характеристики программного средства (Глава 1, п. 3.4.).

По результатам анализа программных продуктов и других материалов международных конференций и семинаров, посвященных проблемам применения в сфере образования технологии Мультимедиа и систем "Виртуальная реальность" (1991--1994 гг.), в монографии описываются перспективные направления педагогической технологии, использующей возможности современных средств работы с аудиовизуальной информацией, способствующей реализации интенсивных форм и методов обучения в целях развития личности обучаемого, формирования творческого подхода к самостоятельному приобретению знаний.

Материалы монографии адресованы учителям, методистам, директорам школ, преподавателям средних и высших учебных заведений, студентам педагогических высших учебных заведений, научным сотрудникам, сфера деятельности которых связана с теоретическими проблемами разработки и практикой использования в образовательных целях средств новых информационных технологий.

От автора

Педагогика в качестве науки о целенаправленной, специально организованной, систематической деятельности по формированию индивида, а также о содержании, организационных формах и методах образования существует всего несколько сот лет. В других своих ипостасях - как искусство или как ремесло - педагогика насчитывает многие тысячелетия. Даже беглый ретроспективный взгляд на проблему передачи подрастающему поколению накопленного потенциала знаний и умений убеждает в том, что приоритетными всегда являлись те цели и задачи, которые в той или иной мере адекватно отражали насущные потребности общества в данный период его развития. Вместе с тем всегда существовал и некий инвариант, который по мере движения человечества вперед по пути цивилизации сформировался в весьма значимую метацель: развитие личности индивида в гармонии трех ее начал (аспектов) - духовного, интеллектуального, физического. Ничуть не умаляя значения каждого из аспектов и рассматривая общее развитие индивида как гармоничное развитие личности, обратимся к проблемам интеллектуального развития, развития творческого потенциала как высшего начала человека. При этом термин интеллект будем рассматривать в самом общем плане как способность мышления, познания, инициирующая умственное развитие личности. Раскрытие природой заложенных возможностей и способностей к познанию, творческой инициативе, их систематическое развитие, совершенствование и своевременная реализация - вот тот путь, которым в идеале следует пройти каждому человеку в процессе становления личности. Современные социологические и психолого-педагогические исследования убеждают в том, что человек, реализовавший себя, свой творческий потенциал, бескомплексная личность. А это, как минимум, является необходимым условием комфортного существования как самого человека, так и общества в целом для дальнейшего движения по пути совершенствования и самосовершенствования. Градиент движения, по всей видимости, зависит от выполнения трех условий: раскрытие индивидуальных возможностей человека, их развитие и реализация на благо обществу и себе. Назовем их сокращенно "условия ЗР" ("условия трех эр"). Обязательность выполнения "условий ЗР" в процессе формирования личности ребенка ни у кого, как правило, не вызывает сомнения. Однако, как учит нас история развития общества, для достижения благих целей одного только доброго желания любящих, мудрых родителей и умных, образованных учителей или наставников, увы, недостаточно.

Важность вышеизложенного особо возрастает в наше время, в век глобальной компьютеризации и информатизации, предоставляющий современному человеку невиданные ранее средства усиления его умственных возможностей, средства, позволяющие к тому же интенсифицировать процессы интеллектуального развития индивида. Так, использование возможностей средств современных информационных технологий позволяет: инициировать процессы развития определенных типов мышления (например, наглядно - образного, теоретического); интенсифицировать процессы развития памяти, внимания, наблюдательности; сформировать качества лидера, способного к руководящей и организационной деятельности. Достаточно широко известна также роль компьютера в развитии творческих возможностей музыканта. Современный музыкант, используя электронные средства, может не только с легкостью создавать композиции, разнообразные аранжировки, вариации на любую заданную музыкальную тему, но и творить новое. Не меньший интерес представляет собой новое направление в живописи, так называемый видеоарт (видеоживопись). Впервые за всю мировую историю искусств художнику предоставляется возможность оживить свои произведения, представить их в движении, в развитии. Образно выражаясь, современные информационные технологии открывают окно в потаенный мир человеческой фантазии, обеспечивая возможность моделирования изображаемой художником реальности в ее временном развитии.

