Современные информационные технологии в образовании: дидактические проблемы; перспективы использования

Требование обеспечения прочности усвоения результатов обучения предполагает обеспечение осознанного усвоения обучаемым содержания, внутренней логики и структуры учебного материала, представляемого с помощью ППС. Это требование достигается осуществлением самоконтроля и самокоррекции; обеспечением контроля на основе обратной связи, с диагностикой ошибок по результатам обучения (Глава 1, п. 2.2.3.) и оценкой результатов учебной деятельности, объяснением сущности допущенной ошибки; тестированием, констатирующим продвижение в учении.

Требование обеспечения интерактивного диалога (Глава 1, п. 1.2.) предполагает необходимость его организации при условии обеспечения возможности выбора вариантов содержания изучаемого, исследуемого учебного материала, а также режима учебной деятельности, осуществляемой с помощью ППС.

Требование развития интеллектуального потенциала обучаемого предполагает обеспечение: развития мышления (например, алгоритмического, программистского стиля мышления, наглядно-образного, теоретического); формирования умения принимать оптимальное решение или вариативные решения в сложной ситуации; формирования умений по обработке информации (например, на основе использования систем обработки данных, информационно--поисковых систем, баз данных).

Требование обеспечения суггестивной (от английского слова suggest -- предлагать, советовать) обратной связи при работе с ППС предполагает как обеспечение реакции программы на действия пользователя, в частности при контроле с диагностикой ошибок по результатам учебной деятельности (Глава 1, и. 2.2.3.) на каждом логически законченном этапе работы по программе, так и возможность получить предлагаемый программой совет, рекомендацию о дальнейших действиях или комментированное подтверждение (опровержение) выдвинутой гипотезы или предположения. При этом целесообразно обеспечить возможность приема и выдачи вариантов ответа, анализа ошибок и их коррекции.

2.6.2. Методические требования к ППС предполагают необходимость: учитывать своеобразие и особенности конкретного учебного предмета; предусматривать специфику соответствующей науки, ее понятийного аппарата, особенности методов исследования ее закономерностей; реализации современных методов обработки информации.

2.6.3. Обоснование выбора темы учебного предмета (курса) при разработке ППС необходимо аргументировать педагогической целесообразностью его использования (Глава 1, п. 2.2.) и, в частности, методическими целями (Глава 1, п. 2.2.3.), достижение которых осуществимо только при реализации возможностей СНИТ (Глава 1, п. 1.2.).

Ниже перечислим те требования, которые ввиду их специфики затрагивают не только педагогические проблемы.

2.6.4. Эргономические требования к содержанию и оформлению ППС обусловливают необходимость:

* учитывать возрастные и индивидуальные особенности учащихся, различные типы организации нервной деятельности, различные типы мышления, закономерности восстановления интеллектуальной и эмоциональной работоспособности;

* обеспечивать повышение уровня мотивации обучения, положительные стимулы при взаимодействии обучаемого с ППС (доброжелательная и тактичная форма обращения к ученику, возможность неоднократного обращения к программе в случае неудачной попытки, возможность вкрапления в программу игровых ситуаций);

* устанавливать требования к изображению информации (цветовая гамма, разборчивость, четкость изображения), к эффективности считывания изображения, к расположению текста на экране ("оконное", табличное, в виде текста, заполняющего весь экран, и т. д.), к режимам работы с ППС.

2.6.5. Эстетические требования к ППС устанавливают: соответствие эстетического оформления функциональному назначению ППС; соответствие цветового колорита назначению ППС и эргономическим требованиям; упорядоченность и выразительность графических и изобразительных элементов ППС.

2.6.6. Программно-технические требования к ППС определяют требования по обеспечению: устойчивости к ошибочным и некорректным действиям пользователя; минимизации времени на действия пользователя; эффективного использования технических ресурсов (в том числе и внешней памяти); восстановления системной области перед завершением работы программы; защиты от несанкционированных действий пользователя; соответствия функционирования ППС описанию в эксплуатационной документации.

2.6.7. Требования к оформлению документации на разработку и использование ППС устанавливают единый порядок построения и оформления основных документов на разработку и использование ППС, создаваемых в учреждениях и организациях независимо от их ведомственной принадлежности.

3. Экспертно-аналитическая деятельность по оценке качества программных средств учебного назначения

В современных теоретических и практико-ориентированных исследованиях существует несколько подходов к проблеме оценки качества программных средств учебного назначения:

* критериальная оценка их методической пригодности, основывающаяся на использовании критериев оценки качества;

* экспериментальная проверка педагогической целесообразности их использования, основанная на практической апробации применения в процессе обучения в течение определенного периода;

* экспертная оценка качества, основанная на компетентном мнении экспертов, знающих данную область и имеющих научно--практический потенциал для принятия решения;

* комплексная оценка качества, интегрирующая все или некоторые из вышеперечисленных подходов.

Отечественный и зарубежный опыт оценки качества ПС учебного назначения убеждает в целесообразности проведения экспертной оценки психолого-педагогического и программно--технического качества ПС, используемых в учебных целях. Это подтверждается также и опытом работы отечественной экспертной комиссии по оценке качества ППС, функционирующей с 1987 г. при Минпросе СССР и АПН СССР, затем при Гособразовании СССР, а ныне при Министерстве образования РФ. При этом экспертиза программных средств учебного назначения состоит в утверждении компетентного мнения большинства экспертов, знающих данную область и имеющих научно--практический потенциал для принятия решения. По мнению ряда авторов [25], [37], [46], [55], [70], при осуществлении экспертной оценки психолого--педагогического и программно-- технического качества ПС целесообразно использование оценочных тестов или оценочных листов, заполняемых экспертами. Представленный ниже "Оценочный лист качества программного средства учебного назначения" служит для формирования резюме о пригодности или непригодности применения ПС в процессе обучения на основе ответов эксперта. В перспективе содержание "Оценочного листа качества программного средства учебного назначения" может быть положено в основу программной реализации экспертной системы оценки качества программного средства учебного назначения. Вместе с тем экспертная оценка качества программных средств учебного назначения не дает гарантий от ошибок и возникновения противоречий во мнениях разных экспертов. Сравнение преимуществ использования ПС с традиционными средствами обучения, выбор лучшего ПС данного типа из нескольких предложенных зачастую не могут быть решены однозначно. Вообще вряд ли можно однозначно утверждать, что использование ПС должно обеспечивать программу традиционного учебного курса и соответствовать традиционным целям обучения. Тем более что сама по себе работа с ПС предполагает нетрадиционные подходы к обучению, сокращает время на изучение учебного материала, обучает различным методам самостоятельной обработки информации, поиску учебной информации, инициирует формирование экспериментально -- исследовательских умений и навыков, способствует развитию определенных типов мышления.

