Использование информационных и телекоммуникационных технологий в качестве средств обучения

Среди важнейших достоинств мультимедиа в первую очередь следует отметить возможность создания с их помощью интерактивных презентаций. В этом случае обучаемый перестает быть пассивным получателем информации и становится активным участником учебного процесса. Интерактивность средств мультимедиа в учебной аудитории реализуется с помощью современных электронных досок. Это доски с интерактивными возможностями и возможностью передачи данных на расстояние. Все, что пишется на этой доске, автоматически появляется в программе-приложении. Рисунки и данные, записанные на доске, можно сохранить и использовать в различных приложениях, распечатать и раздать аудитории. Технологии, на основе которых реализованы интерактивные доски, изложены в Приложении 2.

Также важное значение в применении компьютерной техники в качестве средства обучения играют устройства ввода информации.

Стандартным устройством ввода является клавиатура. Контроль вводимых данных осуществляется на экране монитора.

Обычно используется 101 - 103 - клавишная клавиатура американского стандарта. Кроме клавишной клавиатура бывает мембранной и сенсорной. На клавиши алфавитно-цифрового поля может быть дополнительно нанесена разметка букв национального алфавита. Для работы в режиме национального алфавита необходима специальная программа-драйвер клавиатуры. На современном компьютерном рынке большой популярностью пользуются эргономические клавиатуры и прокладки для запястий, обеспечивающие наиболее комфортные условия работы.

Принцип ввода данных в сенсорных устройствах аналогичен принципу ввода в манипуляторах - координаторах.

Сенсорный манипулятор - класс координатных устройств - представляет собой коврик без мыши. В данном случае управление курсором производится простым движением пальца по коврику. Отсутствие механических частей обеспечивает небывалую долговечность таких устройств. Несмотря на компактные размеры коврика, увеличиваются полноэкранное управление курсором и разрешающая способность - 1000 точек на дюйм.

Сенсорный, тактильный, экран представляет собой поверхность, которая покрыта специальным слоем. Это устройство дает возможность выбирать действие или команду, дотрагиваясь до экрана пальцем. Сенсорный экран удобен при использовании, особенно когда необходим быстрый доступ к информации.

Световое перо имеет светочувствительный элемент на своем кончике. Соприкосновение пера с экраном замыкает фотоэлектрическую цепь и определяет место ввода или коррекции данных. Световое перо используется в различных системах проектирования и дизайна.

Графический планшет, дигитайзер, используется для ввода в компьютер чертежей или рисунков. Изображение преобразуется в цифровые данные, отсюда название устройства от английского слова digit, что означает - "цифра". Условия создания изображения приближены к реальным, достаточно специальным пером или пальцем сделать рисунок на специальной поверхности. Результаты работы дигитайзера воспроизводятся на экране монитора и в случае необходимости могут быть распечатаны на бумаге.

Другие виды манипуляторов - джойстик и мышь. Джойстик представляет собой ручку управления и наиболее часто используется в компьютерных играх. Джойстики управляют перемещениями курсора по экрану. С целью обеспечения эргономических требовании ручка джойстика имеет форму, повторяющую рельеф кисти руки при обхвате ручки. Современный рынок джойстиков очень разнообразен. Созданный для досуга, он совершенствуется, и работа с ним все точнее воссоздает условия имитируемой ситуации.

Мышь - наиболее распространенный тип манипуляторов. Движение мыши отражается на экране монитора перемещением ее указателя. Качество мыши определяется ее разрешающей способностью, которая измеряется числом точек на дюйм - dpi (dot per inch). Эта характеристика определяет, насколько точно курсор будет передвигаться по экрану. Для мыши среднего класса разрешение составляет 400 - 800 dpi.

Отличительные черты мыши:

- способ считывания информации (механические, оптико-механические и оптические);

- количество кнопок (2 и 3 кнопочные мыши);

- способ соединения (проводные или беспроводные мыши),

Дизайн мыши предполагает различные формы конструкций; наиболее популярными становятся эргономические мыши, которые имеют обтекаемую поверхность, обеспечивают естественность размещения кисти руки на ее поверхности.

Новинкой является беспроводная "летучая" мышь, работающая почти в любом месте. На столе она работает как обычная мышь; если поднять и нажать кнопку на основании, то ее можно использовать прямо в воздухе на расстоянии до 10 м от подставки.

Большое распространение в наше время приобрели устройства сканирования изображения, текстов, рисунков. Термин "сканирование" происходит от английского глагола to scan, что означает "пристально всматриваться". Изображение преобразуется в цифровую форму для дальнейшей обработки компьютером или воспроизведения на экране монитора.

Сканер распознает изображение, автоматически создает его электронную копию, которая может быть сохранена в памяти компьютера. Сканеры незаменимы при создании средств наглядности обучения.

Невозможно представить современное образование без информационных телекоммуникационных сетей. Глобальная сеть Internet обеспечивает доступ к гигантским объемам информации, хранящимся в различных уголках нашей планеты. Многие эксперты рассматривают технологии Internet как революционный прорыв, превосходящий по своей значимости появление персонального компьютера. Инструментальные средства компьютерных коммуникаций включают несколько форм: электронную почту, электронную конференцсвязь, видеоконференцсвязь, Internet. Эти средства позволяют преподавателям и обучаемым совместно использовать информацию, сотрудничать в решении общих проблем, публиковать свои идеи или комментарии, участвовать в решении задач и их обсуждении.

Итак, нами рассмотрены аппаратные средства информационных и телекоммуникационных технологий, которые преподаватель может использовать для решения профессиональных задач. Разнообразие указанных средств порождает потребность в автоматизации информационно-методических процессов для их дальнейшего транслирования и применения с использованием возможностей современных информационных и коммуникационных технологий. Удовлетворить эту потребность позволяет автоматизированное рабочее место преподавателя.