Вместе с тем ни у кого не вызывает сомнения и то, что, какими бы заманчивыми ни были эти средства, какими бы уникальными возможностями они ни обладали, приоритетным всегда остается принцип "не навреди". По этой причине необходимо особое внимание уделить предположительным негативным последствиям использования этих средств, а в особенности компьютера. Тем более, что уже никто не в силах запретить или ограничить применение компьютерной техники на производстве, в науке, в образовании, в быту, во время досуга (особенно при активном увлечении компьютерными играми). К предполагаемым негативным последствиям использования средств современных информационных технологий можно отнести, во - первых, возможный вред здоровью (например, при длительной и бесконтрольной работе за компьютером) и, во - вторых, педагогически немотивированное их использование (например, игнорирование дидактических принципов обучения, использование средства только ради самого факта его применения, преобладание игровой компоненты над учебной), не приводящее к позитивным результатам в области развития личности обучаемого или интенсификации учебного процесса. Первое достаточно легко устранимо при безоговорочном соблюдении ограничений (например, по времени использования компьютера), устанавливаемых гигиенистами, психологами и педагогами. Так, например, использование методических рекомендаций по оборудованию специализированного кабинета информатики и вычислительной техники [36], [56] позволяет соблюдать педагогические и гигиенические требования к оформлению кабинета, к планировке и размещению в нем рабочих мест; организовывать различные виды учебной деятельности; осуществлять индивидуальную, групповую, коллективную работу со средствами современных информационных технологий, в частности с компьютером. Грамотное соблюдение подобных рекомендаций сможет гарантировать не только обеспечение принципа "не навреди", но и реализацию педагогических целей (Глава I, п. 1.3.) использования средств современных информационных технологий. Другая возможная опасность кроется в бессистемном, педагогически необоснованном использовании средств современных информационных технологий. Это, к сожалению, более распространенное и даже массовое явление, нежели нарушение гигиенических требований. Так, например, применение программных средств в учебных целях, ориентированных на игровую деятельность, зачастую сводит всю работу ученика к бездумному выполнению примитивного набора команд, к автоматическому нажатию клавиш. Такая деятельность не только не способствует освоению учебного материала, но развивает азарт, приводит к так называемой компьютеромании. Или другой пример. Использование компьютерных программ, представляющих на экране текст книги для ее прочтения, никак нельзя считать педагогически оправданным, так как возможности средств современных информационных технологий (Глава I, п. 1.2.) позволяют обеспечить осуществление таких видов учебной деятельности, которые известными ранее педагогике средствами обеспечить было нельзя. А прочтение текста можно осуществить и традиционно - с листа книги, тем более что длительное чтение с экрана компьютера вредно для глаз. Подобные примеры педагогически нецелесообразного использования возможностей компьютера можно продолжить. Но еще больше можно сказать о неиспользуемых в педагогических целях возможностях средств современных информационных технологий. В связи с этим на первый план выступает необходимость создания теоретической базы, описывающей педагогическую целесообразность использования средств современных информационных технологий, методику, обеспечивающую реализацию этих возможностей с целью интенсификации образовательного процесса и, конечно, выполнения "условий 3P". Не менее важным является необходимость оградить, обезопасить психологию личности от возможной персонификации технического средства вообще и компьютера в частности. Описанию определенных подходов к решению вышеназванных проблем, в частности как поставить на службу педагогике средства современных информационных технологий, как обеспечить выполнимость "условий ЗР", используя их уникальные, с точки зрения педагогических применений, возможности, и при этом не нанести вреда обучаемому, - этим вопросам посвящена предлагаемая читателю монография.

Теперь несколько слов о возможных вариантах прочтения книги. Принимая во внимание информационную насыщенность жизни и деятельности современного читателя, автор предлагает два варианта ее прочтения. Первый вариант - обычный, но читателю рекомендуется обращать внимание на два вида выделенного в тексте шрифта. Так, обычным выделенным шрифтом отмечаются новые термины, понятия, словосочетания, описание которых представлено в тексте монографии. Выделенный курсивом текст обращает внимание читателя на основные выводы и обобщения, приведенные в монографии. Второй вариант прочтения книги реализуется, если читать только текст, выделенный курсивом. При этом читатель сможет ознакомиться с кратким содержанием авторских теоретических положений и результатов исследований, представленных в монографии. Предоставленная возможность поможет читателю ознакомиться с книгой в ее сокращенном изложении, описывающем суть проблем, затронутых автором, и предлагаемые пути их решения.

В конце книги читателю предлагается "Толковый словарь словосочетаний и выражений к тексту монографии", содержащий толкование, объяснение терминов и понятий, связанных с проблемами информатизации образования, а также с описанием использования возможностей средств современных информационных технологий в целях совершенствования учебного процесса, развития интеллектуального потенциала обучаемого.

ГЛАВА 1

ДИДАКТИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОЗМОЖНОСТЕЙ СРЕДСТВ НОВЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

1. Направления внедрения средств новых информационных технологий в образование

Под средствами новых информационных технологий (СНИТ) будем понимать программно-аппаратные средства и устройства, функционирующие на базе микропроцессорной, вычислительной техники, а также современных средств и систем информационного обмена, обеспечивающие операции по сбору, продуцированию, накоплению, хранению, обработке, передаче информации.

К СНИТ относятся [10], [41], [47], [48]: ЭВМ, ПЭВМ; комплекты терминального оборудования для ЭВМ всех классов, локальные вычислительные сети, устройства ввода--вывода информации, средства ввода и манипулирования текстовой и графической информацией, средства архивного хранения больших объемов информации и другое периферийное оборудование современных ЭВМ; устройства для преобразования данных из графической или звуковой форм представления данных в цифровую и обратно; средства и устройства манипулирования аудиовизуальной информацией (на базе технологии Мультимедиа и систем "Виртуальная реальность"); современные средства связи; системы искусственного интеллекта; системы машинной графики, программные комплексы (языки программирования, трансляторы, компиляторы, операционные системы, пакеты прикладных программ и пр.) и др.