В связи с вышеизложенным мы предлагаем экспертно-аналитическую оценку психолого-педагогического и программно-технического качества ПС учебного назначения и целесообразности его использования в процессе обучения, основанную па трехэтапной деятельности эксперта (анализ, экспертиза, формирование рекомендаций по доработке) с последующей апробацией экспертируемого ПС в учебном процессе (возможны циклы).

Экспертно--аналитическая деятельность по оценке психолого - педагогического и программно-технического качества ПС учебного назначения и целесообразности его использования в процессе обучения предполагает осуществление определенных этапов работ. Перечислим их.

3.1 Анализ программного средства учебного назначения с сопроводительными учебно-методическими и инструктивными материалами предполагает:

* поиск аналогов экспертируемого ПС учебного назначения;

* анализ на адекватность психолого - педагогическим и программно - техническим требованиям к ППС;

* анализ на педагогическую целесообразность использования ПМО.

Используемыми при этом средствами являются:

* фонд ПС учебного назначения;

* база данных аннотированных каталогов ПС учебного назначения;

* методические рекомендации но проведению экспертизы ПС учебного назначения.

3.2 Экспертиза программных средств учебного назначения с сопроводительными учебно-методическими и инструктивными материалами. Используемыми при этом средствами являются:

* оценочный лист качества ПС учебного назначения;

* экспертная система (программная реализация) оценки качества ПС учебного назначения.

3.3 Рекомендации по доработке и перспективам развития программного средства учебного назначения.

3.4 Представим набор показателей для характеристики ПС учебного назначения и "Оценочный лист качества ПС учебного назначения".

НАБОР ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОГРАММНОГО СРЕДСТВА УЧЕБНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Разработчик(и)________________________________________________Организация_______________________________________________________

Автор(ы)_____________________________________________________

Сведения об авторах___________________________________________________

Учебный предмет______________________________________________________

Тема________________________________________________________

Наименование программного средства (ПС) учебного назначения __________________________________________________________________

Год разработки________________________________________________________

Год тиражирования,____________________________________________________

Тип ПС или функциональное назначение ПС ______________________________

Обеспечение деятельности с помощью ПС (преподавателем; обучаемым; преподавателем и обучаемым)_______________________________________________________

Виды учебной деятельности, обеспечиваемой ПС (индивидуальная; групповая; коллективная)_____________________________________________________

Рекомендуемая деятельность с использованием ПС__________________________

Краткая аннотация ПС __________________________________________________

Психолого--педагогическая цель использования ПС:

-- развитие мышления;

-- формирование базовых знаний по основам наук;

-- формирование умений и (или) навыков учебной деятельности;

-- формирование информационной культуры

(перечень формируемых знаний, умений, навыков; по возможности при перечислении формируемых знаний, умений, навыков указывать достоверность контроля)_________________________________________________________

Сопутствующий учебный материал_________________________________________

Опыт применения ПС в учебном процессе: имеется (продолжительность)/ не имеется __________________________________________________________________

Активное время работы обучаемого с ПС____________

Набор показателей, характеризующих программно-аппаратные средства ПЭВМ:

тип ПЭВМ____________________________________________________

тип монитора________________________________________________

тип ГМД_______________________________________________

Язык(и) программирования при разработке ПС _____

Базовое программное средство (пакет ПС)___________

Наличие графики: ДА/НЕТ_________________

Используемые графические пакеты, инструментальные программные средства,____________

Наличие звука: ДА/НЕТ_____________________

Периферийное оборудование______________________

Специальное оборудование, сопрягаемое с ПЭВМ___

Наличие документации: ДА/НЕТ_____________

Наличие рекламного проспекта: ДА/НЕТ_____________

(где хранится/где издано)_____________________________

Наличие описания применения: ДА/НЕТ_____________

(где хранится/где издано)_____________________________

Наличие инструкции пользователя: ДА/НЕТ__________

(где хранится/где издано)_____________________________

Наличие методических рекомендаций по использованию: ДА/НЕТ

(где хранится/где издано)_____________________________

Наличие разрешения на копирование: ДА/НЕТ _____

Финансирование разработки ________________________

Стоимость разработки________________________________

Цена копии___________________________________________

Имя программы (имя файла), N дискеты_____________

Распространитель_____________________________________

ОЦЕНОЧНЫЙ ЛИСТ КАЧЕСТВА ПРОГРАММНОГО СРЕДСТВА УЧЕБНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Оценивающий (Ф.,И.,0., должность, звание)_____________

Дата _____________________________________________________

Оценка (+ +; + -, - -) или баллы____________________

1. Технический уровень (соответствие техническим требованиям к ПС учебного назначения)

1.1. Прогон программы (запуск, ввод данных, управление, вывод информации)

Наличие автозагрузки___________________________________

Надежность работы________________________________________

Возможность демонстрационного прогона (с указанием параметров)____________

Возможность повтора требуемых кадров программы_______________________

Возможность отмены ввода______________________________

Наличие допустимой задержки по времени_____________

1.2. Возможность подключения периферийного оборудования для:

-- распечатки информации, изображенной на экране__

-- распечатки результатов обработки информации_____

-- ввода, измерения, вывода и визуализации информации о реально протекающем процессе_____________________________________________________

2. Эргономический уровень (соответствие эргономическим требованиям к ПС учебного назначения)

2.1. Сервис пользователя

Наличие иерархических меню (легкость доступа к информации)________________

Приемлемость для пользователя комбинаций нажатия клавиш________________

Наличие интерактивного диалога__________________

Наличие возможности подсказки, комментария_________

Оптимальность и мнемоничность аббревиатуры,________

2.2. Качественность представления информации на экране

Представление информации в соответствии с эргономическими требованиями.____

Четкость изображения _______________________

Соответствие изображения на экране возможностям ПЭВМ данного типа (оптимальное распределение информации на экране, дизайн)_______________

Представление графических форм в соответствии с возможностями современной компьютерной графики__

Возможность использования прописных и строчных букв в сочетании с графикой___

Итоговая оценка

3. Педагогический уровень (соответствие педагогическим требованиям к ПС учебного назначения)

3.1. Цели использования ПС учебного назначения, методы обучения с использованием ПС

Отражение в ПС современного состояния научных и педагогических знаний_______

Обоснованность выбора педагогических целей использования ПС и содержания учебного материала__

Наличие новых организационных форм и методов обучения, поддерживаемых средствами новых информационных технологий________________

Образовательная ценность (соответствие дидактическим требованиям к ПС учебного назначения)_______

3.2. Форма представления учебного материала (графика, таблицы, текст, рисунки, схемы, картинки и и др.).

Оптимальность взаимосвязи между формой представления учебного материала и его содержанием_

Надежность сохранности формы представления и порядка прогона программы от несанкционированного нажатия клавиш_________________________________________

3.3. Психолого-педагогическое воздействие

Формирование мышления______________________________

Формирование учебного опыта самостоятельного приобретения знаний, умений, навыков_________________________________

Приобретение учебного опыта экспериментально-исследовательской деятельности ____________________________________________________________________________

4. Уровень интерактивности

4.1 Возможность организации режима диалогового взаимодействия с развитыми средствами общения

Наличие разнообразных средств ведения диалога (возможность задавать вопросы в произвольной форме, при наличии "ключевого" слова, в форме с ограниченным набором символов)_______________________

Наличие различных уровней трудности (сложности) при изложении учебного материала____________________

Возможность выбора варианта содержания учебного материала_________________

Возможность выбора режима работы с ПС_____________

Возможность изменения скорости работы с ПС_________

Возможность использования (по выбору) некоторых или всех параметров_________________________

Возможность ввода и обработки параметров реально протекающих процессов____________

Возможность модификации программы, данных, информации______________

4.2. Возможность обеспечения обратной связи

Прием и выдача вариантов ответа______________________

Наличие возможности анализа ошибок, их коррекции__

Наличие возможности диагностики ошибок по результатам учебной деятельности________________

Использование совместно с ПС учебного назначения других средств обучения_____

Содействие развитию сотрудничества между учащимися (групповая, коллективная учебная или досуговая деятельность)__________________________________________

5. Итоговая оценка________________________

6. Итоговое заключение эксперта____________

(обобщенное впечатление о ПС учебного назначения, его особенности)

Наличие опыта применения ПС в реальном учебном процессе ________

Наличие эмпирических или критериальных данных о повышении эффективности процесса обучения, развитии личности обучаемого___________________

Достижимость поставленных педагогических целей_____

"Оценочный лист качества программного средства учебного назначения" можно использовать как в процессе работы эксперта, так и в практической деятельности учителя, желающего выбрать определенное программное средство для урока. Кроме того, набор показателей для характеристики программного средства учебного назначения совместно с "Оценочным листом качества программного средства учебного назначения" целесообразно использовать разработчикам (как профессионалам--программистам, так и учителям. желающим использовать на уроках свои собственные разработки) в процессе создания компьютерных программ, предназначенных для сферы образования.

В настоящее время, с 1993 года, вышеописанные авторские подходы к оценке качества программного средства учебного назначения используются при сертификации программного средства учебного назначения в работе Экспертного совета Российского фонда компьютерных программ [371, 146], [55]. Эти материалы вошли в Отраслевой стандарт ("Оценка качества программных средств учебного назначения. Общие положения (проект)" / Министерство образования Российской Федерации, Институт информатизации образования. М., 1993).

ГЛАВА II

АНАЛИЗ ПЕДАГОГИЧЕСКОЙ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ

Анализ педагогической целесообразности использования программных средств (реализация на ПЭВМ) в целях обучения проводился с позиций концептуальных положений (Глава I), описывающих педагогическую целесообразность их использования, некоторые подходы к типологии ПС, используемых в учебных целях, требования к их качеству. Анализ основан на исследовании возможностей применения программных средств и систем, а также педагогической целесообразности их использования в процессе преподавания курса информатики и других общеобразовательных предметов, в процессе проведения досуга, развивающих игр.

При анализе исследовались ПС, созданные отечественными разработчиками -- как отдельными специалистами, так и целыми коллективами. Исследовались разработки, представленные на Всесоюзную экспертную комиссию по оценке качества педагогических программных средств для среднего уровня образования, функционирующую в 1987 -- 1991 гг. вначале при Минпросе СССР и Академии педагогических наук СССР (АПН СССР), затем при Гособразовании СССР, а с .1992 г. -- на Экспертную комиссию при Министерстве образования РФ. Анализировались также программные средства, пакеты ПС, методические рекомендации по их использованию, представленные в 1989 -- 1991 гг. на Всесоюзные выставки, организованные на ВДНХ. Кроме того, исследовались программные средства зарубежных фирм (1987 -- 1994 гг.), в том числе "The Advisory Unit Microtechnology in Education" (Британия); фирмы "Edicinco S.A." и "Compu Logical" (Испания); фирмы "Degem System Ltd." (Израиль). Анализировались также отдельные программные средства (отечественные и зарубежные), используемые в целях обучения, и каталоги программных средств учебного назначения "1(1987 - 1994 гг.).