Автоматизированное рабочее место (АРМ) преподавателя можно определить как комплекс информационных ресурсов, программно-технических и организационно-технологических средств индивидуального и коллективного пользования, объединенных для выполнения определенных функций преподавателя. В основу конструирования АРМ преподавателя положены следующие основные принципы:

1. Максимальная ориентация на учебный процесс, достигаемая созданием инструментальных средств адаптации АРМ к уровню подготовки преподавателя, возможностей его обучения и самообучения.

2. Формализация профессиональных знаний, то есть возможность предоставления с помощью АРМ самостоятельно автоматизировать новые функции и решать новые задачи в процессе накопления опыта работы с системой.

3. Проблемная ориентация АРМ на решение определенного класса задач, объединенных общей технологией обработки информации, единством режимов работы и эксплуатации, что характерно для сферы образования.

4. Модульность построения, обеспечивающая сопряжение АРМ с другими элементами системы обработки информации, а также модификацию и наращивание возможностей АРМ без прерывания его функционирования.

5. Эргономичность, то есть создание для преподавателя комфортных условий труда и дружественного интерфейса общения с системой.

Техническое обеспечение АРМ представляет собой комплекс технических средств обработки информации на базе персонального компьютера, предназначенный для автоматизации функций преподавателя в ходе проведения занятий. АРМ обычно базируется на основе компьютера индивидуального или коллективного пользования. Технологическое обеспечение АРМ предназначено для организации технологического процесса использования АРМ применительно к комплексу решаемых задач, соответствующих функциям преподавателя, которые и определяют конфигурацию всего аппаратно-программного комплекса.

Широта выбора аппаратных средств для использования информационных и телекоммуникационных технологий в учебном процессе предоставляет учебному заведению полную свободу для воплощения любых педагогических замыслов. Однако при этом важное значение имеет сочетание цены и целесообразности использования указанных средств в учебном процессе. На практике каждое учебное заведение придерживается в этом вопросе оптимального баланса.

Глава 2. Применение информационных и телекоммуникационных технологий в качестве средств обучения (на примере МАОУ ВПО "Нефтеюганский муниципальный институт)

Рассмотрим практику применения информационных и телекоммуникационных технологий на примере учебного процесса Нефтеюганского муниципального института. В ходе этой работы мы сравним возможности, рассматриваемые в различных источниках, с их практической реализацией в указанном вузе.

2.1 Применение информационных и телекоммуникационных технологий обучения

В условиях информатизации образования информационные и телекоммуникационные технологии являются не только инструментом в руках работника образования, но и дают возможность получения оптимального учебного плана, осуществления дифференцированного подхода к обучающимся, оптимизации распределения учебного времени и др.

· Локальная сеть

· Демонстрационный экран, RAdmin

· Internet, Kerio

· Сайт НМИ

· Электронная библиотека

· АСТ

· СПС

Компьютерные телекоммуникации всё шире используются в образовании. В высшей школе их используют для координации научных исследований, оперативного обмена информацией между участниками проектов, обучения на расстоянии, проведения консультаций. В системе школьного образования - для повышения эффективности самостоятельной деятельности учащихся, связанной с разнообразными видами творческих работ, включая и учебную деятельность, на основе широкого использования исследовательских методов, свободного доступа к базам данных, обмена информацией с партнерами как внутри страны, так и за рубежом.

Самой известной и наиболее емкой телекоммуникационной сетью является Интернет (Internet). Интернет - это международная сеть сетей, в которой работают пользователи из университетов и исследовательских организаций, государственных учреждений и частных фирм и т.п. Сети, входящие в Интернет, базируются на едином для всех них наборе сетевых протоколов (TCP/IP), но они могут беспрепятственно обмениваться информацией и с другими сетями мира через специальные "шлюзы" - компьютеры, конвертирующие всю проходящую по сети информацию в нужные форматы в соответствии с системой протоколов, существующих в этих сетях.

Электронная почта (e-mail) - пересылка печатных материалов, графиков, деловых документов, фотографии, таблиц, газет и журналов с помощью электронных методов передачи и обработки информации для обмена корреспонденцией. С ее помощью можно послать электронное письмо (текст или произвольный файл, преобразованный в текстовой вид) любому пользователю Интернета. Время доставки писем обычно не более нескольких часов, а иногда и нескольких минут.

Общаться между собой по электронной почте могут пользователи, находящиеся и в пределах одного учреждения, и в различных уголках планеты.

Электронная почта используется для таких целей:

- пересылка сообщений другому пользователю;

- передача одного и того же сообщения нескольким пользователям;

- рассылка сообщений в несколько организаций по определенному списку;

Если пользователь хочет дать какую-то информацию не только своему партнеру, но и другим пользователям данной электронной сети, он может воспользоваться другими способами работы в сети - "доской объявлений" или конференцией.

Не следует путать конференцию как вид услуг телекоммуникационной сети (иначе говоря, почтовый ящик, принадлежащий сразу целой группе пользователей) с телеконференцией.

Телеконференции - это обмен мнениями с помощью электронных писем по поводу тех или иных тем, проводимый с привлечением одного или нескольких средств телекоммуникации (телефона, телевидения, видеотелефона, компьютерной телекоммуникации и т.п.).

Каждый пользователь может подписаться на интересующие его телеконференции (всего их несколько десятков тысяч). При этом он будет получать все письма, посылаемые в соответствующие телеконференции, и имеет возможность высказать свое мнение или ответить на чей-то вопрос.

