Методики преподавания информатики и разработка рекомендаций по их применению в учебном процессе

В связи с распространением технологий компьютерного обучения, использующих интерактивные педагогические средства, которые берут на себя все больше и больше педагогических функций, среди специалистов возникают дискуссии о возможных изменениях роли и обязанностей учителя. При этом на уроке в компьютерном классе учитель выступает уже не в роли рассказчика, а становится для своих учеников скорее консультантом и инструктором.

Обучающие компьютерные программы породили еще одну систему «общения» в режиме диалога -- «компьютер-ученик». Обучение в интерактивном режиме, при котором обучаемый взаимодействует с компьютером без вмешательства учителя продолжительное время -- это и есть принципиально новая форма обучения. Хорошие обучающие программы, несмотря на известные ограничения, обеспечивают индивидуальный подход к обучаемому, но не могут заменить человеческого общения.

Появление гипертекстовых технологий, предлагающих учащемуся широкий спектр маршрутов обучения, является новым этапом использования компьютера в обучении, в связи с чем наблюдается тенденция перехода от управления познавательной деятельностью обучаемого к самоуправлению познанием.

В современных условиях роль учителя информатики заключается не только в обучении своему предмету, но и во внедрении информационных и коммуникационных технологий в предметное обучение и помощи преподавателям-предметникам в подготовке и проведении уроков с использованием компьютерной техники. Уроки в компьютерном классе могут быть яркими, интересными, запоминающимися. По мнению ряда специалистов, информационные технологии обучения позволяют повысить эффективность занятий и объективность контроля знаний учащихся.

Существующие опасения, что информационные технологии приведут к дегуманизации образования, вряд ли имеют реальную основу, более того: учителя, которые уже проводили уроки в компьютерных классах знают, насколько дети увлекаются работой с компьютером, какой восторг их охватывает при получении требуемых результатов, и основная сложность заключается в том, чтобы вовремя закончить такой урок. Бытующие опасения, что техника вытеснит учителей, также беспочвенны, напротив, информационные технологии не заменят и не обесценят таланта учителей, их творческих способностей.

При работе ученика с компьютером за учителем все равно остается ведущая роль в процессе обучения, так как у него больше знаний и опыта -- теперь он организатор учебного процесса, консультант, эксперт. Учитель вырабатывает правила организации среды общения и обучения, но он уже не единственный инициатор обмена информацией.

1.2 Современный урок информатики

Компьютерные технологии создают условия для новых подходов к общению и сотрудничеству, для которых характерен режим диалога учителя и ученика. Компьютер и педагогические программные средства помогают учителю совершенствовать стиль работы, принимая на себя многие рутинные функции (тренаж, тестовый контроль) и оставляя учителю наиболее творческие, истинно человеческие задачи обучения, воспитания и развития. А в таких важных компонентах учебно-воспитательного процесса, как ведение дискуссии, поощрение рассуждений, поддержание дисциплины, выбор необходимого уровня детализации при объяснении материала для различных учащихся учитель еще долго (если не всегда) будет делать значительно лучше компьютера. Не говоря уже о том, что компьютер никогда не заменит личностного общения учителя с учеником и родителями.

«Равнодействующая всех мнений вполне устойчиво сводится к главному тезису: ведущая роль учителя сохраняется и в условиях компьютерного обучения, а роль компьютера во всех случаях остается в том, чтобы быть надежным и дружественным помощником учителя и ученика», методическим инструментом наряду с другими средствами обучения.

Подводя итог, хочется сказать, что центральная роль в компьютеризации учебного процесса принадлежит учителю информатики, поэтому он нуждается в постоянной информации о новейших достижениях, в обмене опытом, в улучшении материальной базы преподавания.