1. Анализ педагогической целесообразности использования программных средств (отечественные разработки)

Анализируя современное состояние применения программных средств в процессе обучения, а также во внеклассной роботе, можно констатировать, что в настоящее время уже сформировался отечественный фонд компьютерных программ для общеобразовательной школы. Компьютерные программы предлагаются разработчиками в виде педагогических программных средств (как отдельных ПС, так и пакетов) с методическими и инструктивными .материалами либо включаются в компьютерный курс. Кроме того, имеются разработки инструментальных программных средств или систем для учителя и ученика. Гораздо реже встречаются компьютерные предметно--ориентированные среды обучающего и развивающего назначения с методическими материалами по их использованию.

1.1. Рассмотрим программно--методическое обеспечение курса "Основы информатики и вычислительной техники" (ОИВТ).

Наиболее распространенным видом программного обеспечения курса ОИВТ как для школьного курса, так и для студентов средних и высших учебных заведений, а также для преподавателей являются практикумы. разработанные для IBM, КУВТ "УК-НЦ", КУВТ "Корвет", КУВТ "YAMAHA", ПЭВМ "Агат", "КУВТ-86".

Цель использования практикумов состоит в ознакомлении обучаемых с возможностями -современных ПЭВМ, со сферой их применения в учебной работе и во время отдыха, с основными приемами и методами составления простейших программ на современных языках программирования, в формировании умении и навыков работы на ЭВМ, а также умений пользоваться программным обеспечением современных ПЭВМ.

Как правило, каждый практикум содержит программное обеспечение, состоящее из 35--50 программ разнообразного профиля, в том числе и ППС, и методические руководства для слушателей и преподавателя.

Программы, составляющие программное обеспечение практикумов, разнообразны по содержанию и по целям использования. Среди них есть программы, которые обучают работе на ЭВМ, представляют устройство ЭВМ и ее частей, обучают определенному языку программирования. Имеются также программы, предназначенные для преподавания учебных предметов общеобразовательного цикла, демонстрационные, учебно-игровые программы, различные инструментальные программные средства, операционные системы, электронные таблицы, учебные базы данных. Обычно комплект программ в практикуме составляется в соответствии с назначением последнего, количеством часов, выделяемых на проведение занятий с его помощью, типом ПЭВМ, с использованием которой будут проводиться занятия.

Начиная с 1986 г. формировались Программно-методические комплексы (ПМК) -- комплексы программных и методических средств поддержки процесса преподавания курса информатики (или другого учебного курса), а также практикумы для подготовки преподавателей школьной информатики и других работников сферы образования в области компьютерной грамотности. К ним относятся Программный комплект "И--86", ПМК "Информатика--87" (36-часовой спецкурс для подготовки работников народного образования) и Пакет программ для 10-го класса по курсу ОИВТ. Остановимся на их краткой характеристике.

1.1.1. Программный комплект "И--86" (составитель комплекта НИИ ИВТ АПН СССР, г. Новосибирск, 1986 г.) содержал 37 программ, среди которых были базовые программные средства по курсу ОИВТ, некоторые типы инструментальных программных средств и различные типы демонстрационно-игровых программ. Несмотря на весьма невысокое качество программ этого комплекта, он достаточно успешно использовался в 1986 и 1987 годах для подготовки учительских кадров по курсу ОИВТ, а также в процессе обучения учащихся в школах, оснащенных КУВТ "YAMAHA". Этот пакет был первым, специально подготовленным для целей обучения, имел "Головное меню", автозагрузку.

Дальнейшие разработки были направлены на создание отдельных пакетов программных средств для подготовки педагогических кадров и для обеспечения поддержки процесса преподавания курса ОИВТ на различных типах ПЭВМ, используемых в отечественной школе.

1.1.2. Для этих же целей в научно-исследовательских институтах АПН СССР (1986 - 1990 гг.) выполнялись работы по созданию программно-методических комплексов для начальной подготовки руководящих и педагогических кадров сферы образования по курсу ОИВТ. К таким ПМК можно отнести ПМК "Информатика -- 87", разработанный для КУВТ "YAMAHA", ПЭВМ "Агат" и "КУВТ-86". Каждый 'ПМК включал три основных блока: программное обеспечение практикума, осуществляющее программную поддержку тридцати часов практической работы слушателей на ПЭВМ; методическое пособие для слушателей, содержащее все справочные сведения по используемым программным системам и сценарии выполнения всех лабораторных работ; методическое пособие для преподавателя, содержащее лекционный материал по шести основным направлениям использования ЭВМ в современном обществе и детально описывающее процесс проведения занятий. В разработке программного обеспечения ПМК принимали участие научно-исследовательские институты АПН СССР, МГУ, Латвийский ГУ, НИИ ВК, ВЦ СО АН СССР и другие организации.

1.1.3. Помимо этого в 1986 - 1992 гг. АПН СССР совместно с университетами, техническими и педагогическими вузами страны разработала пакеты программ по курсу информатики в соответствии с действующей программой курса ОИВТ. Примером таких пакетов является Пакет прикладных программ (ППП) для средних школ "Информатика--87" (практикум на 34 часа), разработанный для КУВТ "YAMAHA" и "КУВТ-86" (НИИ ИВТ АПН СССР, г. Новосибирск. 1990 г.). Пакет использовался при организации проведения практических занятий по курсу ОИВТ в 10-х классах средних школ и был рассчитан на 68 часов (34 часа теории, 34 часа практики). Этот пакет использовался для формирования представлений о работе ЭВМ, ее отдельных частей, узлов; изучения системы программирования на основе алгоритмического языка, представленного в школьном курсе ОИВТ; изучения основных конструкций языка программирования Бейсик: знакомства и пользования текстовым и графическим редакторами; формирования представлений об использовании возможностей современных ПЭВМ при создании учебных программ. Пакет включал 38 -- 50 программных модулей в зависимости от вида ПЭВМ, для которой он создавался. Языки реализации программ пакета были весьма разнообразны (Бейсик, Т--язык, Фокал, Ассемблер, Паскаль), что вряд ли можно считать целесообразным. К пакету были разработаны методические рекомендации для преподавателя.