1.1 Ускорение научно--технического прогресса, основанное на внедрении в производство гибких автоматизированных систем, микропроцессорных средств и устройств программного управления, роботов и обрабатывающих центров, поставило перед современной педагогической наукой важную задачу -- воспитать и подготовить подрастающее поколение, способное активно включиться в качественно новый этап развития современного общества, связанный с информатизацией. Решение вышеназванной задачи -- выполнение социального заказа общества -- коренным образом зависит как от технической оснащенности учебных заведений электронно -- вычислительной техникой с соответствующим периферийным оборудованием, учебным, демонстрационным оборудованием, функционирующим на базе СНИТ, так и от готовности обучаемых к восприятию постоянно возрастающего потока информации, в том числе и учебной.

Повсеместное использование информационных ресурсов, являющихся продуктом интеллектуальной деятельности наиболее квалифицированной части трудоспособного населения общества, определяет необходимость подготовки в подрастающем поколении творчески активного резерва. По этой причине становится актуальной разработка определенных методических подходов к использованию СНИТ для реализации идей развивающего обучения [4], развития личности обучаемого. В частности, для развития творческого потенциала индивида, формирования у обучаемого умения осуществлять прогнозирование результатов своей деятельности, разрабатывать стратегию поиска путей и методов решения задач -- как учебных, так и практических.

Не менее важна задача обеспечения психолого-- педагогическими и методическими разработками, направленными на выявление оптимальных условий использования СНИТ в целях интенсификации учебного процесса, повышения его эффективности и качества.

Актуальность вышеперечисленного определяется не только социальным заказом, но и потребностями индивида к самоопределению и самовыражению в условиях современного общества этана информатизации.

1.2 Особого внимания заслуживает описание уникальных возможностей СНИТ [41], [44], [45], [47], реализация которых создает предпосылки для небывалой в истории педагогики интенсификации образовательного процесса, а также создания методик, ориентированных на развитие личности обучаемого. Перечислим эти возможности:

* незамедлительная обратная связь между пользователем и СНИТ;

* компьютерная визуализация учебной информации (Глава 1, п. 2.2.3.) об объектах или закономерностях процессов, явлений, как реально протекающих, так и "виртуальных";

* архивное хранение достаточно больших объемов информации с возможностью ее передачи, а также легкого доступа и обращения пользователя к центральному банку данных;

* автоматизация процессов вычислительной информационно--поисковой деятельности, а также обработки результатов учебного эксперимента с возможностью многократного повторения фрагмента или самого эксперимента;

* автоматизация процессов информационно-методического обеспечения, организационного управления учебной деятельностью и контроля за результатами усвоения.

Реализация вышеперечисленных возможностей СНИТ позволяет организовать такие виды деятельности как.'

* регистрация, сбор, накопление, хранение, обработка информации об изучаемых объектах, явлениях, процессах, в том числе реально протекающих, и передача достаточно больших объемов информации, представленной в различных формах;

* интерактивный диалог -- взаимодействие пользователя с программной (программно--аппаратной) системой, характеризующееся в отличие от диалогового, предполагающего обмен текстовыми командами (запросами) и ответами (приглашениями), реализацией более развитых средств ведения диалога (например, возможность задавать вопросы в произвольной форме, с использованием "ключевого" слова, в форме с ограниченным набором символов); при этом обеспечивается возможность выбора вариантов содержания учебного материала, режима работы;

* управление реальными объектами (например, учебными роботами, имитирующими промышленные устройства или механизмы);

* управление отображением на экране моделей различных объектов, явлений, процессов, в том числе и реально протекающих;

* автоматизированный контроль (самоконтроль) результатов учебной деятельности, коррекция по результатам контроля, тренировка, тестирование.

Ввиду того что вышеперечисленные виды деятельности основаны на информационном взаимодействии между обучаемым (обучаемыми), преподавателем и средствами новых информационных технологий и вместе с тем направлены на достижение учебных целей, назовем ее информационно-учебной деятельностью.

1.3 Учитывая вышеизложенное (Глава 1, п. 1.1., п. 1.2.), выделим педагогические цели использования СНИТ.

1.3.1 Развитие личности обучаемого, подготовка индивида к комфортной жизни в условиях информационного общества:

* развитие мышления, (например, наглядно-действенного, наглядно--образного, интуитивного, творческого, теоретического видов мышления);

* эстетическое воспитание (например, за счет использования возможностей компьютерной графики, технологии Мультимедиа);

* развитие коммуникативных способностей (в [35], с. 56);

* формирование умений принимать оптимальное решение или предлагать варианты решения в сложной ситуации (например, за счет использования компьютерных игр, ориентированных на оптимизацию деятельности по принятию решения);

* развитие умений осуществлять экспериментально-исследовательскую деятельность (например, за счет реализации возможностей компьютерного моделирования (Глава 1, п. 2.4.6.; Глава II, п. 1.8.) или использования оборудования, сопрягаемого с ЭВМ);

* формирование информационной культуры, умений осуществлять обработку информации (например, за счет-использования интегрированных пользовательских пакетов, различных графических и музыкальных редакторов).

