Современные информационные технологии в образовании: дидактические проблемы; перспективы использования

Система "Стратег" позволяет проводить опрос и тестирование учеников. Опрос обучаемого проводится по разделам. Первый раздел выбирается случайным образом, остальные -- в зависимости от результатов опроса. Обработка каждого раздела производится в соответствии со стратегией, заданной при инсталляции, и может быть модифицирована с помощью "встроенного" редактора. При опросе в "окне" вопросов появляется текст текущего вопроса, в "окне" выбора ответа -- варианты ответов. В "окне" ответов предоставляется место для ответов на уже заданные вопросы. Вместо выбора ответа на вопрос можно выйти из системы или перейти в режим диагностики. В случае неправильного ответа в специальных "окнах" выдаются подсказки или текстовые информационные файлы, которые можно просматривать в прямом и обратном порядке. После окончания опроса система переходит к проверке знаний обучаемого.

После окончания работы с системой "Стратег" обучаемый получает оценку, соответствующую (по мнению авторов) качеству усвоения материала данного раздела, и переходит к следующему действию, соответствующему текущей стратегии.

Программы, которые используются в процессе работы с системой "Стратег", вызываются автоматически. При этом им передается управление на все время их работы.

Перечислим возможности Инструментальной системы "Стратег", определяющие ее педагогическую значимость:

реализация идей программированного обучения с выполнением структуры графа любой степени сложности;

реализация диалогового взаимодействия пользователя с системой;

реализация разнообразных вариантов поиска необходимой информации.

В связи с вышеизложенным систему "Стратег" целесообразно использовать при организации контроля с диагностикой ошибок (Глава I, п. 2.2.3.) обучаемого, при организации дихотомического поиска (например, в процессе установления принадлежности некоторого объекта к определенному классу или виду, подвиду).

1.11.2 Инструментальная система "Диалоговый конструктор обучающих программ" ("Диакон"), разработанная для IBM PC XT/AT, IBM PS/2 (ИЛИ АН СССР, г. Москва, 1991 г.), предназначена для создания пользовательского интерфейса, необходимого при разработке программных средств учебного назначения. С ее помощью можно создавать различные типы меню (меню-таблица, "свешивающиеся" меню, поля параметров). С помощью системы пользователь-непрофессионал может осуществлять разработку и модификацию программного интерфейса (выбор типа меню; выбор типа активных элементов; возможность резервирования клавиш и установления реакции на их нажатие). Система позволяет создавать (по желанию пользователя) активную зону экрана, внутри периметра которой можно установить адекватную реакцию на действия пользователя. При этом имеется возможность обеспечивать интерактивный диалог пользователя с системой.

Перечислим возможности системы "Диалоговый конструктор обучающих программ", определяющие ее педагогическую значимость:

реализация диалогового взаимодействия пользователя с системой;

формирование нескольких рабочих полей на экране для создания активных зон, обеспечивающих реакцию на действия пользователя;

реализация различных режимов работы с программными блоками (вычислительный, графический);

обеспечение "перемещения" по информационному массиву с возможностью вывода но экран необходимой информации.

Вышеперечисленные возможности позволяют качественно реализовывать идеи программированного обучения при условии выполнения структуры графа любой степени сложности, осуществлять поиск и получение справочного материала в процессе работы по программе.

1.11.3 "Конструктор справочных программ по математическим дисциплинам", или Инструментальное средство (ИС) "Справочник" (ИПИ АН СССР, г. Москва, .1991 г.), разработанный для IBM PC XT/AT, IBM PS/2, предназначен для конструирования справочных программ по математическим дисциплинам.

ИС "Справочник" может использоваться для поиска и вывода на экран учебной информации, представленной с различной степенью детализации по объему и содержанию. В нем предусмотрена вариативность при предъявлении учебной информации: на экран можно вывести условие теоремы, фрагмент доказательства, полностью доказательство. Предъявляемый на экране текст можно подготовить в текстовом редакторе (с псевдографикой). Реализовано также оконное представление информации с возможностью движения вперед (например, по тексту доказательства теоремы) и возврата, использования меню выбора тем, а также реализации доступного способа обращения к информации (нижняя строка содержит информацию о назначении используемых клавиш). Используя ИС "Справочник", обучаемый имеет возможность запрашивать у системы необходимую информацию, оперативно получать на экране определения понятий, формулировки нужных теорем, лемм, аксиом, доказательства теорем. В любой момент работы обучаемый может получить инструкцию по работе с ИС "Справочник". При этом запись наиболее употребимых математических выражений выдается в стандартной форме. Вместе с тем предусмотрена возможность создания новых символов, изменения их конфигурации и замены.

Перечислим возможности ИС "Справочник", определяющие его педагогическую значимость:

реализация диалогового взаимодействия пользователя с системой;

реализация вариантов поиска необходимой информации;

вывод но экран необходимой пользователю учебной, справочной информации с различной (по объему и содержанию) степенью детализации;

разделение на экране информации по различию содержания (на экране представлены "окна" формулировок, теорем, определений);

предъявление доказательств теоретических положений на различном уровне (сокращенно, подробно) с возможностью перемещения по тексту "вперед - назад".

К сожалению, работая с ИС "Справочник", нельзя реализовать вычислительные и графические возможности современных ПЭВМ. Это сужает сферу его применения.

1.11.4 Система "Адонис" (Российский учебно-научный центр новых информационных технологий, г. Зеленоград, 1993 г.), разработанная на IBM PC AT, предназначена для создания информационно-поисковых систем, а также программ, обеспечивающих тренировку в процессе формирования учебных умений и навыков. При этом можно реализовывать графические возможности. Система предоставляет также возможность использования экспертной системы и программы, позволяющей моделировать процессы, описываемые дифференциальными уравнениями. В связи с этим на базе Системы "Адонис" можно разрабатывать ППС с достаточно широким спектром дидактических возможностей. Однако надо отметить, что работать с системой может только профессиональный программист, что сужает сферу ее практического использования.