Одной из наиболее часто используемых служб поиска в сети Интернет является WWW (World Wide Web) - сервер информационного поиска, позволяющий работать пользователю с информационными источниками в режиме гипертекста (гиперсреда - представление информации на узлах, соединяемых с помощью ссылок, а гипертекст - тип интерактивной среды с возможностями выполнения переходов по ссылкам). Благодаря специальной системе перекрестных ссылок перемещение от документа к документу, находящемуся на другом сервере, происходит незаметно для пользователя.

В процессе воспитания и обучения телекоммуникации могут измениться сами концепции образования. С их помощью мировая культура становится общемировым достоянием, доступным всем пользователям международных сетей. Они стирают границы, сокращают пространства и экономят колоссальное количество времени, которое раньше уходило на поиск и обработку информации. Пользование коммуникациями принципиально меняет сам характер мышления современных школьников. Ученик, владея информацией и способами ее сбора, хранения и передачи, в процессе обучения превращается в активного субъекта педагогического процесса, исследователя, умеющего самостоятельно и творчески ставить и решать широкий круг задач.

Учитель, используя технические возможности информационных телекоммуникаций, может оперативно с учетом своих текущих задач подбирать информацию на урок из практически неограниченных ее источников, что создает принципиально новую информационную ситуацию. Аналогичные возможности предоставляются и ученику при работе в классе и в процессе самостоятельной подготовки и самообразования.

Компьютерные телекоммуникации позволяют формировать у учащихся и необходимый уровень знаний, и умения анализировать, сравнивать, обобщать, обрабатывать имеющуюся информацию, находить нужную информацию, связывать ее с изучаемыми вопросами, т.е. формировать информационную культуру школьника. Обучение происходит в ходе общения, поиска информации и работы с ней. На первый план выступает интерес к новой информации, желание осмыслить ее, поделиться новым знанием с окружающими, применить имеющиеся знания и умения в конкретной ситуации.

Компьютерные коммуникации могут выступать как средство доступа к такой технологии Internet, как WWW (World Wide Web), или Всемирной Паутине, состоящей из сотен миллионов информационных сайтов, связанных гиперссылками. WWW поддерживает наряду с текстами, графикой и мультимедийные страницы. С точки зрения образовательных возможностей это отнюдь не пассивный ресурс, а среда, стимулирующая активность и самостоятельность обучаемых. В ней можно заниматься поиском информации, но результаты зачастую непредсказуемы и зависят от находчивости и инициативности пользователя. WWW позволяет вступать в контакт с другими людьми (в синхронном или асинхронном режиме) или интерактивными программами, отвечая на вопросы или заполняя специальные формы на Web-страницах. Наконец, можно стать одним из миллионов "строителей" Всемирной Паутины, создавая Web-страницы и размещая их в WWW.

К числу базовых обычно относят следующие технологии Internet:

WWW(англ. World Wide Web -- Всемирная Паутина) -- технология работы в сети с гипертекстами;

FTP (англ. File Transfer Protocol -- протокол передачи файлов) -- технология передачи по сети файлов произвольного формата;

IRC (англ. Internet Relay Chat -- поочередный разговор в сети, чат) -- технология ведения переговоров в реальном масштабе времени, дающая возможность разговаривать с другими людьми по сети в режиме прямого диалога;

ICQ (англ. I seek you -- я ищу тебя, можно записать тремя указанными буквами) -- технология ведения переговоров один на один в синхронном режиме.

Специфика технологий Internet заключается в том, что они предоставляют и обучаемым, и педагогам громадные возможности выбора источников информации, необходимой в образовательном процессе:

* базовая информация, размещенная на Web- и FTP-серверах сети;

* оперативная информация, систематически пересылаемая заказчику по электронной почте в соответствии с выбранным списком рассылки;

* разнообразные базы данных ведущих библиотек, информационных, научных и учебных центров, музеев;

* информация о компакт-дисках, видео- и аудиокассетах, книгах и журналах, распространяемых через Internet-магазины.

Средства телекоммуникации, включающие электронную почту, глобальную, региональные и локальные сети связи и обмена данными, открывают перед обучаемыми и педагогами широчайшие возможности: оперативную передачу на любые расстояния информации любого объема и вида; интерактивность и оперативную обратную связь; доступ к различным источникам информации; организацию совместных телекоммуникационных проектов; запрос информации по любому интересующему вопросу через систему электронных конференций.

Перечисленные возможности современных телекоммуникаций способствуют развитию новой формы обучения -- дистанционного. Это специфическая образовательная система, базирующаяся на современных педагогических и информационных технологиях. Компьютерные коммуникации обеспечивают эффективную обратную связь, которая обеспечивается как организацией учебного материала, так и общением (через электронную почту, электронную конференцию) с преподавателем, ведущим определенный курс. Такое обучение на расстоянии и получило в последние годы название "дистанционного" (англ. distance education -- обучение на расстоянии).

В большинстве случаев данный термин используется когда "доставка" учебного материала, взаимодействие педагога и обучаемого обеспечивается с помощью современных информационных и коммуникационных технологий (телевидение, радио, компьютерные коммуникации). Этот термин подчеркивает отличие предлагаемой формы обучения от традиционной заочной, когда для обмена сообщениями преподаватель и учащиеся использовали почтовую связь.

Организация дистанционного обучения, как правило, базируется на специализированной учебной инфраструктуре. Чаще всего это специальный центр, в составе которого имеются методическое подразделение, разрабатывающие и распространяющие соответствующие учебные материалы, а также группа технической поддержки, обеспечивающая функционирование студии учебного телевидения, образовательного Web-сервера и других специализированных узлов компьютерных коммуникаций.