1.3.2 Реализация социального заказа, обусловленного информатизацией современного общества:

* подготовка специалистов в области информатики и вычислительной техники;

* подготовка пользователя средствами новых информационных технологий.

1.3.3 Интенсификация всех уровней учебно-воспитательного процесса:

* повышение эффективности и качества процесса обучения за счет реализации возможностей СНИТ (Глава 1, п. 1.2.);

* обеспечение побудительных мотивов (стимулов), обусловливающих активизацию познавательной деятельности (например, за счет компьютерной визуализации учебной информации (Глава 1, п, 2.2,3.), вкрапления игровых ситуаций, возможности управления, выбора режима учебной деятельности);

* углубление межпредметных связей за счет использования современных средств обработки информации, в том числе и аудиовизуальной, при решении задач различных предметных областей.

1.4 Сформулированные выше педагогические цели определяют основные направления внедрения СНИТ в образование. Перечислим их.

1.4.1 Использование СНИТ в качестве средства обучения, совершенствующего процесс преподавания, повышающего его эффективность и качество. При этом обеспечивается:

* реализация возможностей программно-методического обеспечения современных ПЭВМ [17], [20], [32], [42], [43], [90], [91], [101], [102] и лр. в целях сообщения знаний, моделирования учебных ситуаций. осуществления тренировки, контроля за результатами обучения;

* использование объектно--ориентированных программных средств или систем (например, системы подготовки текстов, электронных таблиц, баз данных) в целях формирования культуры учебной деятельности;

* реализация возможностей систем искусственного интеллекта в процессе применения обучающих интеллектуальных систем.

1.4.2 Использование СНИТ к качестве инструмента познания окружающей действительности и самопознания.

1.4.3 Использование СНИТ в качестве средства развития личности обучаемого.

1.4.4 Использование СНИТ в качестве объекта изучения (например, в рамках освоения курса информатики).

1.4.5 Использование СНИТ в качестве средства информационно--методического обеспечения и управления учебно--воспитательным процессом. учебными заведениями, системой учебных заведений.

1.4.6 Использование СНИТ в качестве средства коммуникаций (например, на базе асинхронной телекоммуникационной связи) в целях распространения передовых педагогических технологий.

1.4.7 Использование СНИТ в качестве средства автоматизации процессов контроля, коррекции результатов учебной деятельности, компьютерного педагогического тестирования и психодиагностики.

1.4.8 Использование СНИТ в качестве средства автоматизации процессов обработки результатов эксперимента (лабораторного, демонстрационного) а управления учебным оборудованием.

1.4.9 Использование СНИТ в качестве средства организации интеллектуального досуга, развивающих игр.

2. Теоретические основы создания и использования программных средств учебного назначения

Из всего многообразия педагогических применений СНИТ (Глава 1, н. 1.3.) особо следует выделить использование программных средств (ПС) а связи с их широкой популярностью в практике отечественного и зарубежного образовательного процесса. Несмотря на многолетний опыт использования разнообразных типов ПС в учебных целях, их потенциальные возможности остаются неисчерпанными. Причиной этого является как неразработанность теоретических основ, раскрывающих целесообразность создания и применения ПС в целях обучения, так и отсутствие четкой классификации или типологии, комплекса требований, предъявляемых к ним.

Проблемы разработки и использования программных средств учебного назначения опираются на ряд теоретических положений, представляющих:

* педагогическую целесообразность применения ПС учебного назначения;

* функциональное назначение отдельных типов ПС, используемых в целях обучения;

* типологию ПС по методическому назначению;

*требования к ПС, используемым в учебно-воспитательном процессе. Перейдем к дефинициям.

2.1 Программным средством учебного назначения будем называть ПС, в котором отражается некоторая предметная область, в той или иной мере реализуется технология ее изучения, обеспечиваются условия для осуществления различных видов учебной деятельности. Программное средство учебного назначения обычно предназначается для использования в учебно-воспитательном процессе, при подготовке, переподготовке и повышении квалификации кадров сферы образования, в целях развития личности обучаемого, интенсификации процесса обучения.

Использование программного средства учебного назначения ориентировано на:

* решение определенной учебной проблемы, требующей ее изучения и (или) разрешения, -- проблемно-ориентированные ПС;

* осуществление некоторой деятельности с объектной средой (например, с системой подготовки текстов, информационно--поисковой системой, базой данных) -- объектно-ориентированные ПС;

* осуществление деятельности в некоторой предметной среде (в идеале -- со встроенными элементами технологии обучения) -- предметно-ориентированные ПС.

С помощью ПС можно представлять на экране в различной форме учебную информацию; инициировать процессы усвоения знаний, приобретения умений и (или) навыков учебной или практической деятельности; эффективно осуществлять контроль результатов обучения, тренаж, повторение; активизировать познавательную деятельность обучаемых; формировать и развивать определенные виды мышления.