1.11.5. Анализируя педагогическую целесообразность использования вышеописанных ИПС, естественно предположить, что расширение возможностей конкретного ИПС неизбежно влечет усложнение процесса его использования, что само по себе имеет как позитивные, так и негативные стороны. К последним можно отнести трудности использования ИПС учителем, не являющимся профессиональным программистом.

Так, например, работать с Системой "Адонис", богатой возможностями, не сможет учитель, не являющийся программистом, а заполнять Систему "Стратег" может и непрофессиональный программист, хотя на ее базе можно создавать только либо информационно-справочные системы, либо программы, контролирующие уровень усвоенных учебных умений. Однако в определенных случаях, например на этапе контроля или самопроверки, эти возможности вполне устраивают учителя. Аналогичные выводы можно привести и при рассмотрении других ИПС.

Таким образом, приходим к утверждению, что каждый тип ИПС (Глава I, п. 2.3.3.) имеет свою "экологическую нишу" использования при создании на его базе ПС определенного методического назначения.

Для большей наглядности представим в табл. 2 соотнесение каждого ИПС (из проанализированных выше) с возможностью разработки на его базе ПС определенного методического назначения.

1.12 Выводы.

В процессе обучения курсу информатики и общеобразовательным предметам используется:

матобеспечение определенного типа ПЭВМ;

программное обеспечение, соответствующее целям и задачам учебно-воспитательного процесса;

специально разрабатываемые программные средства и системы для целей обучения и воспитания.

Разработка ПС учебного назначения в основном производится по двум направлениям:

Таблица 2

СООТНЕСЕНИЕ ИПС С ВОЗМОЖНОСТЬЮ РАЗРАБОТКИ НА ЕГО БАЗЕ ПС ОПРЕДЕЛЕННОГО МЕТОДИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ

	Методическое назначение ПС, созданных на базе ИПС
ИПС	1	2	3	4	5	6	7	8	9
ИПС "Стратег"		+	+	+
ИПС "Диакон"		+	+	+			+	+	+
ИС "Справочник"			+	+			+
Система "Адонис"	+	+	+	+		+	+	+

Обозначения:

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

инициативная разработка авторскими коллективами или отдельными авторами, создающими ПС по своему усмотрению как в соответствии с тематикой изучаемых учебных курсов, так и вне зависимости от них;

разработка по различным координационным планам отдельных министерств, ведомств, научных организаций, преследующая цель насыщения сферы образования программными средствами, которые можно использовать в процессе обучения.

ПС учебного назначения используются как:

отдельные программы, обеспечивающие часть урока или весь урок, несколько уроков;

пакеты программ, обеспечивающие тему учебного предмета, раздел или курс компьютерной поддержкой;

практикумы, обеспечивающие определенную программу практических занятий учебного курса;

компонент "компьютерного курса".

1.12.1 Использование ПС учебного назначения и процессе преподавания общеобразовательных предметов производится в подавляющем большинстве совместно с учебно-методической литературой, обеспечивающей сам процесс применения того или иного ПС и его включение в канву урока. Традиционные средства обучения, такие, как кинофильмы, диафильмы, на одном и том же уроке с ПС учебного назначения практически вообще не используются, а таблицы, кодотранспоранты используются весьма ограниченно.

Рассмотренные ПС, используемые в процессе обучения для поддержки преподавания того или иного учебного предмета, в основном преследуют цель - "латание прорех" традиционной методики обучения. При этом разработчики (учителя, методисты, программисты) стремятся использовать возможности современных ПЭВМ в целях интенсификации учебного процесса в рамках традиционной методики обучения. Педагогическая целесообразность разработанных, а порой и активно используемых программ остается "на совести" авторов, так как большинство этих разработок не опирается ни на определенную методологию, ни на теоретические или концептуальные разработки, описывающие критерии оценки качества ПС, выбор тематики для ПС, установление оптимального количества разработок по тому или иному учебному предмету. Хотя надо отметить и то, что отдельные вопросы решаются различными авторами и определенные подходы к вышеназванным проблемам уже сформированы [16], [21], [24], [25], [26], [37], [42], [46], [55] и др.

1.12.2 Педагогическая целесообразность применения проанализированных ПС учебного назначения в большинстве случаев обосновывается авторами необходимостью автоматизации процессов контроля и тренировки, а в более редких случаях -- необходимостью демонстрации изучаемых объектов, процессов или явлений с элементами моделирования.

В подавляющем большинстве проанализированных ПС учебного назначения контроль ограничивается либо предложением обучаемому выбрать верный ответ из нескольких (обычно 3-5), представленных на экране, либо констатацией правильности полученного ответа ("верно-неверно"), либо предложением прочесть верный ответ в готовом виде (при неправильном ответе). Подобный подход к контролю знаний никак нельзя назвать педагогически оправданным в условиях использования современных ПЭВМ, возможности которых позволяют обеспечить диагностику ошибок по результатам обучения (Глава I, п. 2.2.3.) и в зависимости от этого направить дальнейшую деятельность ученика, организовать диалог в процессе исправления ошибок и обеспечить поэтапный контроль (с обратной связью) на каждом логически законченном этапе деятельности обучаемого.

1.12.3. ПС, реализующие идеи программированного обучения с использованием возможностей компьютера, достаточно широко представлены в исследованных материалах. Они представляют собой линейные или разветвленные программы (по Скиннеру или Краудеру), реализованные с помощью компьютера, и ничего принципиально нового с точки зрения дидактических возможностей не содержат.