1.2 Представим описание некоторых ПС, входящих в практикумы и предназначенных для обучения курсу ОИВТ

1.2.1. Прежде всего остановимся на ПС, предназначенных для овладения навыками работы на ПЭВМ. Это различного типа клавиатурные тренажеры, цель использования которых состоит в формировании навыков работы на клавиатуре, или программы, предназначенные для ознакомления с архитектурой и структурой современных ПЭВМ, для обучения различным темам курса информатики.

Примерами программ обучения машинописи для приобретения профессиональных и пользовательских навыков работы на клавиатуре ПЭВМ может служить пакет "Обучение машинописи" (ИПИ АН СССР, г. Москва, 1989 г.), "Аленка" (НИИ ИВТ АПН СССР, г. Новосибирск, 1990 г.), "Клавиатурный тренажер" (НИИ ШОТСО АПН СССР, г. Москва. 1989 г.).

Большая часть клавиатурных тренажеров реализована в виде учебно-тренировочных игр.

Например, программа "Работа на клавиатуре" для КУВТ "УК-НЦ" (Казанский ПК ПС, г. Казань, 1991 г.) предназначена для освоения пользователем клавиатуры ПЭВМ "УК-НЦ" в процессе игры. Программа "Клавиатурный тренажер", входящая в ПМК *Информатика-87" для ПЭВМ "Агат" (НИИ ШОТСО АПН СССР, г. Москва, 1989 г.), имеет то же назначение. Она функционирует таким образом: на экране схематически изображается клавиатура ПЭВМ, программа предлагает сидящему перед экраном ученику нажимать на клавиши, выбираемые программой в случайном порядке. При этом программа фиксирует правильность выбранной клавиши и отмечает время, потраченное на обдумывание. Если ученик ошибся при наборе клавиш, то программа сообщает ему об ошибке и предлагает такое же или аналогичное задание. Для облегчения работы ученика (особенно в начале) программа помогает "подсказкой" при очередном выборе клавиши. Предполагается и оценка работы ученика в виде констатации количества правильных, неправильных нажатий и общего их числа. Ученик может оценить себя сам и, в меру личной объективности, дать характеристику своей работы. Цель работы по программе заключается не столько в выставлении оценки, сколько в выработке умений пользоваться клавиатурой.

Опыт применения клавиатурных тренажеров показывает целесообразность их использования для начального овладения навыками работы на клавиатуре, так как экономит время, затрачиваемое на освоение клавиатуры, повышает мотивацию обучения.

1.2.2. Значительное место в практикумах занимают ПС, предназначенные для составителей текстов. Они сконструированы таким образом, что могут использоваться в качестве инструмента разработки, хранения и изготовления текстовых документов или учебных материалов.

Например, программа "Подготовка текстов на УК-- НЦ" (Казанский ПК ПС, г. Казань, 1991 г.) может быть использована для проведения практических занятий по редактированию текстов, так как содержит экранный редактор и программу документирования.

1.2.3. Примером ПС, назначение которых состоит в ознакомлении с архитектурой и структурой современных ЭВМ, может служить Программно-методический комплекс TOYCOM, разработанный для КУВТ "YAMAHA" (МИФИ, г. Москва, 1990 г.). ПМК представляет демонстрационную компьютерную модель ПЭВМ с простейшей архитектурой и предназначен для формирования у обучаемых понятий о принципах устройства и работы современных ПЭВМ. Возможность выбора необходимого раздела при изучении структуры и архитектуры ЭВМ, наглядная демонстрация ее составных частей и их функционирования позитивно влияют на процесс усвоения данной темы курса информатики, способствуют формированию представлений о назначении современной электронно-- вычислительной техники.

К сожалению, подавляющее большинство таких программ не предусматривает возможности сконструировать на экране целое из составных частей изучаемой структуры. Это сделало бы их более интересными и полезными при запоминании назначения изучаемых компонентов и их функций.

1.2.4. Примерами среды программирования, предназначенной для обучения языку (языкам) программирования в рамках изучения курса информатики, могут служить "Е--практикум" (МГУ, г. Москва), ПМК "Микропаскаль", разработанный для КУВТ "YAMAHA" (МИФИ, г. Москва, 1990 г.), "ЛОГО-среда обучения", разработанная для КУВТ "YAMAHA" (МИФИ, г. Москва, 1990 г.), пакет "J-LISP", разработанный для КУВТ "YAMAHA" (МИФИ, г. Москва, 1990 г.).

Не заостряя внимания на широко известном пакете "Е--практикум", остановимся на описании некоторых возможностей остальных пакетов. Так, использование ПМК "Микропаскаль" служит целям формирования у обучаемых практических навыков структурного программирования на языке Паскаль. Работу с ПМК "Микропаскаль" целесообразно рекомендовать начинающим программистам, так как она рассчитана на прохождение от простого к сложному, что дидактически вполне оправданно. "ЛОГО--среда обучения" реализует концепцию прямого управления движущимся на экране объектом и обеспечивает работу с "черепашьей" графикой в цветном графическом окне. В "ЛОГО--среда обучения" имеется также возможность определения самим пользователем новых команд, что позволяет повысить мотивацию обучения за счет вариативности самостоятельной работы. Аналогичное назначение реализует, пакет "J--LISP", который представляет собой интегрированную среду, включающую интерпретатор, экранный редактор, а также разнообразные средства общения с диском и систему подсказок.