Дистанционное образование позволяет решать задачи обучения и повышения квалификации людей, находящихся вдали от учебных, научных и технических центров, и получает все более широкое распространение, поскольку способствует удовлетворению образовательных потребностей общества.

В заключение более подробно остановимся на организации взаимодействия преподавателя и обучаемых, основанного на применении именно коммуникационных технологий. При этом речь будет идти не только о дистанционном обучении, но и о традиционном, очном, в рамках которого у преподавателей и обучаемых имеется возможность широкого использования электронной почты, электронных конференций и разнообразных ресурсов сети Internet. Современные коммуникационные технологии позволяют индивидуализировать и активизировать образовательный процесс даже в рамках группового сообщающего обучения, в основе которого лежит представление преподавателем учебного материала, ориентированного на некоего "усредненного" обучаемого. Методы традиционной образовательной системы получают благодаря возможностям коммуникационных технологий новое развитие. Так, лекции, содержащие материал, восприятие которого не требует дополнительных дискуссий, могут быть подготовлены в электронном виде, выставлены в локальной сети, в Internet или в электронной конференции. Конспекты лекций могут дополняться подборками статей, дополнительными материалами, адресованными конкретным студентам. Индивидуальное обучение как таковое реализуется в основном посредством таких технологий, как ICQ, электронная почта, обеспечивающих общение студента с преподавателем в приватной форме. Технологии чатов, видео- и электронных конференций позволяют проводить как оперативные коллективные обсуждения, дискуссии, так и протяженные по времени виртуальные семинары. В последнем случае порядок работы обусловливается асинхронностъю образовательной среды: участники электронного семинара готовят сообщения, которые отправляются по электронной почте для рассмотрения всей группой. Далее следует направляемое преподавателем их обсуждение, по завершении которого участники группы подводят итоги, опять-таки представляемые всей группе. Такая структура обладает известной гибкостью в плане использования времени: нет жестких требований по включению в обсуждение в определенный момент, а есть возможность обдумать обсуждаемую проблему и направить свое письмо в наиболее удобное для обучаемого время. Вклад всех участников группы в таком семинаре хорошо виден и преподавателю, и обучаемым, что может служить дополнительным стимулом к активной работе. Управление электронным семинаром требует от преподавателя определенных навыков в принятии оперативных решений, связанных с необходимостью направить обсуждение в нужное русло, обеспечить корректность высказываний, активизировать обучаемых, способствовать как проявлению индивидуальности, так и совместному творческому поиску.

Инструментальные средства для обеспечения коммуникаций. Новый импульс информатизации образования дает развитие информационных телекоммуникационных сетей. Глобальная сеть Internet обеспечивает доступ к гигантским объемам информации, хранящимся в различных уголках нашей планеты. Многие эксперты рассматривают технологии Internet как революционный прорыв, превосходящий по своей значимости появление персонального компьютера.

Инструментальные средства компьютерных коммуникаций включают несколько форм: электронную почту, электронную конференцсвязь, видеоконференцсвязь, Internet. Эти средства позволяют преподавателям и обучаемым совместно использовать информацию, сотрудничать в решении общих проблем, публиковать свои идеи или комментарии, участвовать в решении задач и их обсуждении.

Электронная почта (e-mail) -- это асинхронная коммуникационная среда, что означает: для получения сообщения не требуется согласовывать время и место получения с отправителем, и наоборот. Электронная почта может использоваться как для связи между двумя абонентами, так и для соединения одного -- многих получателей. Эти особенности ее работы целесообразно использовать для установления обратной связи между преподавателями или обучающими программами и одним или несколькими обучаемыми независимо от их физического расположения. Электронная почта широко применяется также для координации и установления обратной связи в дистанционном и открытом обучении.

Необходимо заметить, что образовательные возможности электронной почты (e-mail) наиболее доступны из всех информационных и телекоммуникационных технологий и в то же время наиболее недооценены. Специальные почтовые программы основаны на сходных принципах, и, соответственно, для пользования электронной почтой не требуется серьезной профессиональной подготовки. Электронная почта имеет очень широкие возможности для улучшения качества образовательного процесса. Это и средство дополнительной поддержки учебно-познавательной деятельности, дающее прекрасные возможности общения обучаемых с преподавателем и друг с другом (причем -- конфиденциального общения), и средство управления ходом образовательного процесса.

Поясним перечисленные возможности. Так, с помощью электронной почты преподаватель может немедленно распространить ответы на наиболее часто возникающие вопросы, причем не только тем, кто спрашивал, но и всем остальным. Далее, электронная почта позволяет снять барьеры, мешающие обучаемому задать вопросы, связанные с проблемами, лежащими вне изучаемой дисциплины. Электронная почта может качественно изменить управление учебно-воспитательным процессом, давая возможность заблаговременно распространять результаты аттестации, распоряжения и другую информацию административного характера. С помощью той же электронной почты и обучаемые могут объяснить причины своего отсутствия на занятиях, посылать уведомления о болезни, текущие отчеты о практике, проходящей в отдаленных местах, и т. п. Такое использование электронной почты создает у обучаемых ощущение личного контакта как с преподавателями, так и с администрацией учебного заведения.

При возможности желательно встраивать доступ к электронной почте и в обучающие программы, с тем чтобы обучаемый имел возможность если и не получить консультацию, то хотя бы задать своему педагогу вопрос в случае возникновения затруднений или выразить свое мнение по поводу работы программы.

Использование электронной почты позволяет увеличить эффективность труда преподавателей. В работе с большим потоком обучаемых это может проявиться с большей степенью, если будет организовано обсуждение вопросов, направляемых по электронной почте, в виртуальных семинарах или специально организованных для этой цели рабочих группах. Здесь необходимо учесть то, что не всякий обучаемый добровольно включится в такой вид учебной работы и, соответственно, требуется специфическая система поощрения.