1.12.4. Использование некоторых ПС поддержки преподавания, например, курса информатики "Е-практикум", "Среда учебных исполнителей" (Глава II, п. 1.3.4.) или курса алгебры (Глава II, п. 1.8.3., п. 1.9.2., п. 1.9.3.), стереометрии (Глава II, п. 1.8.2., п. 1.9.1.) имеют цель -- создание предметно--ориентированной программной среды (Глава I, п. 2.3.4.). Чаще всего эта среда с ограниченными возможностями по видам взаимодействия с пользователем. Тем не менее такие ПС являются перспективными по отношению к контролирующим, тренинговым программам или программам, использующим идеи программированного обучения, так как намного полнее используют возможности современных ПЭВМ (графические, по обработке информации), предоставляя ученику инструмент для исследования определенной предметной области и реализуя идеи деятельностного подхода к обучению.

1.12.5 Анализ инструментальных программных средств (Глава II, п. 1.11.), предназначенных для конструирования программных средств (систем) учебного назначения [7] или создания графических включений, сервисных "надстроек" программы, подготовки учебных и организационных материалов, позволяет выделать следующие возможности ИПС:

обеспечение функционирования средств диалоговой поддержки процесса общения пользователя с программой;

обеспечение контроля (самоконтроля) усвоения учебного материала и реакции программы на результаты контроля;

"встраивание" в программу средств для осуществления вычислительных операций;

"встраивание" в программу средств, обеспечивающих качественное оформление, дизайн программы;

генерирование и рассылка раздаточных материалов на рабочие моста учащихся;

обеспечение взаимодействия с программными средствами общего назначения (например, с редактором текста);

обеспечение нескольких рабочих полей на экране для создания активных зон, обеспечивающих реакцию на действия пользователя.

Не реализованными остаются (необходимые с точки зрения педагогических целей использования ИПС) следующие возможности:

обеспечение различных режимов работы с графикой, в том числе возможность "встраивания" в текстовые материалы графических фрагментов и иллюстраций;

разработка инструментальных средств компьютерного моделирования, (демонстрационного, имитационного);

взаимодействие с интегрированными пользовательскими пакетами.

Отмеченные недостатки определяют направления дальнейшего совершенствования ИПС и позволяют очертить оптимальные границы их использования. С одной стороны, граница определяется максимальными удобствами пользователя, который стремится упростить свою деятельность при создании ППС, необходимыми ему в практической работе, с другой стороны, возможностями современных технологий, в частности технологии Мультимедиа, спектр возможностей которых в области представления аудиовизуальной информации очень широк.

1.12.6 Разработка сервисных ПС для учителя, обеспечивающих автоматизацию процесса контроля результатов усвоения или продвижения в учении, генерирование заданий, загрузку и передачу ПС по сети, управление ходом занятия (например, с учительской ПЭВМ), находится на невысоком уровне. Сервисные ПС крайне необходимы учителю, так как служат целям управления учебным процессом и обеспечивают комфортность работы пользователя. В связи с этим актуальной остается проблема консолидации усилий разработчиков в этой области.

1.12.7 В проанализированных и описанных выше разработках достаточно часто встречаются ПС, моделирующие изучаемый объект, процесс, опыт или явление. Они обычно объединяют демонстрацию изучаемого процесса или опыта, представленного моделью, и контроль, являясь в некотором роде программами-тренажерами. Примерами таких ПС могут служить "Окно в физику" (Глава II, п. 1.8.1.); ППП "Химия" (ВЦ СО АН СССР, г. Новосибирск, 1987 г.). Реже в такие программы вводятся элементы программированного обучения. Изучение свойств модели, отражающей определенный объект или процесс, наглядное представление изучаемого материала через модель, возможность получения незамедлительной обратной связи при "работе" с моделью - все это, несомненно, повышает дидактический уровень такого типа ПС. К сожалению, далеко не все ПС из проанализированных в полной мере реализуют вышеназванные возможности. Во всех исследованных ПС не реализована имитация определенного аспекта реальности (Глава I, п. 2.4.5.), не представлены основные элементы и типы функций для его моделирования (Глава I, п. 2.4.6.).

1.12.8 Использование игровой компоненты в проанализированных ПС учебного назначения позволяет "проигрывать" учебную ситуацию, на фоне игрового сюжета предлагать решение несложных учебных заданий. Эти программы скорее всего имеют досуговое назначение, так как игровая компонента в них превалирует над учебной. Гораздо реже с их помощью организуется деятельность, обеспечивающая развитие логического образа мышления. В подавляющем большинстве такие ПС являются программами-тренажерами, с которыми в лучшем случае "хочется пообщаться". Их нельзя назвать обучающими хотя бы потому, что они не способствуют процессу усвоения знаний или умений.

Отдельно следует отметить кок позитивное направление использование ПС с игровой компонентой (например, Глава II, п. 1.6.2.), реализующее в той или иной мере идею формирования алгоритмического или логического стиля мышления. Использование таких ПС целесообразно, в том числе и во внеклассной работе.