2.2 Педагогическая целесообразность использования программно-методического обеспечения учебно-воспитательного процесса

2.2.1 При разработке и использовании программного средства в учебных целях возникает необходимость в создании учебно-методических и инструктивных материалов, обеспечивающих процесс его применения.

Следовательно, возникает необходимость в формировании так называемого программно-методического обеспечения (ПМО) учебно-воспитательного процесса, которое представляет собой комплекс, включающий:

* программное средство учебного назначения (Глава 1, п. 2.1.) или пакет программных средств учебного назначения;

* инструкцию для пользователя программным средством учебного назначения или пакетом программных средств учебного назначения;

* описание методики (методические рекомендации) по использованию программного средства учебного назначения или пакета программных средств учебного назначения.

При этом возможна разработка методических рекомендаций отдельно для преподавателя и для обучаемого.

ПС учебного назначения с сопровождающей учебно -- методической документацией рассматривается в монографии как качественно новое средство обучения, уникальные возможности которого принципиально отличают его от всех известных ранее педагогике средств обучения.

Однако само по себе использование этих уникальных возможностей вряд ли может быть самоцелью в вопросе целесообразности применения ПС, так как далеко не всегда педагогически оправданно использование компьютерной программы на уроке, замена ею других средств обучения.

2.2.2 Педагогическая целесообразность использования ПМО в учебном процессе фундируется целями развития личности индивида и, кроме того, основывается на определенном методическом назначении ПС. Последнее определяется методическими целями, реализация которых возможна только с помощью ПС либо обусловлена необходимостью интенсификации процесса обучения, переводом его на качественно более высокий уровень. Это создает основания для применения ПМО в обучении, что констатируется педагогическим экспериментом или обосновывается оценкой качества ПМО, ПС, например, по специальным оценочным листам качества ПС учебного назначения (Глава 1, п. 3.4.).

2.2.3 Перечислим наиболее значимые, с позиции дидактических принципов, методические цели, которые наиболее эффективно реализуются с использованием ПС

* индивидуализация и дифференциация процесса обучения (например, за счет возможности поэтапного продвижения к цели по линиям различной степени сложности);

* осуществление контроля с обратной связью, с диагностикой ошибок (констатация причин ошибочных действий обучаемого и предъявление на экране компьютера соответствующих комментариев) по результатам обучения (учебной деятельности) и оценкой результатов учебной деятельности,

* осуществление самоконтроля и самокоррекции;

* осуществление тренировки в процессе усвоения учебного материала и самоподготовки учащихся,

* высвобождение учебного времени за счет выполнения на ЭВМ трудоемких вычислительных работ и деятельности, связанной с числовым анализом;

* компьютерная визуализация учебной информации: во-первых, изучаемого объекта (наглядное представление на экране ЭВМ объекта, его составных частей или их моделей, а при необходимости -- во всевозможных ракурсах, в деталях, с возможностью демонстрации внутренних взаимосвязей составных частей); во-вторых, изучаемого процесса (наглядное представление на экране ЭВМ данного процесса или его модели, в том числе скрытого в реальном мире, а при необходимости -- в развитии, во временном и пространственном движении, представление графической интерпретации исследуемой закономерности изучаемого процесса);

* моделирование и имитация изучаемых или исследуемых объектов, процессов или явлений,

* проведение лабораторных работ (например, по физике, химии) в условиях имитации в компьютерной программе реального опыта или эксперимента,

* создание и использование информационных баз данных, необходимых в учебной деятельности, и обеспечение доступа к сети информации;

* усиление мотивации обучения (например, за счет изобразительных средств программы или вкрапления игровых ситуаций);

* вооружение обучаемого стратегией усвоения учебного материала,

' развитие определенного вида мышления (например, наглядно--образного, теоретического);

* формирование умения принимать оптимальное решение или вариативные решения в сложной ситуации;

* формирование культуры учебной деятельности. информационной культуры обучаемого и обучающего (например, за счет использования системы подготовки текстов, электронных таблиц, баз данных или интегрированных пользовательских пакетов).

Обобщая вышеизложенное, отметим, что в основном целесообразность применения СНИТ, в частности ПС, определяется их использованием в качестве средства визуализации учебной информации, средства формализации знаний о предметном мире, инструмента измерения, отображения и воздействия на предметный мир.

2.3 Перейдем к рассмотрению типологии ПС, используемых в учебных целях, в частности по функциональному и методическому назначению

Программные средства по функциональному назначению целесообразно подразделить на нижеописанные типы.

2.3.1 Прикладные программы, предназначенные для организации и поддержки учебного диалога пользователя с компьютером. Чаще всего их называют педагогические программные средства (ППС). Функциональное назначение ППС -- предоставлять учебную информацию и направлять обучение, учитывая индивидуальные возможности и предпочтения обучаемого. Как правило, ППС предполагают усвоение новой информации при наличии обратной связи пользователя с программой.