1.2.1 Урок информатики и его структура. Особенности урока информатики

Школьная информатика -- самая молодая из всех школьных дисциплин и, пожалуй, самая проблемная. Одной из проблем является недостаточная разработанность методик преподавания информатики. Информатика не может воспользоваться разработанными методиками обучения математике, физике, поскольку не похожа ни на один школьный предмет ни по содержательной области, ни по целям обучения, хотя часто проводят параллель между математикой, физикой и информатикой. Без сомнения, определенное сходство имеется и в способе организации учебного материала (теория -- решение задач), и в методике обучения, тем более что начинали преподавать этот предмет в уже далеких 80-х гг. учителя математики и физики, профессиональные программисты, научные сотрудники из НИИ.

Задачи, решаемые при изучении информатики, относятся и к другим предметным областям знаний -- физике, математике, астрономии, в силу чего изучение информатики имеет межпредметный характер.

Продолжительное отсутствие Государственного стандарта, единых программ, общепринятой терминологии.

Нечеткость границ школьного и вузовского курсов информатики.

Высокие темпы развития информатики приводят к тому, что учителю постоянно приходится использовать материалы компьютерной периодики, ресурсы Интернет.

Подготовку нынешних учителей информатики и написание учебников информатики осуществляли также специалисты других дисциплин.

Утвержденные в марте 2004 г. Стандарт, примерные программы и новый БУП вступают в действие поэтапно с 2005/2006 учебного года по 2010 год. Систематическая работа учащихся на ЭВМ является основой практического освоения учебного материала. Особое значение приобретает самостоятельная работа учащихся, так как значительную часть времени они проводят в индивидуальной работе с ПК.

Персональный компьютер используют как объект изучения: формируются базовые знания и умения работы с персональным компьютером (устройства, операционная система, методы поиска информации). В то же время компьютер является средством обучения и инструментом для решения задач.

Обучению информатике присущи специфические проблемы, связанные с тем, что компьютер является одновременно и объектом изучения, и средством обучения. В силу различия материального и культурного уровня семей школьники имеют разную возможность в использовании компьютера для выполнения домашних заданий, для удовлетворения своих интересов, и это надо учитывать при организации учебного процесса.

Работа за компьютером не может превышать 10-30 минут (в зависимости от возраста учащихся), учащиеся должны работать по одному на каждом рабочем месте.

9. Как правило, количество компьютерной техники недостаточно, вследствие чего необходима организация совместной деятельности малых групп (2-4 учащихся на один компьютер).

10. Использование компьютера как средства и инструмента обучения требует не только учета санитарно-гигиенических норм и ограничений, но и сочетания компьютерных и некомпьютерных методов обучения.

Знания и умения по информатике, как и по любому школьному предмету, учащийся приобретает не только на уроках, но особо ощутимо это именно в школьной информатике. Поэтому на первый план выходит проблема обучения информатике в условиях разного уровня знаний и умений по информатике (можно ли представить себе ученика, кричащего на уроке математики или химии: «А я это уже знаю!», «А я это изучал на курсах»).

Недостаточное количество часов для организации полноценного контроля и накопляемости оценок, вследствие чего необходимо использовать тесты, письменные работы, индивидуальные задания (доклады, рефераты, творческие проекты).

В отличие от других предметов, процесс изучения информатики характеризуется выражением взаимосвязи различных подсистем: учитель - ученик, ученик - персональный компьютер, ученик - персональный компьютер - учебная книга, учитель - ученик - персональный компьютер.

Важная роль различных форм внеклассных занятий по информатике со школьниками (летние школы юных программистов, олимпиады, компьютерные клубы), для которых характерна большая, чем на обычных уроках, свобода общения и перемещения школьников. В этих условиях широко наблюдается развитие межвозрастных контактов учащихся, при этом нередко возникают ситуации, когда младший школьник консультирует старшего, ученик консультирует преподавателя.

На уроках информатики имеется возможность создания такой организации обучения и контроля знаний, при которой наиболее успешно работающие учащиеся начинают выполнять роль помощников учителя.

В целом на уроки информатики школьники любых классов идут с удовольствием, и связано это пока с тем, что компьютер сам по себе является стимулом к изучению предмета. Но проникновение компьютеров во многие сферы жизнедеятельности человека со временем притупят этот интерес.