1.12.9. Анализ психолого - педагогической целесообразности использования ПС учебного назначения (отечественные разработки) различных типов (Глава I, п. 2.3., п. 2.4.) позволяет констатировать следующее:

подавляющее большинство используемых в практике преподавания ПС учебного назначения ориентировано на тренировку усваиваемых умений, навыков, на контроль результатов обучения, на использование игровой компоненты, превалирующей над учебной или развивающей;

применение программных средств и систем в учебном процессе значительно повышает мотивацию обучения за счет предоставления возможности самостоятельного выбора режима работы с ПС, обеспечения разнообразных видов самостоятельной работы, компьютерной визуализации (Глава I, п. 2.2.3.), использования игровых ситуаций;

реализация в ПС учебного назначения возможностей современной компьютерной графики, разнообразных средств наглядности (например, Глава II, п. 1.2.5., п. 1.7.7, п. 1.7.8., п. 1.8.1, п. 1.9.1., п. 1.9.3.) формирует и развивает наглядно-образный, наглядно-действенный вид мышления;

выполнение обучаемым экспериментально - исследовательской деятельности, организованной с помощью ПС (например, Глава II, п. 1.8., п. 1.9.1., п. 1.10.), формирует исследовательские умения, инициирует самостоятельное приобретение знаний;

реализация идей алгоритмизации обучения в ПС учебного назначения (например, Глава II, п. 1.9.2.) инициирует обучение оптимальному поиску стратегии решения задач определенного класса, развивает алгоритмический, логический стиль мышления;

использование учебных баз данных, электронных таблиц, применение системы подготовки текстов (например, Глава II, п. 1.2.2., п. 1.3.3.), включение в обучающие программы деятельности по классификации учебной информации (например, Глава II, п. 1.7.4., п. 1.9.1.) формирует культуру учебной деятельности. информационную культуру обучаемого;

наиболее перспективными являются ПС развивающего и обучающего назначения (например, Глава II, п. 1.3.3., п. 1.6.2., п. 1.8.2., п. 1.9.1., п. 1.9.2., п. 1.9.3.), использование которых обеспечивает организацию разнообразных видов учебной деятельности, направленной на развитие творческого потенциала обучаемого, определенных видов мышления; тренировку памяти; формирование реакции но непредвиденные ситуации, умения принимать оптимальное решение в сложной ситуации.

Подытоживая анализ педагогической целесообразности использования ПС учебного назначения различных типов (Глава I, п. 2.3., п. 2.4.), следует отметить, что приоритетной (как с точки зрения педагогической эффективности применения, так и реализации современных тенденций процесса информатизации образования) является разработка тех программных средств, которые реализуют идеи теорий обучения, ориентированных но развитие личности обучаемого.

В связи с этим следует констатировать особую необходимость выдвижения на передний план (при разработке перспективных ПС учебного назначения) концептуальных психолого-- педагогических аспектов проблемы создания и использования ПС в целях обучения и развития интеллектуального потенциала индивида, в том числе определения условий реализации уникальных (с точки зрения педагогических применений) возможностей СНИТ (Глава I, п. 1.2.).

2. Анализ возможностей использования учебных программных средств (зарубежные разработки)

2.1 The Advisory Unit Microtechnology in Education (Британия)

Анализ ПС учебного назначения фирмы Advisory Unit Microtechnology in Education [106] позволяет подразделить их на: ПС для изучения "Основ информационной технологии"; ПС для создания графических построений; учебные базы данных и информационно-поисковые системы; ПС игровой направленности; сервисные ПС.

2.1.1 ПС, предназначенные для изучения курса "Основы информационной технологии"

Исследование ПС, предназначенных для обучения "Основам информационной технологии", показало, что в основном их применение преследует двоякую цель. Это, во-первых, расширение - кругозора обучаемого в области применения средств информационных технологий в учебной деятельности, в быту, на досуге и, во-вторых, знакомство с устройством и архитектурой современных ЭВМ, а также с различными языками программирования. Некоторые программы, которые служат для обучения начинающих пользователей структуре и архитектуре ЭВМ, представляют пользователю на экране "машинные" инструкции исполнительного цикла. Работая с программой, пользователь изучает структуру ЭВМ, работу отдельных ее узлов, постигает процесс функционирования современных ЭВМ.

Приведем некоторые примеры.

Программа "DAPT" предоставляет в распоряжение пользователя своеобразный "компьютерный язык", позволяющий выводить на экран "черепашью" графику и самостоятельно создавать графические построения. В рассмотренном случае идея. позаимствованная из концепции LOGO, реализована авторами в несколько модифицированном варианте.

"STOPRESS" предназначается для детей младшего школьного возраста. С ее помощью на экран выводится необходимая школьнику информация, знакомящая его с основами информационной технологии. Программа помогает сочинять забавные истории в виде простейших мультфильмов, используя широкие возможности манипулирования на экране графической и текстовой информацией в цветном представлении.

Отличительной особенностью исследованных ПС, ориентированных на знакомство с современными информационными технологиями, является упрощенность содержания, свободный выбор режима работы, игровая направленность, выражающаяся в создании определенного игрового фона, на котором происходит предъявление учебного материала.

2.1.2 Графические редакторы учебного и игрового назначения

Программные средства типа "MOSAIC" ("Мозаика") представляют собой графический редактор с расширенными возможностями. Они предназначены для создания различных графических построений на основе осуществления афинных преобразований с графическим элементом (цветной рисунок, предварительно построенный в полный размер экрана на клетчатом поле). Созданный на клетчатом поле графический элемент можно уменьшить до размеров 2:1; 5:1; 10:1 и перенести на предварительно очищенное поле экрана для его дальнейшего перемещения. Каждое перемещение можно фиксировать, оставляя на поле экрана след (сам рисунок в его уменьшенном виде), сохраняя при этом цветовой колорит рисунка. Возможными перемещениями графического элемента являются геометрические преобразования. При этом каждое новое местоположение графического элемента можно зафиксировать на экране (оставить след). Это позволяет создавать богатое многообразие разноцветных мозаичных полей, напоминающих рисунки в детской игрушке калейдоскопе. Работа с графическим редактором такого типа позволяет в процессе "экранного творчества" ознакомить обучаемого с афинными преобразованиями. Результатом работы обучаемого является рисунок (например, для ткани или панно).

Использование графических редакторов учебного и игрового назначения, предоставляющих возможность производить афинные преобразования с графическим элементом, во-первых, способствует, эстетическому воспитанию обучаемого и, во-вторых, подводит его к интуитивному пониманию сущности геометрических преобразований.