2.3.2 Диагностические, тестовые программы, цель которых -- констатация причин ошибочных действий обучаемого, оценка его знаний, умений, навыков, установление уровня его обученности или уровня интеллектуального развития.

2.3.3 Инструментальные программные средства (ИПС), предназначенные для конструирования программных средств (систем) учебного назначения, подготовки или генерирования учебно-методических и организационных материалов, создания графических или музыкальных включений, сервисных "надстроек" программы [7], [20].

В контексте данной работы рассматриваются ИПС прикладного назначения (Глава 1, п. 2.5.), которые условно подразделяются на:

* инструментальные системы, предназначенные для разработки автоматизированных средств или систем контролирующего, консультирующего, тренингового назначения, позволяющие свести к минимуму "бумажное" предъявление учебного материала, заменяя его "экранным";

* авторские программные системы, предназначенные для конструирования программных средств (систем) учебного назначения;

* системы компьютерного моделирования (демонстрационного, имитационного);

* программные среды со встроенными элементами технологии обучения, включающие как предметную среду, так и элемент педагогической технологии для ее изучения;

* инструментальные программные средства, обеспечивающие осуществление операций по систематизации учебной информации на основе использования системы обработки данных (например, информационно--поисковые системы, учебные базы данных по различным отраслям знаний);

* экспертные системы учебного назначения как средство представления знаний, предназначенные для организации диалога между пользователем и системой, способной по требованию пользователя представить ход рассуждения при решении той или иной учебной задачи в виде, приемлемом для обучаемого.

2.3.4 Предметно-ориентированные программные среды, позволяющие осуществлять моделирование изучаемых объектов или их отношений в определенной предметной среде (при необходимости, не отображающей объективную реальность); с их помощью обычно организуется учебная деятельность с моделями, отображающими объекты, закономерности некоторой предметной области.

2.3.5 ПС, предназначенные для формирования культуры учебной деятельности, информационной культуры на основе применения системы подготовки текстов, электронных таблиц, графических и музыкальных редакторов или интегрированных систем их комплексного использования.

2.3.6 ПС, предназначенные для автоматизации процесса обработки результатов учебного эксперимента, в том числе измеряющие и контролирующие программы для датчиков, которые позволяют получать, записывать и визуализировать информацию о реально протекающих процессах.

2.3.7 Управляющие ПС, цель которых -- управление действиями реальных объектов (например, действиями роботов, имитирующих функционирование различных промышленных устройств или механизмов).

2.3.8 Учебные среды программирования, предназначенные для начального обучения навыкам программирования и формирования основных компонентов алгоритмического и программистского стиля мышления. Например, интегрированная предметно--ориентированная программная среда LOGO WRITER; или программная среда "Школьница" (ВЦ СО АН СССР, г. Новосибирск); "Е-практикум" (МГУ, г. Москва).

2.3.9 ПС, обеспечивающие выполнение некоторых функций преподавателя Эти ПС обычно выдают команды, касающиеся работы на компьютере, указания о прекращении работы, о выполнении проверки, о необходимости модификации информации, о получении дополнительных данных, об обсуждении хода работы.

2.3.10 ПС, предназначенные для автоматизации процесса информационно-методического обеспечения и ведения делопроизводства в учебном заведении, системе учебных заведений.

2.3.11 Сервисные программные средства, обеспечивающие комфортность работы пользователя (автоматизация процесса контроля результатов обучения, генерирование и рассылка организационно-методических материалов, загрузка и передача ПС по сети, управление ходом занятия).

2.3.12 Игровые ПС, являющиеся средством, обеспечивающим различные виды игровой и учебно-игровой деятельности.

2.4 Типология программных средств по методическому назначению

Методическое назначение каждого типа ПС отражает методическую цель (или цели) его использования (Глава 1, и. 2.2.3.) в процессе обучения и те возможности ПС, реализация которых интенсифицирует учебный процесс, переводит его на качественно более высокий уровень.

Целесообразность проведения такой типологии ПС вызвана рядом обстоятельств, из которых основными являются необходимость:

* выбора преподавателем, методистом нужного ПС из имеющихся или предложенных;

* сравнения ПС в рамках одного типа для подбора наилучшего;

* создания иерархии ПС по сложности;

*ориентировки пользователя во множестве имеющихся ПС различного методического назначения.

Приведем типологию ПС по методическому назначению.

2.4.1 Обучающие программные средства, методическое назначение которых -- сообщение суммы знаний, формирование умений и (или) навыков учебной и (или) практической деятельности и обеспечение необходимого уровня усвоения, устанавливаемого обратной связью, реализуемой средствами программы.

2.4.2 Программные средства (системы)-тренажеры, предназначенные для отработки умений, навыков учебной деятельности, осуществления самоподготовки. Они обычно используются при повторении или закреплении ранее пройденного материала.

2.4.3 Программы, предназначенные для контроля (самоконтроля) уровня овладения учебным материалом, -- контролирующие программные средства.