В заключение отметим, что из перечисленных типов ресурсов именно электронная почта должна стать обязательным инструментом каждого педагога. В учебном заведении ее можно обеспечить и без выхода в Internet, в рамках локальной сети. Ее простота, "безобидность" по сравнению с другими ресурсами, высочайшие возможности как по индивидуализации работы с обучаемыми, так и организации их коллективной деятельности, позволяют назвать эту технологию обязательной ИТО для современного учебного заведения.

Электронная конференцсвязь -- асинхронная коммуникационная среда, которая подобно электронной почте может использоваться для плодотворного сотрудничества обучаемых и педагогов, являясь пользователям неким структурированным форумом, на котором можно в письменном виде изложить свое мнение, задать вопрос и прочитать реплики других участников. Участие в тематических электронных конференциях сети Internet очень плодотворно для самообразования педагогов и обучаемых. Электронные конференции могут быть организованы и в пределах локальной сети отдельного учебного заведения для проведения семинаров, протяженных по времени дискуссий и т, п. Асинхронный режим работы обучаемого способствует рефлексии и, соответственно, продуманности вопросов и ответов, а возможности использования файлов любого типа (графика, звук, анимации) делают такие виртуальные семинары весьма эффективными.

Видеоконференцсвязь -- в отличие от предыдущей формы имеет синхронный характер, когда участники взаимодействуют в реальном времени. Здесь возможно общение типа один на один (консультация), один ко многим (лекция), многие ко многим (телемост).

Эта коммуникационная технология в настоящее время используется преимущественно в высших учебных заведениях, имеющих разветвленную сеть филиалов. Основное препятствие для широкого использования -- дорогое оборудование, которое не всегда доступно в локальных учебных центрах (филиалах) головного учебного заведения.

Передача информации между компьютерами востребована с самого момента возникновения вычислительной техники. Она позволяет организовать совместную работу отдельных компьютеров, решать одну задачу с помощью нескольких компьютеров, специализировать каждый из компьютеров на выполнении какой-то одной функции, совместно использовать ресурсы и решать множество других проблем. Чаще всего термин "локальные сети" (LAN, Local Area Network) понимают буквально, то есть под локальными понимаются такие сети, которые имеют небольшие, локальные размеры, соединяют близко расположенные компьютеры.

Наверное, наиболее точно было бы определить как локальную такую сеть, которая позволяет пользователям не замечать связи. Компьютеры, связанные локальной сетью, объединяются, по сути, в один виртуальный компьютер, ресурсы которого могут быть доступны всем пользователям, причем этот доступ не менее удобен, чем к ресурсам, входящим непосредственно в каждый отдельный компьютер. Под удобством в первую очередь понимается в данном случае высокая реальная скорость доступа, при которой обмен информацией между приложениями осуществляется незаметно для пользователя.

Из такого определения сразу же следует, что скорость передачи по локальной сети должна обязательно расти по мере роста быстродействия наиболее распространенных компьютеров. Именно это мы и наблюдаем: если еще сравнительно недавно вполне приемлемой считалась скорость обмена в 1-10 Мбит/с, то сейчас среднескоростной считается сеть, работающая на скорости 100 Мбит/с и активно разрабатываются средства для скорости 1000 Мбит/с и даже больше. При меньших скоростях передачи связь станет узким местом, будет чрезмерно замедлять работу объединенного сетью виртуального компьютера.

Таким образом, главное отличие локальной сети от любой другой - высокая скорость обмена. … принципиально необходим низкий уровень ошибок передачи. Ведь даже очень быстро переданная, но искаженная ошибками информация бессмысленна - ее придется передавать еще раз. Поэтому локальные сети обязательно используют специально прокладываемые качественные линии связи.

Принципиальное значение имеет и такая характеристика сети, как возможность работы с большими нагрузками, то есть с большой интенсивностью обмена (или, как еще говорят, с большим трафиком).

Таким образом, можно сформулировать следующие отличительные признаки локальной сети:

· высокая скорость передачи, большая пропускная способность;

· низкий уровень ошибок передачи (или, что то же самое, высококачественные каналы связи). Допустимая вероятность ошибок передачи данных должна быть порядка 10"7 - 10~8;

· эффективный, быстродействующий механизм управления обменом;

· ограниченное, точно определенное число компьютеров, подключаемых к сети.

При таком определении понятно, что глобальные сети отличаются от локальных тем, что рассчитаны на неограниченное число абонентов и используют, как правило, не слишком качественные каналы связи и сравнительно низкую скорость передачи, а механизм управления обменом в них в принципе не может быть гарантированно быстрым. В глобальных сетях гораздо важнее не качество связи, а сам факт ее существования.

Правда, сейчас уже нельзя провести четкую и однозначную границу между локальными и глобальными сетями. Большинство локальных сетей имеет выход в глобальную сеть, но характер передаваемой информации, принципы организации обмена, режимы доступа к ресурсам внутри локальной сети, как правило, сильно отличаются от тех, что приняты в глобальной сети. И хотя все компьютеры локальной сети выданном случае включены также и в глобальную сеть, специфики локальной сети это не отменяет. Возможность выхода в глобальную сеть остается всего лишь одним из ресурсов, разделяемых пользователями локальной сети.