1.2.2 Структура урока информатики

Изучение информатики подчеркивает важность сочетания кибернетических и педагогических идей в учебно-воспитательном процессе, которое не только изменяет место и умножает возможности учителя как управляющего органа в руководстве коллективом учащихся, но и существенно усиливает функции управления, роль диагностики качества и уровней усвоения, обратной связи в процессе обучения. Педагог в значительно большей мере акцентирует свое внимание на активизацию самостоятельной познавательной деятельности и формирование творческих возможностей учащихся.

Традиционный урок позволяет многократно повторить учебный материал, что способствует его запоминанию и развитию памяти, формированию знаний на уровне усвоения. Обеспечивая многократную смену видов деятельности, он создает условия для быстрого применения новых знаний. Однако ни один из указанных элементов структуры, обеспечивая усвоение знаний, не гарантирует развития учащихся, не отражает процесса их самостоятельной учебной деятельности.

Комбинированный урок может иметь разнообразную структуру и обладать в связи с этим рядом достоинств: обеспечивают обратную связь и управление педагогическим процессом, накопление отметок, возможность реализации индивидуального подхода в обучении.

Основные элементы (этапы) современного урока

Организационный момент, характеризующийся внешней и внутренней (психологической) готовностью учащихся к уроку. Обычно в орг. момент входит приветствие, проверка готовности к уроку учащихся, оборудования, классного помещения, выявление отсутствующих, сообщение плана и целей урока.

Проверка домашнего задания, которая проводится разными методами в зависимости от поставленной цели.

Введение нового материала, которое осуществляется или на основе сообщения учителя или путем самостоятельной его проработки учащимися.

Закрепление нового материала. Организация усвоения способов деятельности путем воспроизведения информации и упражнений в ее применении по образцу. Творческое применение и добывание знаний, освоение способов деятельности путем решения проблемных задач, построенных на основе ранее усвоенных знаний и умений.

Контроль за результатами учебной деятельности, осуществляемый учителем и учащимися, оценка знаний;

Задание на дом. В эту часть урока входит объяснение сущности задания и, если нужно, методики его выполнения.

Подведение итогов урока.

Урок может включать все названные элементы (комбинированный урок), или только некоторые (специализированный урок, направленный на решение определенной дидактической задачи).

1.2.3 Зависимость структуры урока от его типа

А. Структура урока изучения нового материала:

Организационный момент.

Первичное введение материала с учетом закономерностей процесса познания при высокой мыслительной активности учащихся.

Указание на то, что учащиеся должны запомнить.

Мотивация запоминания и длительного сохранения в памяти.

Сообщение или актуализация техники запоминания (работа с опорными материалами, смысловая группировка).

Первичное закрепление под руководством учителя посредством прямого повторения, частичных выводов.

Контроль результатов первичного запоминания.

Регулярное систематизирующее повторение через короткие, а затем более длительные промежутки времени в сочетании с различными требованиями к воспроизведению, в том числе и с дифференцированными заданиями.

Внутреннее повторение и постоянное применение полученных знаний и навыков для приобретения новых.

Частое включение опорного материала для запоминания в контроль знаний, регулярная оценка результатов запоминания и применения.

Задание на дом.

Итог урока.

Б. Структура урока формирования умений и навыков:

Организационный момент.

Повторение сформированных умений и навыков (опорных).

Проведение проверочных упражнений.

Ознакомление с новыми умениями, показ образца формирования.

Упражнения на их освоение.

Упражнения на их закрепление.

Тренировочные упражнения по образцу, алгоритму, инструкции.

Упражнения на перенос в сходную ситуацию.

Упражнения творческого характера.

Задание на дом.

Итог урока.

В. Структура урока закрепления:

Организационный момент.

Воспроизведение учащимися знаний, умений и навыков, которые потребуются для выполнения предложенных заданий.

Выполнение учащимися различных заданий, задач, упражнений.

Проверка выполнения работ.

Обсуждение допущенных ошибок и их коррекция.

Задание на дом (если это необходимо).