2.4.4 Информационно-поисковые программные системы, информационно-справочные программные средства, предоставляющие возможность выбора и вывода необходимой пользователю информации. Их методическое назначение -- формирование умений и навыков по систематизации информации.

2.4.5 Имитационные программные средства (системы), представляющие определенный аспект реальности для изучения его основных структурных или функциональных характеристик с помощью некоторого ограниченного числа параметров.

2.4.6 Моделирующие программные средства произвольной композиции, предоставляющие в распоряжение обучаемого основные элементы и типы функций для моделирования определенной реальности. Они предназначены для создания модели объекта, явления, процесса или ситуации (как реальных, так и "виртуальных") с целью их изучения, исследования.

2.4.7 Демонстрационные программные средства, обеспечивающие наглядное представление учебного материала, визуализацию изучаемых явлений, процессов и взаимосвязей между объектами.

2.4.8 Учебно-игровые программные средства, предназначенные для "проигрывания" учебных ситуаций (например, с целью формирования умений принимать оптимальное решение или выработки оптимальной стратегии действия).

2.4.9 Досуговые программные средства, используемые для организации деятельности обучаемых во внеклассной, внешкольной работе, имеющие целью развитие внимания, реакции, памяти и т. д.

2.5 Реализация возможностей инструментальных программных средств в области разработки программных средств учебного назначения

Анализ практики разработки и использования ПС в целях обучения убеждает в том, что чаще всего они имеют "смешанное" методическое назначение. В связи с этим целесообразна разработка ПС учебного назначения, обеспечивающих реализацию комплекса методических целей. При этом разработку ПС целесообразно осуществлять в рамках цельной системы, предоставляющей пользователю унифицированный интерфейс, сервис и позволяющей использовать инструментальные программные средства (Глава 1, п. 2.3.3.). Вместе с тем создание унифицированных ИПС, позволяющих разрабатывать ПС учебного назначения любого типа, нецелесообразно, хотя бы из-за громоздкости программной реализации. По этой причине оптимальной можно считать разработку ИПС для реализации определенных методических задач. Таким образом, становится очевидной необходимость определения "экологической нити" каждого типа ИПС при разработке на его базе ПС учебного назначения.

Для большей наглядности представим в табл. 1 соотнесение типа ИПС (Глава 1, п. 2.3.3.) с возможностью разработки на его базе ПС определенного методического назначения (Глава 1, п. 2.4.).

2.6 Требования к педагогическим программным средствам

Анализ педагогической практики использования программных средств учебного назначения позволяет заключить, что наиболее существенными причинами создания низкокачественных (с педагогической точки зрения) компьютерных программ являются, во-первых, частичное, а порой и полное игнорирование дидактических принципов обучения при их разработке и, во-вторых, неправомерный перенос традиционных форм и методов обучения в новую технологию обучения, использующую компьютер. Судя по всему, одинаково вредно как полное отрицание традиционных подходов к обучению с использованием возможностей современных ПЭВМ, так и огульная замена этих подходов новыми конструкциями. Ответ на вопрос, каково соотношение традиционных форм, методов обучения и новых приемов или насколько последние должны дополнять либо замещать традиционные, не может быть решен однозначно.

Таблица 1: Соотнесение типа ИПС с возможностью разработки на его базе ПС определенного методического назначения

	Методическое назначение ПС
Тип ИПС	созданных на базе ИПС
	1	2	3	4	5	6	7	8	9
ИПС для разработки
автоматизированных систем
контролирующего,
консультирующего,
тренингового назначения		+	+	+
авторские системы,
предназначенные для
конструирования ПС		+	+	+			+		+
системы компьютерного моделирования	+		+		+	+	+	+
программные среды со
встроенными элементами технологии	+		+			+	+
обучения
ИПС, обеспечивающие
операции по	+	+	+	+
Систематизации учебной информации
экспертные системы
учебного назначения	+	+	+	+

Обозначения:

1 - Обучающие ПС	5 - Имитационные ПС
2 - Контролирующие ПС	6 - Моделирующие ПС
3 - ПС-тренажеры	7 - Демонстрационные ПС
4 - Информационно--	8 - Учебно-игровые ПС
справочные ПС	9 - Досуговые ПС
Примечание.	Знак "+" означает наличие
	возможности реализации
	методического назначения ПС.
	разработанного на базе данного типа ИПС

В настоящее время уже ни у кого не вызывает сомнения тот факт, что в условиях информатизации образования меняется парадигма педагогической науки, изменяется структура и содержание образования. Новые методы обучения, основанные на активных, самостоятельных формах приобретения знаний и работе с информацией, вытесняют демонстрационные и иллюстративно-объяснительные и методы, широко используемые традиционной методикой обучения, ориентированной в основном но коллективное восприятие информации. Параллельно этому идет процесс использования программных средств и систем учебного назначения (пакетов программных средств учебного назначения) для поддержки традиционных методов обучения. При этом программным средствам (системам), используемым в учебных целях, передаются в какой--то мере обучающие функции и, следовательно, каждая программа должна строиться сообразно дидактическим принципам обучения, определяющим дидактические требования к ППС (Глава 1, п. 2.3.1.). Вместе с тем методика преподавания каждого учебного предмета в свою очередь учитывает своеобразие и особенности соответствующей науки, поэтому правомерно говорить о методических требованиях к ППС, которые предусматривают специфику и своеобразие каждой конкретной науки и соответствующего ей учебного предмета. Определяя педагогические требования, предъявляемые к ППС, необходимо учитывать также обоснование выбора темы для ППС, аргументированное определенными методическими целями, и обеспечивать проверку педагогической эффективности использования ППС.