1.2.5. Весьма распространенным компонентом пакетов,, предназначенных для поддержки преподавания курса информатики, являются ПС, демонстрирующие графические возможности ПЭВМ.

Например, "Графической редактор" в ПМК "Информатика-87" для ПЭВМ "Агат" (НИИ ШОТСО АПН СССР, г. Москва, 1989 г.) или "Чертилка" для КУВТ "YAMAHA" (МИЭМ, г. Москва). С помощью таких программ можно рисовать на экране ПЭВМ различные линии, геометрические фигуры, произвольные картинки С закраской (или без закраски) той или иной части экрана. Работа с ПС, демонстрирующими графические возможности ПЭВМ, позволяет обучаемому ознакомиться с разнообразием форм графического представления информации и их использованием в учебных целях.

Отдельно следует рассмотреть специальные графические пакеты, с помощью которых на экране можно создавать различные рисунки произвольной композиции из заранее подготовленных фрагментов(как в мозаике). В них, как правило, имеется возможность включения созданного изображения в другие программы. К таким пакетам можно отнести Полиэкранный графический редактор "GRED", входящий в функциональный пакет "Надежда", разработанный для КУВТ "YAMAHA" (ВЦ СО АН СССР, г. Новосибирск, 1989 г.), или Графический пакет "CPEN", разработанный для IBM PS/2 (КУДИЦ, г. Москва, 1991 г.). Последний включает три программных средства: "Графический редактор", "Редактор сценариев", "Проигрыватель". "Графический редактор" позволяет создавать рисунки или модифицировать уже созданные. "Редактор сценариев" поддерживает два формата упаковки данных (собственный и стандартный). При этом могут использоваться и рисунки, подготовленные в графическом редакторе Story Board Plus. С помощью "Редактора сценариев" можно создавать сценарий компьютерного фильма с элементами анимации. "Проигрыватель" позволяет воспроизводить "компьютерные фильмы", создание с помощью "Редактора сценариев".

Как показал анализ, авторы в методических материалах мотивируют использование "графических редакторов" лишь необходимостью формирования у обучаемых компьютерной грамотности и разработки "картинок" для их последующего включения в текст прикладных программ.

На наш взгляд, педагогическая цель использования графических редакторов состоит в раскрытии возможностей современных ПЭВМ в области графического представления информации, а также демонстрации разнообразия средств представления информации на экране ЭВМ в графическом виде.

1.3 Анализ целесообразности применения программно-- методического обеспечения курса ОИВТ показал следующее: несмотря на то что большинство программных средств практикумов были весьма посредственны как в программно--техническом, так и в дидактическом отношении, применение их при изучении курса ОИВТ в 1986--1990 гг. сыграло весьма позитивную--роль в деле создания и использования программно-методического обеспечения курса ОИВТ.

Это можно объяснить тем, что использование на уроках информатики программно--методического обеспечения способствовало утверждению мнения о том, что изучение курса ОИВТ не равнозначно обучению программированию. В 1988 г. это имело весьма принципиальное значение.

Опыт использования программно--методического обеспечения курса ОИВТ, формирования пакетов ПС и методических материалов практикумов привел большинство методистов и преподавателей информатики К осознанию того факта, что программное обеспечение курса информатики не только играет роль поддержки процесса преподавания курса, но и является органичной частью самого содержания курса информатики.

Приведем примеры пакетов ПС, являющихся программным обеспечением курса ОИВТ, без которых процесс преподавания курса сводится лишь к обучению программированию.

1.3.1. Одним из первых таких пакетов можно считать "Функциональный пакет прикладных программ обучения машинописи и ОИВТ" (ППП "Обучение"), разработанный для КУВТ "YAMAHA", КУВТ "Корвет", КУВТ "УК-НЦ" (ИПИ АН СССР, г. Москва, 1988 г.). Использование пакета позволяет обучаемому освоить клавиатуру ПЭВМ, выполнять простейшие геометрические построения с помощью учебного графического редактора, изучать способы табличной обработки данных при решении учебно-практических задач; обеспечивает программной поддержкой изучение ряда тем курса ОИВТ ("Сортировка массивов", Изучение операторов языка Бейсик"). Работа с ППП "Обучение" обеспечивает реализацию режима как индивидуального, так и демонстрационного пользования.

1.3.2. Более широкие возможности предоставляет "Пакет педагогических программ по курсу ОИВТ", .разработанный для КУВТ "YAMAHA" (НИИ СиМО АПН .СССР, г. Москва, 1988 г. - 1-я версия; 2-я, расширенная версия, -- "Перспектива", 1990 г.). Пакет содержит "Е--практикум", учебную базу данных, учебные электронные таблицы, "Рапира-интерпретатор" и ряд других программ поддержки процесса преподавания курса информатики. Программные средства пакета обеспечивают поддержку процесса преподавания всех разделов курса ОИВТ в соответствии с действующей программой. Методическое сопровождение пакета ориентировано на развитие самостоятельности у учащихся в процессе выполнения ими практических занятий с программными средствами.

1.3.3. Методически оправданным подходом можно считать разработку программно--методического обеспечения курса информатики, ориентированного на конкретное учебное пособие, предназначенное для изучения этого курса.