Итог урока.

Г. Структура урока повторения:

Организационный момент.

Постановка образовательных, воспитательных, развивающих задач.

Проверка домашнего задания, направленного на повторение основных понятий, основополагающих знаний, умений, способов деятельности (практической и мыслительной).

Подведение итогов повторения, проверка результатов учебной работы на уроке.

Задание на дом.

Итог урока.

Д. Структура урока проверки знаний:

Организация начала урока. Здесь необходимо создать спокойную, деловую обстановку. Дети не должны бояться проверочных и контрольных работ или чрезмерно волноваться, так как учитель проверяет готовность детей к дальнейшему изучению материала.

Постановка задачи урока. Учитель сообщает ученикам, какой материал он будет проверять или контролировать. Просит, чтобы дети вспомнили соответствующие правила и пользовались ими при выполнении работы. Напоминает, чтобы учащиеся обязательно сами проверили работы.

Изложение содержания контрольной или проверочной работы (задачи, примеры, диктант, сочинение или ответы на вопросы). Задания по объему или степени трудности должны соответствовать программе и быть посильным для каждого ученика.

Подведение итогов урока. Учитель выбирает хорошие работы учащихся, анализирует допущенные ошибки в других работах и организует работу над ошибками (иногда на это уходит следующий урок).

Определение типичных ошибок и пробелов в знаниях и умениях, а также путей их устранения и совершенствования знаний и умений.

Е. Структура повторительно-обобщающего урока:

Организационный момент.

Вступительное слово учителя, в котором он подчеркивает значение материала изученной темы или тем, сообщает цель и план урока.

3. Выполнение учащимися индивидуально и коллективно различного рода устных и письменных заданий обобщающего и систематизирующего характера, вырабатывающих обобщенные понятийные знания на основе обобщения фактов, явлений.

Проверка выполнения работ, корректировка (при необходимости).

Формулирование выводов по изученному материалу.

Оценка результатов урока.

Подведение итогов.

Задание на дом (не всегда).

2. Кабинет информатики и его технические средства

2.1 Материально-техническая база новых информационных технологий

Для решения задач, стоящих перед современным образованием в целом и школьной информатикой в частности, необходимо создание учебно-материальной и материально-технической базы инфраструктуры новых информационных технологий обучения.

Изучение отечественного и зарубежного опыта использования компьютера в целях обучения, теоретические исследования в области проблем информатизации образования позволяют заключить, что включение компьютера в учебный процесс оказывает определенное влияние на роль средств обучения, используемых в процессе преподавания того или иного предмета, а само применение СНИТ деформирует традиционно сложившуюся структуру учебного процесса. При этом претерпевают изменения не только организационные формы, методы обучения, но также объем и содержание изучаемого материала. Последнее обусловлено многими факторами, из которых наиболее значимыми можно считать экономию учебного времени за счет исключения рутинных операций вычислительного характера и числового анализа; расширение и углубление изучаемой предметной области за счет моделирования, имитации изучаемых процессов и явлений, а также использования периферийного оборудования ПЭВМ, учебного, демонстрационного оборудования, сопрягаемого с ПЭВМ, в целях организации исследовательской деятельности обучаемых; расширение сферы самостоятельной деятельности обучаемых.

В связи с реализацией Государственных программ компьютеризации сельских (2000 г.) и городских и поселковых (2001 г.) школ уровень компьютеризации в стране можно считать вполне удовлетворительным.

Отсутствие количественного роста компьютеризации школ компенсируется ростом качественным: практически ни в одной школе области уже не используются устаревшие модели советской техники выпуска 1985-1990-х гг.

Необходимо также отметить, что многие школы получили от 1 до 3 компьютеров, которые фактически не используются в учебном процессе.

Вместе с тем действующий парк компьютеров (не менее 90% - IBM-совместимые) позволяет эффективно осуществлять обучение информатике и использовать средства НИТ. Однако технологии обучения, связанные с компьютерными коммуникациями, дистанционным обучением и т.д. доступны лишь незначительному количеству школ.