Помимо этого при разработке ППС необходимо учитывать еще и ряд других факторов: возрастные и индивидуальные особенности учащихся, обеспечение доброжелательной и тактичной формы обращения к ученику, возможность повторных обращений к программе в случае неудачной попытки. Все это обусловливает позитивный фон общения пользователя с ЭВМ, определяя эргономические требования к содержанию и оформлению ППС. Большое значение при разработке ППС необходимо уделять удобством пользователя программой, обеспечивая процесс ее применения необходимым сервисом, простотой использования, гарантией устойчивости от несанкционированного нажатия клавиш, надежностью, возможностью легкого возврата на исходные позиции, рассылкой по сети (в условиях использования комплекта учебной вычислительной техники), возможностью переноса на ЭВМ другого типа. Вышеперечисленное определяет технические требования к ППС, соблюдение которых крайне важно, ибо малейшее отклонение от них может привести к дискредитации самой идеи использования компьютера в учебном процессе.

Общеизвестно, что разработка ПС. используемых в учебных целях, представляет собой очень сложный процесс, требующий коллективного труда не только учителей, методистов, программистов, но и психологов, гигиенистов, дизайнеров. В связи с этим правомерно предъявлять комплекс требований к разрабатываемым ППС, чтобы их использование не вызывало бы отрицательных (в психолого-педагогическом или физиолого-гигиеническом смысле) последствий, а служило бы целям интенсификации учебного процесса, развития личности обучаемого.

Перечислим основные требования, предъявляемые к ППС:

*педагогические требования (дидактические; методические; обоснование выбора тематики учебного курса; проверка на педагогическую целесообразность использования и эффективность применения);

*технические требования;

*эргономические требования;

*эстетические требования;

* требования к оформлению документации.

Остановимся более детально на раскрытии сущности дидактических требований, предъявляемых к разрабатываемым ППС.

2.6.1 Дидактические требования к ППС.

Требование обеспечения научности содержания ППС предполагает предъявление средствами программы научно--достоверных сведений (по возможности методами изучаемой науки). При этом возможность моделирования, имитации изучаемых объектов, явлений, процессов (как реальных, так и "виртуальных") может обеспечить проведение экспериментально -- исследовательской деятельности, инициирующей самостоятельное "открытие" закономерностей изучаемых процессов, и вместе с тем приблизить школьный эксперимент к современным научным методам исследования.

Требование обеспечения доступности означает, что предъявляемый программой учебный материал, формы и методы организации учебной деятельности должны соответствовать уровню подготовки обучаемых и их возрастным особенностям. Установление того, доступен ли пониманию обучаемого предъявляемый с помощью ППС учебный материал, соответствует ли он ранее приобретенным знаниям, умениям и навыкам, производится с помощью тестирования. От установленных результатов зависит дальнейший ход обучения с использованием ППС.

Требование адаптивности (приспосабливаемость ППС к индивидуальным возможностям обучаемого) предполагает реализацию индивидуального подхода к обучаемому, учет индивидуальных возможностей воспринять предложенный учебный материал. Реализация адаптивности может обеспечиваться различными средствами наглядности, несколькими уровнями дифференциации при предъявлении учебного материала по сложности, объему, содержанию.

Требование обеспечения систематичности и последовательности обучения с использованием ППС предполагает необходимость усвоения обучаемым системы понятий, фактов и способов деятельности в их логической связи с целью обеспечения последовательности и преемственности в овладении знаниями, умениями и навыками.

Требование обеспечения компьютерной визуализации учебной информации (Глава 1, п. 2.2.3.), предъявляемой ППС, предполагает реализацию возможностей современных средств визуализации (например, средств компьютерной графики, технологии Мультимедиа) объектов, процессов, явлений (как реальных, так и "виртуальных"), а также их моделей, представление их в динамике развития, во временном и пространственном движении, с сохранением возможности диалогового общения с программой.

Требование обеспечения сознательности обучения, самостоятельности и активизации деятельности обучаемого предполагает обеспечение средствами программы самостоятельных действий по извлечению учебной информации при четком понимании конкретных целей и задач учебной деятельности. Активизация деятельности обучаемого может обеспечиваться возможностью самостоятельного управления ситуацией на экране, выбора режима учебной деятельности; вариативности действий в случае принятия самостоятельного решения; создания позитивных стимулов, побуждающих к учебной деятельности, повышающих мотивацию обучения (например, вкрапление игровых ситуаций, юмор, доброжелательность при общении, использование различных средств визуализации).