Наиболее удачной реализацией такого подхода к преподаванию курса "Основы информатики и вычислительной техники" являются разработки Свердловского государственного педагогического института (СГПИ) в 1988--1991 гг. К ним относится "Пакет программных средств по информатике", разработанный для КУВТ "YAMAHA", "Роботрон--1715". Пакет является составной частью Программно-методического комплекса по курсу ОИВТ. Он включает: ПС для проведения практических занятий этого курса, интерпретатор учебного алгоритмического языка; поддержку исполнителей алгоритмов, описанных в Пробном учебном пособии "Основы информатики и вычислительной техники" (авторский коллектив: А. Г. Гейн, В. Г. Житомирский, Е.В. Линецкий, М.В. Сапир, В.Ф. Шолохович. Издательство Уральского университета, г. Свердловск, 1989 г., и издательство "Просвещение", г. Москва, 1991 г.); учебный редактор текста; учебную поддержку системы электронных таблиц; учебную базу данных; клавиатурный тренажер. Более совершенной версией этого пакета является "Пакет программной поддержки по школьному курсу ОИВТ", разработанный для КУВТ "Корвет" и IBM (СГПИ, г. Свердловск, 1991 г.). Пакет представляет собой полную поддержку Пробного учебного пособия "Основы информатики и вычислительной техники". Пакет состоит из трех частей: "Среда учебных исполнителей алгоритмов" (в нее входят исполнители - "Чертежник", "Вычислитель", "Робот--манипулятор"); группа учебных прикладных программ, учебный редактор текстов; учебные электронные таблицы; учебная информационно-поисковая система "Государство"; учебное инструментальное средство "Решение задач оптимизации"; Учебная модель ЭВМ "КРОХА".

1.3.4. Особо следует остановиться на ПС (как из вышеперечисленных пакетов, так и отдельных), предназначенных для обучения теме "Алгоритмы и исполнители". К ним относятся: комплекс учебных программ "Практикум по алгоритмическим языкам" (Казанский ПК ПС, г. Казань, 1990 г.), разработанный для КУВТ "УК--НЦ"; Пакет "Учебные роботы" (Омский ГПИ, г. Омск, 1989 г.), созданный для КУВТ "YAMAHA"; Пакет "Алгоритмы" (НИИ педагогики УССР, г. Киев, 1990 г.), разработанный для КУВТ "YAMAHA"; "Среда учебных исполнителей" (Свердловский ГПИ, г. Свердловск, 1991 г.), разработанная для КУВТ "Корвет" и IBM PS/2. Они предназначались для использования на уроках информатики в процессе обучения построению блок-схем учебных алгоритмов и демонстрации их исполнения.

Наиболее интересными, с точки зрения широты охвата темы "Алгоритмы и исполнители", является последний пакет, в котором созданы условия функционирования предметно-ориентированной программной среды. На экране компьютера представляется поле для "чертежника" или "стеллаж" для "робота". Кроме того, на экране представлено "окно" для набора команд исполнителя и "окно" для вывода сообщений исполнителя. На экране представлена также строка функциональных клавиш, которая содержит информацию об их назначении. Положительным качеством пакета является то, что допустимые действия, алгоритмические конструкции и директивы, предложенные в пакете, являются общими для всех исполнителей. Улучшенным вариантом этого пакета для IBM PC XT/AT, IBM PS/2 и КУВТ "YAMAHA" является ПМК для школьного курса ОИВТ (в том же исполнении), предназначенный для учащихся 10--11-х классов. Программная поддержка курса включает в себя экранную имитацию исполнителей для некоторых предметных областей с наборами допустимых действий, а также учебные прикладные программы.

1.4 Проведенный анализ целесообразности использования программно--методического обеспечения в процессе преподавания курса информатики показал, что достижение тактических целей курса (формирование пользовательских умений и навыков, профессиональная ориентация обучаемого) возможно при активном использовании программно--методического обеспечения курса, ориентированного не только на поддержку процесса преподавания, но и но осуществление разнообразных видов учебной деятельности, в том числе и по обработке информации. Последнее создает условия формирования культуры учебной деятельности (на основе использования в процессе учебной работы системы подготовки текстов, электронных таблиц, графических редакторов), а также развития алгоритмической и программистской культуры.

1.5 С 1990 г. отечественная школа получила возможность приобретать комплекты IBM PC XT/AT, IBM PS/2, благодаря чему при разработке программного обеспечения стали использоваться современные инструментальные пакеты, в частности Linkway. 2.0; Story Board; FrameWork-ll; Private Tutor.

К этому времени содержание курса информатики концептуально претерпевает некоторые изменения, связанные с реализацией общекультурной, гуманитарной направленностью курса. На первый план начинают выдвигаться стратегические цели курса -- реализация межпредметных связей, формирование умений использовать СНИТ в качестве средства визуализации изучаемых закономерностей некоторой предметной области, инструмента исследования изучаемых закономерностей. В связи с этим программное обеспечение курса информатики изменяется как по составу, так и качественно за счет создания программных средств учебного назначения на базе таких пакетов, как Linkway, Story Board, FrameWork--ll, Private Tutor, а также использования возможностей баз данных, электронных таблиц, компьютерной графики.

1.5.1. Примером программного обеспечения курса информатики, реализующего в качестве инструментария гипертекстовые среды, графические редакторы, может служить "Программно--методический комплекс по курсу информатики" (ПМК N 1, ПМК N 2, ПМК для углубленного изучения курса информатики), разработанный на IBM PS/2 (КУДИЦ, г. Москва, 1991 г.).

ПМК N 1 включает три части: "Первые уроки информатики", "Основы алгоритмизации", "Знакомство с ЭВМ". Программы пакета предназначены для ознакомления учащихся с основными составными чертями компьютера. Учебные среды "Кенгуренок Ру" и "Пылесосик Роби", содержащиеся в пакете, предназначены для обучения составлению алгоритмов. Методическое пособие "Знакомство с ЭВМ" описывает этапы развития электронно-вычислительной техники, особенности семейства ПЭВМ IBM и операционной системы IBM DOS, предоставляет справочную информацию. ПМК N 2 "Деловые применения ЭВМ" включает пакет Фрейммонтаж -- версию популярного двуязычного пакета "FrameWork--II/Информмонтаж-- 2", ориентированную на среднее звено образования. ПМК для углубленного изучения курса информатики содержит "Интегрированную систему Микропаскаль", включающую систему подсказок, структурный редактор с синтаксическим анализатором, двухфункциональный интерпретатор для пошаговой отладки программ; "Интегрированную систему J--LISP", содержащую интерпретатор, экранный редактор, средства общения с диском и систему подсказок; "Среду программирования Л-ГРАФ", которая является системой команд (аналогично системе ЛОГО), использующей концепцию программного управления движущимся на экране объектом.