2.1.3 Учебные базы данных

Учебные базы данных и информационно-поисковые системы достаточно широко представлены в исследуемых ПС. В них реализуются возможности традиционной базы данных, электронных таблиц, текстового редактора.

Приведем некоторые примеры.

"ALPHA" представляет собой достаточно мощный языковой процессор, предназначенный для создания литературных текстов. Он содержит базу данных на полторы тысячи слов и позволяет пользоваться ею для поиска необходимых слов, сортировки текстов, создания собственных текстов. Использование "ALPHA" целесообразно при обучении предметам гуманитарного цикла, в частности написанию сочинений, при изучении литературы.

Примерно такими же возможностями обладает текстовый редактор "ECONET QUEST" с большим набором слов. Более мощная версия -- база данных "QUEST" и "QUEST 64" -- позволяет по требованию пользователя осуществлять запрос, выбор и просмотр документов, содержащихся в ней.

"QUEST IN HISTORY" позволяет осуществлять поиск по различным периодам истории искусств. С ее помощью можно исследовать различные методические идеи обучения истории. Так, при рассмотрении того или иного исторического периода из базы данных целенаправленно можно выбрать определенную информацию (например, о политической или экономической обстановке в стране в данный период, об эпидемиях, посетивших в исследуемый период эту страну, о ее культуре и т. д.). Обучаемому предлагается сделать определенные выводы на основании информации, полученной из базы данных, достоверность которых проверяет программа.

"QUEST AND ОМАР IN THE GEOGRAPHY CURRICULUM" позволяет осуществить поиск объекта по географической карте. Четыре демонстрационных примера показывают, как можно использовать это ПС при изучении географии средней школы. Возможности ПС позволяют осуществить наполнение базы данных информацией о городах, проблемах экологии, демографии, о климате, об организации проведения полевых работ.

"QМАР" позволяет создавать собственную базу данных географических объектов по специально подготовленным географическим картам, предоставляет возможность демонстрировать изменение масштаба, выполнять задания по масштабированию.

"Учебная база данных по химии" содержит информацию об ученых-химиках (биографические данные, сведения о научной деятельности, описание сущности научных открытий и т. д.). Кроме того, она содержит учебную информацию по разделам общеобразовательного курса химии. Возможности базы данных позволяют по определенным признаком и по их конъюнкции выбирать учебную информацию, нужную пользователю, изменять (при необходимости) условия выбора. Использование таких баз данных обеспечивает многоаспектный подход к изучению определенной темы курса, что способствует качественному усвоению учебного материала, в частности изучению истории научных открытий; последнее имеет немаловажное значение в процессе формирования представлений о будущей профессии обучаемого.

Аналогичными возможностями обладает "Учебная база данных по истории", содержанием которой служит информация о жителях некоторых регионов страны, весьма разнообразная по содержанию. Работая с базой данных, пользователь может получить информацию о численности, национальном составе, профессии жителей данного региона в отдельные исторические периоды. Информация представляется дифференцированно: по годам, десятилетиям, столетиям, отдельно данные о мужском, женском населении, детях, с учетом возраста жителей. Имеется информация о работе, выполняемой жителями данного региона (например, информация о количестве жителей в данном регионе, занимающихся ремесленническим трудом, сельским хозяйством и т. д.). Возможности такой базы данных позволяют, например, извлечь информацию о том, какую работу выполняли жители данного региона в возрасте от 11 до 15 лет в 1888 г., и сравнить ее с информацией такого же характера за 1988 г. Причем эта информация выдается в виде специальной таблицы:

год	регион	фамилия, имя	возраст	род деятельности
1

Подобная информация представляет интерес как для социологического исследования, так и в качестве учебного материала для самостоятельного формулирования обучаемым выводов и обобщений об особенностях социальной среды данного региона в определенный исторический период.

Возможности таких учебных баз данных позволяют применять их как в процессе самостоятельной работы при усвоении нового учебного материала, осуществляя поиск необходимой информации, так и для выработки умений обрабатывать информацию по представленному образцу.

Недостатком подобного рода учебных баз данных является ограниченность их возможностей при поиске по сочетанию признаков. Кроме того, надо отметить и тот факт, что консервативные свойства таких баз данных преобладают над динамическими. Это приводит к превалированию декларативного представления информации над процедурным (декларативным назовем представление информации, характеризуемое тем, что основная часть информации представляется в виде статической совокупности фактов, которыми можно манипулировать с помощью ограниченного набора универсальных процедур).

Несмотря на эти ограничения, вышеописанные учебные базы данных целесообразно использовать в процессе выработки умений и навыков по обработке информации как во время проведения самостоятельной работы в период ознакомления с новым учебным материалом, так и в процессе контроля (самоконтроля) результатов усвоенного и коррекции по результатам контроля.

2.1.4 Определенный интерес представляют информационно-поисковые системы, основанные на "дихотомическом делении" (деление объема понятия (класса, множества) на два соподчиненных класса по принципу исключенного третьего: "а" или "не а"). Использование таких систем позволяет классифицировать информацию по определенным признакам. При ошибочных действиях пользователя программа указывает на ошибку, выдавая правильный граф поиска. При верном результате программа в конце работы представляет обучаемому граф его поиска для сравнения с оптимальным графом, который может быть выведен на экран.

Применение информационно--поисковых систем формирует умения по обработке информации, в частности классификации информации. Такие программы целесообразно использовать при самоподготовке, контроле, самоконтроле знаний.