По локальной сети может передаваться самая разная цифровая информация: данные, изображения, телефонные разговоры, электронные письма и т.д. Кстати, именно задача передачи изображений, особенно полноцветных динамических изображений, предъявляет самые высокие требования к быстродействию сети. Чаще всего локальные сети используются для разделения (то есть совместного использования) таких ресурсов, как дисковое пространство, принтеры и выход в глобальную сеть, но это всего лишь незначительная часть тех возможностей, которые предоставляют средства локальных сетей. Например, они позволяют осуществлять обмен информацией между компьютерами разных типов. Абонентами (узлами) сети могут быть не только компьютеры, но и другие устройства, например принтеры, плоттеры, сканеры. Локальные сети дают возможность организовать систему параллельных вычислений на всех компьютерах сети, что позволяет многократно ускорить решение сложных математических задач. С их помощью можно также управлять работой сложной технологической системы или исследовательской установки с нескольких компьютеров одновременно.

Однако локальные сети имеют и некоторые недостатки, о которых всегда следует помнить. Помимо дополнительных материальных затрат на покупку оборудования и сетевого программного обеспечения, на прокладку соединительных кабелей и обучение персонала, необходимо также иметь специалиста, который будет заниматься контролем за работой сети, модернизацией сети, управлением доступом к ресурсам, устранением возможных неисправностей - то есть администратора сети. Сети ограничивают возможности перемещения компьютеров, так как при этом может понадобиться перекладка соединительных кабелей. Кроме того, сети представляют собой прекрасную среду для распространения компьютерных вирусов, поэтому вопросам защиты придется уделять гораздо больше внимания, чем в случае автономного использования компьютеров. Так что ничто не дается даром.

Здесь же упомянем о таких важнейших понятиях теории сетей, как сервер и клиент.

Сервером называется абонент (узел) сети, который предоставляет свои ресурсы другим абонентам, но сам не использует ресурсы других абонентов, то есть служит только сети. Серверов в сети может быть несколько, и совсем не обязательно сервер - это самый мощный компьютер. Выделенный сервер - это сервер, занимающийся только сетевыми задачами. Невыделенный сервер может заниматься помимо обслуживания сети и другими задачами. Специфический тип сервера - это сетевой принтер. Клиентом называется абонент сети, который только использует сетевые ресурсы, но сам свои ресурсы в сеть не отдает, то есть сеть его обслуживает. Компьютер-клиент также часто называют рабочей станцией. В принципе каждый компьютер может быть одновременно как клиентом, так и сервером. Под сервером и клиентом часто понимают также не сами компьютеры, а работающие на них программные приложения. В этом случае то приложение, которое только отдает ресурс в сеть, является сервером, а то приложение, которое только пользуется сетевыми ресурсами, является клиентом.

Как видим, Arcnet уступает Ethernet по допустимому количеству абонентов сети, но в реальности любая сеть довольно редко объединяет больше сотни абонентов.

2.2 Применение мультимедиа в учебном процессе

к содержанию

· Спутниковое телевидение

· Интерактивные устройства

· Проекционное оборудование

· Акустика

· АРМ преподавателя в ПМЗ

· Эстетика, эргономические требования

Под программным обеспечением АРМ учителя будем понимать программы учебного назначения, способные осуществлять некоторые функции преподавателя, а именно:

предъявление учебного материала;

осуществление контроля за результатом усвоения знаний;

формирование навыков учебной деятельности.

В работах И.В. Роберт дана классификация программных средств учебного назначения, основанная на их методическом назначении [11, с. 24--25]: обучающие, контролирующие, тренажеры, информационно-справочные, информационно-поисковые, имитационные, моделирующие, демонстрационные, игровые, досуговые. В Московском энергетическом институте совместно с Российским НИИ информационных систем предлагают следующую классификацию программ учебного назначения [3]:

компьютерные учебники;

предметно-ориентированные среды (микромиры, моделирующие программы, учебные пакеты);

лабораторные практикумы;

тренажеры;

контролирующие программы;

справочники, базы данных учебного назначения.

За рубежом существует разделение обучающих программ на тренировочные (drill & practice), пошаговые (step-by-step), наставнические (tutorial), программы "учись через открытия" (discovery-learning).

Системы мультимедиа объединяют информацию, представленную в различном виде: текст, графика и звук. Мультимедиа часто организовано как гипермедиа. Гипермедиа состоит из узлов, которые являются основными единицами хранения информации и могут включать в себя страницы текста, графику, звуковую информацию, видеоклип или даже целый документ. При изучении базы данных гипермедиа пользователи могут осуществлять доступ к любому узлу в зависимости от своих потребностей. Во многих системах гипермедиа узлы могут быть удалены или изменены самим пользователем. Пользователь может добавлять или изменять информацию в узле или создавать свои собственные узлы информации. Таким образом, гипермедиа может быть динамичной базой знаний, которая продолжает расти, представляя при этом новые и различные точки зрения. Существуют специальные системы (типа Hyper Studio, Multi Vision), которые предназначены для разработки систем мультимедиа.

Отличие систем мультимедиа от обучающих программ, реализующих технологию программированного обучения, в избыточности учебного материала и отсутствии контролирующих функций программы. Такие системы целесообразно применять на этапе ориентировки и исполнения, контроль при использовании систем мультимедиа в учебном процессе должен осуществлять учитель. Системы мультимедиа являются открытыми в смысле организации учебного процесса, они не содержат встроенной технологии обучения, что позволяет учителю наиболее оптимально их использовать при решении учебных задач.

Было несколько попыток классифицировать системы гипермедиа. Например, Конклин [19] предложил разделить все системы гипермедиа на четыре группы:

системы с большим объемом информации, имеющие сравнительно простой пользовательский интерфейс;

системы поддержки решений при участии группы пользователей;

просмотровые системы, используемые в целях обучения;

инструментальные системы для разработки гипертекста и мультимедиа.