1.5.2. Таким образом, программно--методическое обеспечение курса ОИВТ в начале 90-х годов для разных учебников формируется в более расширенном виде и состоит из следующих основных блоков: интерпретаторы алгоритмического языка, изучаемого в рамках учебного пособия по курсу ОИВТ; программные средства или среда поддержки роботов--исполнителей алгоритмов: учебный экранный редактор, редактор текста; учебные электронные таблицы; учебная информационно-поисковая система; учебный графический редактор: практикумы по изучению того или иного языка программирования; пакеты прикладных программ и ПС учебно--игрового назначения.

Такое расширение спектра ПС как по тематике, так и по содержанию содействует реализации общеобразовательной направленности курса информатики, так как способствует обучению общим методом построения алгоритма некоторой деятельности, формированию умения принимать оптимальное решение в сложной ситуации, систематизировать учебную информацию: инициирует развитие алгоритмической и программистской культуры.

1.6 Анализируя программное обеспечение, предназначенное как для курса информатики, так и для других общеобразовательных предметов, следует констатировать тот факт, что значительное место в нем авторы отводят программным средствам с игровой компонентой или игровым программам досугового назначения.

В приведенном анализе игровые программы "чисто" досугового назначения рассмотрены не будут, несмотря на то, что их иногда используют на уроках, неправомерно полагая, что это способствует изучению курса информатики. Вместе с тем отметим, что использование ПС досугового назначения на вводных занятиях по информатике вполне оправданно, хотя бы по той причине, что это способствует снятию "психологического барьера", зачастую возникающего при первоначальном общении пользователя с ЭВМ.

Остановимся на описании использования ПС с игровой компонентой или "игровым фоном", целью которых является повышение мотивации обучения, развитие личности обучаемого.

1.6.1. ПС с игровой компонентой или "игровым фоном" обычно создают условия для многократного обращения обучаемого к учебному материалу, представленному в программе на фоне игровой ситуации. В результате этого происходит (в лучшем случае) запоминание той части учебного материала, который представлен в программе и к которому ученик имеет возможность обратиться. Такое использование игровых ситуаций в ПС приводит к положительным результатам лишь в том случае, если применение игровой компоненты стимулирует достижение учебной цели. В противном случае все сводится просто к игре, которая не может обеспечить усвоение учебного материала.

Анализ программ, в которых на фоне игровой ситуации (восхождение альпиниста на гору, съедение воробьем яблока, а иногда волком -- "кого-нибудь"), предлагается решить учебную задачу, убеждает в том, что такие ПС, во-первых, создают далеко не всегда здоровую мотивацию к ускоренному решению той или иной учебной задачи и, во-вторых, только констатируют ошибку обучаемого. Авторы таких программ полагают, что желание победить в игре заставит ученика, не умеющего верно ответить на поставленный перед ним вопрос, обратиться к каким-то другим источникам информации. При этом следует учитывать тот факт, что обучаемому необходимо вторично начать игру (фрагмент игры), предварительно выучив или просто скопировав верный ответ из книги, справочника и т. д. Такое обращение к внешним источникам информации может быть и полезным, хотя на первый план все же выступает игровая компонента программы, а достижение учебных целей с помощью программы определяет случайность (обучаемый может выучить то, чего не знал ранее, а может и механически скопировать верный ответ, не вдаваясь в его суть и даже не потрудившись его запомнить). Такие ПС ориентированы не на учебную, а на игровую деятельность.

В большинстве случаев в ПС с игровой компонентой или "игровым фоном" преобладает сочетание элементов азартной игры, тренажа, гораздо реже -- выработка определенных умений и (или) навыков учебной деятельности.

1.6.2. Рассмотрим игровые программы, ориентированные на развитие элементов логического образа мышления обучаемого.

Примером таких ПС могут служить некоторые программы Программно--методической системы "Роботландия", разработанной в первой версии для КУВТ "YAMAHA" (ИПС АН СССР, г. Переяславль-Залесский, 1988 г.). Эта система создана для обучения информатике детей младшего школьного возраста. Определенную часть программ системы составляют программы игровой направленности, которые предназначены для формирования у обучаемых операционального мышления и развития логического стиля мышления. Используя различные игровые ситуации с определенными логическими конструкциями, ПС системы направляют деятельность обучаемого по оптимальному алгоритму решения определенной задачи (тренажеры, "развивающие игры"). Использование таких ПС оправдано определенной педагогической целью -- сформировать алгоритмический и логический стиль мышления.

1.7 Анализ использования программных средств в учебных целях убеждает в том, что значительная часть современных разработок посвящена общеобразовательным предметам. Несмотря на многообразие типов ПС учебного назначения (Глава I, п. 2), подавляющее большинство программ поддержки процесса преподавания общеобразовательных предметов предназначается либо для автоматизации процессов генерирования заданий, либо для контроля учебной деятельности, тренировки в процессе усвоения определенных умений, навыков. Вопрос о целесообразности применения программных средств при изучении тех или иных общеобразовательных предметов и по сей день остается в числе открытых, так как фрагментарное использование ПС с целью "латания прорех" традиционной методики не может иметь успех ни у обучаемых, ни у обучающих. Вместе с тем уже ни у кого не вызывает сомнения тот факт, что организацию контроля результатов учебной деятельности, тренировки для усвоения определенных умений и навыков целесообразно осуществлять с использованием ПС.