2.1.5 Учебно-игровые ПС

Определенный интерес представляют учебно-игровые ПС ("Пилот и навигатор", "Восхождение на горный хребет", "Туристический лагерь"), в которых за основу содержания взята игровая ситуация. Они обеспечивают устойчивую мотивацию к участию в деловой игре и заинтересованность пользователя при изучении определенной модели предлагаемой ситуации. Для этих ПС отбираются ситуации, которые можно охарактеризовать как критические. Например, аварийная ситуация при управлении автотранспортом или напряженная ситуация в туристическом походе. Использование ПС, моделирующих критическую ситуацию, с которой может встретиться обучаемый а быту, на производстве, в период активного спортивного отдыха, в процессе обучения, способствует формированию умений ориентироваться в сложной ситуации, когда одновременно действуют несколько факторов и когда требуется незамедлительно принять оптимальное решение.

Остановимся несколько подробнее па описании особенностей таких программных средств.

ПС "Восхождение на горный хребет" позволяет подготовить туриста до самого восхождения. Как известно, при восхождении на горный хребет необходимо учитывать такие факторы, как наличие достаточного количества продовольственных запасов, альпинистского снаряжения, проводников, знающих ландшафт района, и пр. ПС предназначается для выработки умений определять наиболее оптимальный маршрут восхождения с минимальными материальными затратами. С помощью ПС можно "проиграть" возможные ситуации на соответствующей модели, выбрав в итоге наилучший вариант. При этом на экран в любой момент времени можно затребовать карту района, по которой пользователь проложит предполагаемый маршрут и проверит его оптимальность, учитывая все необходимые факторы. Принимая решение перед очередным переходом заранее проложенного маршрута, пользователь может затребовать на экран информацию об имеющихся на данный момент времени запасах провианта, о прогнозе погоды, о наличии проводников из местных жителей и пр.

Моделирование в ПС определенной ситуации позволяет пользователю "проигрывать" ее различные варианты. Можно не только па интуитивном уровне выбирать оптимальное решение, но и "просматривать" различные варианты, предложенные пользователем или случайные. Изменяя и усложняя их, пользователь может также прогнозировать результат и проверять достоверность своего прогноза.

Применение учебно--игровых ПС, использующих идею оптимизации деятельности обучаемого при взаимодействии с моделью ситуации, помогает выбирать оптимальный вариант деятельности в сымитированной ситуации, формирует умения принимать оптимальное решение в сложных реальных условиях. Это может послужить серьезной подготовкой для обучаемого к возможным жизненным ситуациям.

Очень важно, чтобы использование ПС такого типа не было бы случайным или бессистемным. Необходимо создание определенной психолого - методической концепции их использования как при подготовке специалистов определенного профиля, так и в процессе изучения общеобразовательных предметов.

Саму идею выбора оптимального способа решения проблемы, возникающей в той или иной ситуации, с помощью "проигрывания" различных возможных вариантов функционирования ее модели целесообразно перенести в предметную область. Использование подобного рода программных средств на нынешнем этапе информатизации образования целесообразно в процессе организации кружковой, внеклассной и внешкольной работы.

Большой популярностью пользуются игровые программы (типа "QUEST ANUENTURES"), являющиеся генераторами приключенческих сюжетов. С их помощью пользователь может самостоятельно создавать несложные приключенческие сюжеты, приобщаясь к умению программировать. Эти ПС интересны разнообразием игровых сюжетов, на фоне которых можно обучаться составлению компьютерных программ.

Оригинальной и увлекательной реализацией возможностей текстового редактора является игра, обучающая правописанию. Перед началом игры учитель подготавливает текст, на котором будут отрабатываться определенные грамматические правила. Вначале на экран выводится не весь текст, а. например, только одна определенная буква (допустим, "а" во всех строчках текста). Перед учениками ставится задача: воссоздать на экране весь текст, не допуская по возможности грамматических ошибок. При этом программа ведет подсчет правильных и ошибочных попыток, создавая атмосферу соревнования и азарта. Вначале, пока идут первые пробы, ошибки не засчитываются. Когда найден первый правильный слог, подсчет очков становится более жестким. При расшифровке текста грамматические ошибки констатируются как отрицательные очки. Цена очков различна в зависимости от сложности слова, возможности угадывания слова, стадии игры (начало игры, середина, конец) и т. д. Выигрывает тот, кто за наименьшее число попыток воссоздаст весь текст без грамматических ошибок. Программа может выставлять оценку за проделанную работу как в виде очков (пользователю и компьютеру), так и в виде балла по пятибалльной шкале оценок. В этом ПС игровая компонента выступает в качестве вспомогательной, так как основное внимание обучаемый уделяет расшифровке текста.

Исследование возможностей ПС, в которых игровая компонента не превалирует над учебной, убеждает в несомненной целесообразности их применения в связи с тем, что их использование повышает мотивацию обучения и инициирует высокую работоспособность обучаемого.

2.2 Программное обеспечение для центров образования (Акционерное- общество "Edicinco S.A.", Испания)

Программное обеспечение для центров образования Акционерного общества "Edicinco S.A." [89] представляет два вида программных средств. Это ПС, предназначенные для преподавания основных учебных предметов в 3-8-х классах общеобразовательной школы, и ПС для обучения административного персонала пользованию компьютером.

Компьютерные программы по естественным наукам, математике, языковым курсам охватывают практически все наиболее значимые темы соответствующего учебного курса. Анализ курсов- показывает, что при выборе темы курса и содержания учебного материала для компьютерной программы авторами не учитывается ни специфика тематики курса, требующей использования возможностей компьютера для ее изучения, ни особенности изучаемого материала (например, необходимость использования возможностей компьютерной визуализации). Нет также ссылок на использование определенных теоретических, концептуальных положений, обусловливающих целесообразность изучения темы курса с помощью компьютерной программы. Рассмотренные программы в основном имеют игровую направленность. Игры порой переходят в азартную игру-погоню, игру-поиск, игру - "попади в цель". Реализованы они по-разному: есть выполненные в цвете, есть - в монохромном варианте. Некоторые игры изобилуют большим количеством участников - разнообразных зверюшек, добрых помощников и злых, мешающих достижению поставленной цели. Опишем более подробно наиболее интересные из них.