На основе систем мультимедиа можно создавать разнообразные справочные системы со сложной структурой организации информационного материала как по горизонтали (вширь), так и по вертикали (вглубь). В Институте проблем информатики АН создали справочную систему по республикам СНГ, пользователь может получить сведения по географии, экономике, истории, политической организации республик, услышать национальные гимны стран. На сегодняшний день в нашей стране созданы системы мультимедиа для изучения языка ("Русский для англоязычных", "Английский для начинающих", "Профессор Хигинс" и др.), отдельных компьютерных программ ("Введение в PC"), искусствоведческие ("Храмы Москвы", "Санкт-Петербург -- город-музей"), а также игровые системы.

Из зарубежных разработок получили известность в нашей стране такие системы, как Living Books (Broderbund), Learn to Speak... (IBM), Think & Talk, New Croliers Encyclopedia; HyperCard (Apple) для компьютеров Macintosh и HyperPAD (IBM), StorySpase (University of North Caroline), Guid (Office Workstations Limited), Hyperties (University of Maryland), Multimedia Toolbook, Authorware

Professional, Hyper Studio, Multi Vision, StoryMaker+, Mickey's ABC's (Disney Software) и др.

В школьной практике больше используются гипертекстовые системы. Учителя при использовании гипертекстовых систем на уроке отмечали, с одной стороны, положительные моменты, поскольку программа предъявляет учебный материал в нестандартной форме, способствует активизации познавательной деятельности школьников, что в конечном счете ведет к углублению знаний по предмету; но, с другой стороны, такие системы требуют долговременной подготовки к уроку, так как изучение системы, содержащей множество связей и переходов, занимает много времени.

Первый опыт применения CD-ROM в образовании относится к 1986 г., когда в американские школы в качестве учебного пособия поступила первая версия мультимедийной энциклопедии Crolier. Опыт нескольких лет применения мультимедийного образования в средних американских школах показал [13]:

количество учащихся, с первого раза сдавших устные экзамены, удвоилось, а сдавших письменные -- увеличилось в 6 раз;

число ошибок в чтении у детей снизилось на 20--65%;

число прогулов занятий сократилось вдвое;

до 2% сократилось число детей, бросивших школу (против 27% в среднем по стране).

Кроме этого учителя отметили значительно возросшие аналитические и логические способности учеников.

В мультимедийных классах изменилась и роль учителя. Он стал более эффективно использовать учебное время, отказавшись от утомительных повторов информации и сосредоточив свое время на индивидуальной помощи ученикам, обсуждении информации, развитии у слушателей исследовательского подхода. Среди недостатков применения систем мультимедиа в учебном процессе называли их слабую методическую организацию. Для эффективного использования мультимедиа в школе необходима квалифицированная работа учителя.

На основании зарубежного опыта [4] можно утверждать, что учащиеся, работавшие с системами мультимедиа и гипермедиа, "хотят быть конструктивистами, они считают, что лучше усваивают знания, так как лучше понимают идеи" [4, с. 129]. Процесс разработки гипермедиа требует от учеников умения преобразования информации в разные представления; определения того, что является важным, а что нет; помещения информации в узлы; соединения узлов информации с помощью семантических связей и принятия решений относительно представления идей. Этот процесс имеет высокий уровень мотивации, так, авторство выливается в представление идей. Учащимся очень нравится контролировать свое обучение, при этом они приобретают "более глубокие, хорошо связанные между собой знания, которые могут лучше использовать при последующей учебе и в жизни" [4, 129].

Использование систем мультимедиа в учебном процессе способствует приобретению учащимися новых навыков, таких, как [4]:

навыки управления при проектировании;

исследовательские навыки;

организаторские навыки;

умение правильно представлять свои результаты;

умение критически оценивать результаты.

При использовании ПС в качестве средства обучения и развития на уроках в школе можно выделить следующие цели использования программных средств:

1) общедидактические:

развитие мышления и воображения учащихся;

развитие творческого потенциала учащихся;

активизация познавательной деятельности;

стимулирование повышения мотивации обучения;

формирование навыков исследовательской деятельности;

2) частно-методические:

формирование алгоритмического стиля мышления;

формирование навыков пользователя ЭВМ;

обучение проведению вычислительных экспериментов;

обучение работе с большими объемами информации: поиск, систематизация, преобразование, хранение и т. д.;

знакомство с системами графического, текстового, числового представления информации;

обучение навыкам создания новых программных продуктов (в том числе обучающих программ) на основе инструментальных программных средств.

Программное средство учебного назначения в конкретный момент обучения может являться либо средством обучения, либо объектом изучения, а при соответствующей организации занятия и подборе упражнений -- средством развития учащегося. Необходимо отметить, что нельзя отнести какие-то средства к одной из этих групп. Так, языки программирования могут выступать и как средство обучения (программированию), и как объект изучения (при знакомстве со средой), и как инструмент деятельности ученика, если для решения предлагаются задачи творческого характера.

Исключением из всех ПС являются обучающие программы, которые не могут являться объектом изучения. Основное назначение обучающих программ -- индивидуализация процесса обучения, создание условий для интенсификации и оптимизации учебного процесса.

В соответствии с государственным стандартом функции использования программно-методических средств в учебном процессе определим в зависимости от места применения: 1) при преподавании общеобразовательных дисциплин, 2) на уроках информатики или 3) учебной деятельности учителя. Программные средства используются на уроках информатики, прежде всего, для формирования информационной культуры учащихся. Но понятие это весьма многогранно и включает ряд умений, необходимых для жизни в информационном обществе: умение работать с различного вида информацией, обрабатывать большие объемы информации, преобразовывать задачи для решения с помощью компьютера и т. д. Функции использования программно-методических средств при преподавании общеобразовательных дисциплин реализуют цели их применения. Функции можно охарактеризовать следующим образом: с помощью графических редакторов можно развивать мышление и воображение школьников, обучать рисованию и черчению с помощью современных технологий; текстовые редакторы служат для подготовки отчетов и рефератов по предметам; с помощью электронных таблиц осуществляется проведение вычислительных экспериментов, формируются навыки моделирования; системы управления базами данных и разработки мультимедиа приложений развивают навыки исследовательской работы с большими объемами информации. В табл. 3 мы представили функциональные возможности в обучении некоторых программных средств.