2.2.1 Программы по математике, предназначенные для обучения арифметическим действиям, представляют собой игру, действие которой происходит на достаточно широком "поле", выходящем за периметр экрана, по которому можно свободно "перемещаться" с помощью курсора, соблюдая определенные правила игры. Эти правила предусматривают возможность "перемещения по полю", подсчета очков, регистрации временного интервала и возможность выигрыша при правильных ответах на задаваемые программой вопросы арифметического содержания. Сюжеты приключений, происходящих по "пути следования" обучаемого, очень разнообразны, игровой фон очень насыщенный и усложненный.

2.2.2 Аналогичны программы по языку. В них зачастую используется "бегущая строка" с пропущенными буквами, которые необходимо вставить, выполняя "стрельбу". Надо отметить, что в этих ПС чрезмерное увлечение игровой компонентой оттесняет на второй план обучающую.

Больший интерес представляет программное обеспечение языковых курсов для 3-8-х классов. Программы учитывают возрастные особенности обучаемых соответствующего класса и нацелены на обучение чтению, орфографии, грамматике, правописанию, на углубленное изучение испанской литературы.

Рассмотрим некоторые примеры.

Серия обучающих программ "Лало" разработана для формирования у детей речевых навыков и умений как средства общения. В серию "Лало" входят три цикла. "Лало-О" -- программы, предназначенные для детей в возрасте от 6 до 8 лет, знакомят с алфавитом, его составляющими и их взаимосвязью. Программы можно использовать также для ознакомления с клавиатурой ПЭВМ. "Лало-1" -- программы, предназначенные для детей в возрасте от 7 до 9 лет, которые пополняют словарный запас детей и обучают правильному построению фраз, элементарным грамматическим правилам, орфографии, технике чтения, развивают зрительную память. "Лало-2" -- это программы, продолжающие идеи "Лало-1". Они знакомят с элементарными синтаксическими структурами и совершенствуют технику чтения.

2.2.3 Обучающие игры

Логическая игра "Тик-так" ("Мы играем с часами") имеет целью формирование у младших школьников навыков чтения и понимания показаний часов, считываемых с обычного циферблата. Эта игра предназначена для детей 6-8 лет, обладающих достаточными навыками чтения и письма, чтобы понять инструкции, выводимые на экран. Программа "Тик-так", выполненная в виде игры для одного или двух игроков, находит свое развитие в виде двух различных обучающих игр: "Найди букву" и "Цирк".

"Найди букву" -- это игра, предназначенная для обучения распознаванию слов. Игра напоминает по своей сути популярную игру "Виселица". Программа задает слово, а игрок, следуя текстам-подсказкам и выбирая буквы из предложенного списка, появляющегося на экране, должен правильно закончить слово. "Найди букву" представляет собой открытую программу, к которой можно добавлять большое количество слов и соответствующих им текстов-подсказок. Последние могут быть модифицированы или целиком заменены. Имеется также возможность полностью убрать вывод на экран подсказок. "Главное действующее лицо" программы -- это симпатичная зверюшка, помещенная в сложный лабиринт, таящий в себе различные опасности. Передвигая ее, пользователь должен правильно определить загаданное слово.

Программа "Цирк" предназначена для формирования навыков выполнения основных арифметических действий (сложение, вычитание, умножение и деление) и используется детьми в возрасте от 6 до 10 лет. Сама по себе эта программа представляет прежде всего интересное и развлекательное время провождение. Игра задает простую операцию, включающую не более двух чисел, результатом которой является определенное натуральное число. Передвигая действующее лицо по экрану, заполненному занимательными изображениями, ребенок должен завершить предложенную операцию и выбрать верный результат. При неверном выполнении заданной операции или в случае "гибели" действующего лица та же самая операция снова предлагается ученику на новом экране. При правильном выполнении действия ученик читает на экране поощрительное сообщение и переходит к выполнению нового игрового задания.

Характерной чертой вышеописанных компьютерных программ является обязательное наличие игрового фона, на котором происходит представление учебного материала. Этот игровой фон обеспечивает устойчивую мотивацию к обучению, однако его влияние обусловливает поверхностное восприятие учебной информации.

2.2.4 "Компьютерный секретарь"

Практический курс "Компьютерный секретарь" разработан для использования административным персоналом в процессе компьютерного управления предприятием, в частности управления делами клиентов, снабженцев, торговых представителей и пр. В программное обеспечение "Компьютерный секретарь" входит мощный текстовый процессор (на кастильском языке), знакомство с которым необходимо для персонала любого учреждения, оснащенного компьютерами. К программе прилагается руководство пользователя, в котором указаны основные данные о работе предприятия и приведены задания для обучаемых. Курс "Компьютерный секретарь" использует в качестве поддержки программу коммерческого управления с упрощенным интерфейсом, специально разработанным для обучения. В число операций, поддерживаемых программой, входят: поддержка финансовых дел; генерация отчетов, форма которых определяется самим обучаемым; финансовые операции; торговля в кредит; сдача жилых помещений в наем; генерация отчетов по найму; генерация счетов по отчетам; складские отчеты; торговые отчеты и др.

"Компьютерный секретарь" кок практика-- ориентированный пакет целесообразно использовать в процессе формирования компьютерной грамотности обучаемых, готовящихся использовать в своей деятельности компьютерные технологии при обработке информации, о также для автоматизации процесса ведения делопроизводство. Такие пакеты целесообразно также использовать в процессе преподавания профильного курса, обеспечивающего подготовку секретарей современных офисов.