Имеет свою специфику использование программных средств в методической деятельности учителя. Под методической деятельностью учителя мы будем понимать деятельность педагога по подготовке процесса обучения и совершенствование своего профессионального мастерства. Например, среды языков программирования, специальные инструментальные программные средства, а иногда графические редакторы учитель использует для разработки обучающих программ, подготовки дидактического материала (слайды для кодоскопов и пр.); текстовые редакторы -- для подготовки методических и учебных документов, раздаточных карточек; электронные таблицы -- для проведения расчетов педагогического эксперимента; базы данных -- для систематизации данных о классе и кабинете, подготовке отчетов.

Таблица 3 Функции использования программных средств в учебном процессе общеобразовательной школы

Средства ИТ	Области использования програмных средств
	Информатика	Обшеобразовательные дисциплины	Для совершенствования деятельности учи-
Обучающие программы	Совершенствование процесса обучения	Совершенствование процесса обучения	Средство обучения, облегчающее труд учителя
Среды языков программирования	Формирование алгоритмического стиля мышления, обучение программированию	Не используются	Универсальное средство разработки обучающих программ
Графические редакторы	Знакомство с системами графического представления информации	Развитие мышления и воображения учащихся	Разработка демонстрационных программ
Текстовые редакторы	Знакомство с системами текстового представления информации	Подготовка отчетов и рефератов по предметам	Подготовка документов и раздаточного дидактического
Электронные таблицы	Формирование навыков систематизации и поиска	Проведение вычислительных экспериментов моделирование, графическое представление числовых данных	Проведение расчетов результатов педагогического эксперимента, тестирования
Системы управления базами данных	Знакомство с системами структурного представления различного вида информации	Организация исследовательской деятельности с базами данных по предметам	Систематизация данных о классе, кабинете; подготовка отчетов
Мультимедия системы (в том числе обучающие системы на СD-ROM)	Формирование навыков разработки программных продуктов на основе использования инструментальных средств	Организация исследовательской деятельности на основе мультимедиа приложений по предметам	Разработка мультимедия приложений для образования
Системы для разработки обучающих программ	Формирование навыков разработки программных продуктов на основе использования инструментальных средств	Не используются	Создание обучащих программ

Необходимо отметить, что учитель не обязан, но может использовать программные средства в своей деятельности. Так, если учитель-новатор проверяет педагогическую эффективность своей методики, то он может проводить анализ экспериментальных данных с помощью электронной таблицы, но учитель, вообще говоря, не обязан проводить педагогические эксперименты. Аналогично разработка обучающих программ. Вместе с тем использование программных средств для разработки обучающих программ позволяет учителю создавать программные продукты, наиболее полно отвечающие его представлению о методике изложения материала. Но сам процесс разработки обучающих программ учителем не является обязательным, поскольку предполагается использование его свободного времени. Поэтому функции использования ПС учителем носят рекомендательный и перспективный характер.

2.3 Анализ практики применения информационных и телекоммуникационных технологий обучения к содержанию

Введенная около 30 лет назад кабинетная система организации учебного процесса в общеобразовательных школах во многом способствовала более широкому использованию разнообразных ТСО и созданию аудиторных технических комплексов. Аппаратура в таких комплексах может быть закреплена стационарно, быть передвижной или создаваться как комбинированная система. При этом весьма существенным является то, насколько автоматизированы используемые ТС. В таком технически оснащенном кабинете создаются оптимальные условия для организации учебного процесса и деятельности учителя и учащихся, однако нецелесообразно всю техническую аппаратуру закреплять стационарно, так как это приведет к ограничению ее использования в тех случаях, когда занятия проводятся в других помещениях. Поэтому наиболее целесообразен вариант, когда на каждом этаже создается кабинет с комбинированной системой размещения аппаратуры, часть из которой может легко перемещаться на специальных тележках или современных передвижных демонстрационных столиках.

К аудиторному оборудованию (АО) следует отнести оборудованное место учителя со встроенными пультами дистанционного управления кинодиапроекционной аппаратурой, звуковоспроизводящей и телевизионной аппаратурой, зашториванием и освещением аудитории, а также экранные стенды и диаграммы, информационные доски на световых индикаторах, магнитные доски с "прилипающими" учебными пособиями, подъемные и раздвижные меловые доски, аудиторные стенки, отражательные экраны и экраны, работающие на просвет, стойки и навески для подъема плакатов, электрифицированные таблицы химических элементов, лазерные указки, регламентаторы времени, подставки и полки-кронштейны для технических устройств предъявления информации. Например, разработанная в 80 - е годы автоматизированная лекционная аудитория - "АЛА-50/250", предназначенная для обеспечения оперативной внешней обратной связи в лекционной аудитории на 50, 100, 150, 200 или 250 мест и дистанционного управления аудиовизуальными техническими устройствами преподавания.

Система дистанционного управления техническими устройствами обучения представляет собой пульт управления, состоящий из коммутационных устройств, вмонтированных в оборудованное место учителя и предназначенных для дистанционного управления кинопроектором "Украина", диапроектором, эпидиаскопом, базовым усилителем НЧ, аудиторным освещением, механизмами зашторивания, группами учебного телевидения. Пульт управления оборудован встроенным магнитофоном и проигрывателем.