2.3 Пакеты фирмы "Compu Logical" (Испания)

Характерной чертой пакетов программ учебного назначения фирмы "Compu Logical" является наглядно-образное представление учебной информации и ориентация на самостоятельную учебную деятельность.

Приведем некоторые примеры.

Программные средства пакета, предназначенного для обучения английскому языку, представляют на экране в виде картинки часть интерьера аэропорта. Пользователю предлагается выбрать любой его фрагмент для рассмотрения. Фиксируя курсором тот или иной объект на картинке, представленной на экране, пользователь имеет возможность прочитать соответствующее название объекта на английском языке. При этом имеется возможность продвижения "в глубь" картинки. Например, из зала аэропорта, представленного на экране, можно выбрать любой объект (допустим, кафе), в котором в свою очередь выбрать другой объект (витрину с продуктами) и прочитать название отдельных предметов, отмечаемых курсором.

Или другой пример. На экране представляется в цвете картинка с деревом определенного вида. Фиксируя курсором лист кроны дерева или кору его ствола, можно увидеть в увеличенном виде выбранную часть дерева и получить на экране наименование ее составных частей, детализируя вплоть до уровня клетки.

Реализация возможности продвижения "в глубь" картинки и увеличения "под лупой" выбранной ее части с возможностью получения информации об изучаемом объекте позволяет пользователю самостоятельно изучать строение и состав интересующего его объекта, многократно возвращаться к источнику информации, изменяя свои запросы.

Эти возможности обусловлены применением специального инструментального программного обеспечения, ориентированного на использование возможностей современной компьютерной графики.

2.4 Пакет программных средств для средних учебных заведений "Everyday Mathematics Problem Solving Microlab" фирмы Degem System Ltd. (Израиль).

Пакет "Everyday Mathematics Problem Solving Microlab" включает семь разделов курса математики для средних учебных заведений, охватывающих отдельные темы учебного материала арифметики, алгебры, геометрии, тригонометрии, статистики. Использование пакета ориентировано на обучение решению задач. При решении задач имеется возможность пользоваться помощью, которая предлагается в виде подсказки или пошагового руководства для решения задачи. В пакете имеется также возможность автоматического анализа результатов решения задачи, анализа продвижения в учении, подведения итогов деятельности обучаемого. Обращает на себя внимание высокое качество эстетического оформления пакета, сервис пользователя (многоплановое представление информации .на экране, возможность выбора режима работы, эргономичность распределения поля экрана на зоны сервиса, представления учебной информации, ввода и вывода информации).

Положительным качеством пакета является то, что его использование ориентировано на самостоятельную работу при повторении или закреплении пройденного материала; пакет реализует идеи проблемного обучения.

Ограничением методических возможностей пакета является нецелесообразность его применения при объяснении, так как при этом необходимо использовать теоретический материал или описание стратегии решения задач данного класса. Кроме того, в пакете не реализованы графические возможности современных ПЭВМ, что также отрицательно влияет на дидактическую значимость и ограничивает сферу применения пакета.

2.5 Выводы.

Подытоживая анализ возможностей использования программных средств н систем зарубежных фирм, отражающий наиболее распространенные тенденции применения программных средств в учебных целях, следует отметить следующее:

программные средства, используемые в учебных целях, в основном ориентированы на формирование компьютерной грамотности; на развитие умений принимать оптимальное решение в сложных реальных условиях; на привитие умений и навыков самостоятельной работы, в частности по обработке информации; на осуществление самоконтроля, самокоррекции результатов учебной деятельности; на выработку умений и навыков работы с информацией;

усиление дидактической значимости программных средств достигается в результате реализации возможностей: средств современной компьютерной графики, обеспечивающих усиление наглядности, создание моделей изучаемых объектов, процессов; баз данных, обеспечивающих осуществление разнообразных видов и форм самостоятельной работы с учебной информацией; пользовательских пакетов, обеспечивающих формирование умений использовать в учебной работе систему подготовки текстов, графические редакторы;

значительное внимание авторами программных средств и систем уделяется организации различных видов "экранного творчества", способствующего эстетическому воспитанию обучаемого, повышению мотивации обучения;

подавляющее большинство программных средств, используемых в целях обучения, ориентировано на выполнение игровой деятельности, которая чаще всего стимулирует процессы усвоения учебного материала;

характерной особенностью проанализированных программных средств является предоставление обучаемому разнообразия организационных форм учебной деятельности и возможности свободного выбора режима работы за компьютером;

использование большинство программных средств не "привязано" к определенной методике их применения и не предполагает использование дополнительных или других средств обучения.

программный информационный обучение

ГЛАВА III

ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СРЕДСТВ НОВЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ОБРАЗОВАНИИ

1. Информационная среда

1.1 В современном цивилизованном обществе этапа информатизации все его члены, независимо от их общественного положения, используют информацию и знания в своей деятельности, решая непрерывно возникающие перед ними задачи. При этом постоянно увеличивающиеся запасы знаний, опыта, весь интеллектуальный потенциал общества, который сосредоточен в книгах, патентах, журналах, отчетах, идеях, активно, на современном техническом уровне участвует в повседневной производственной, научной, образовательной и других видах деятельности людей. Ценность информации и удельный вес информационных услуг в жизни современного общества резко возросли. Это дает основание говорить о том, что главную роль в процессе информатизации играет собственно информация, которая сама по себе не производит материальных ценностей. Под информацией (с общих позиций) будем понимать сведения о фактических данных и совокупность знаний о зависимостях между ними, то есть средство, с помощью которого общество может осознавать себя и функционировать как единое целое. Естественно предположить, что информация должна быть научно--достоверной, доступной в смысле возможности ее получения, понимания и усвоения; данные, из которых информация извлекается, должны быть существенными, соответствующими современному научному уровню.