При этом идет процесс старения компьютеров не только моральный, но и физический, с течением времени вырабатывается ресурс компонентов. В условиях школы срок службы компьютера, обусловленный всеми факторами, может быть оценен примерно в 4-6 лет.

Представляет интерес следующая проблема: поскольку нет возможности обеспечить все школы компьютерными классами, можно изменить «решение» для школы. Нужно отказаться от класса компьютеров как единственно возможной модели, поскольку финансовые возможности не позволяют школам закупать 10-15 компьютеров новейших марок. Уже во многих сельских и даже городских школах найдено решение этой проблемы - использование одного компьютера. Такой подход поддержан в исследовании. В одном мультимедиа-компьютере могут быть объединены возможности телевизора, радиоприемника, видеомагнитофона, проигрывателя компакт-дисков, компьютера, электронной почты, настольного издательства. Один компьютер - это электронная доска для преподавателя, телекоммуникационный узел для связи с внешним миром, практикум для групп учеников, электронная библиотека или школьный культурно-информационный центр.

Таким образом, эффективность обучения в кабинете информатики определяется, помимо всего прочего, техническими и эксплуатационными характеристиками используемых ПЭВМ.

В работах рассматривается состав материально-технической базы, ориентированной на использование средств новых информационных технологий в процессе изучения курса информатики и других предметов, который включает:

1. Кабинет информатики для преподавания курса информатики, технологии и отдельных общеобразовательных предметов с использованием СНИТ, в состав которого входит:

комплект учебной вычислительной техники, имеющий характеристики, удовлетворяющие психолого-педагогическим, эргономическим, санитарно-гигиеническим и техническим требованиям;

- учебно-методический комплекс, ориентированный на использование средств новых информационных технологий и предназначенный для преподавания общеобразовательных предметов. Учебно-методический комплекс целесообразно формировать в виде блочной структуры, допускающей возможность «наращивания» к основному блоку других блоков (различные виды учебного, демонстрационного оборудования, сопрягаемого с ПЭВМ, или определенные устройства и средства новых информационных технологий) и их перекомплектацию сообразно целям и задачам изучаемого учебного материала;

- специализированная мебель и оргтехника;

- устройства и средства, обеспечивающие технику безопасности при работе в кабинете информатики.

2. Лаборатория, предназначенная для проведения учебных экспериментально-исследовательских работ с использованием СНИТ.

3. Школьная библиотека, оборудованная ПЭВМ с соответствующим периферийным оборудованием, обеспечивающим возможности:

демонстрации прикладных программных средств, в том числе реализованных на базе CD-ROM учебного и досугового назначения;

осуществления издательской деятельности.

4. Средства и устройства, обеспечивающие функционирование телекоммуникационной сети, выход в Интернет.

5. Автономные ПЭВМ, распределенные по всем школьным предметным кабинетам (от одной до трех).

При таком оснащении учебного заведения процесс преподавания каждого учебного предмета может сопровождаться (при необходимости на каждом уроке) использованием вычислительных, демонстрационных, информационных, моделирующих и других возможностей ПЭВМ.

В случае проведения индивидуальной, групповой, коллективной работы с использованием ПЭВМ, а также в случае необходимости применения учебного, демонстрационного оборудования, сопрягаемого с ПЭВМ, учащиеся могут заниматься 2-3 раза в неделю в кабинете информатики по расписанию.

6. Информационная сеть учебного заведения, которая обеспечивает:

связь между КУВТ, расположенным в кабинете информатики, и автономными ПЭВМ, распределенными по другим школьным кабинетам;

доступ к телекоммуникационному серверу учебного заведения.

Средства обучения информатике

Необходимым компонентом правильно построенного процесса обучения являются средства обучения. Многие ученые (И.Я. Лернер, М.И. Махмутов, Т.С. Назарова, Е.С. Полат, С.Г. Шаповаленко) подчеркивают, что, хотя средства обучения не оказывают решающего влияния на конечные результаты процесса образования, тем не менее, обогащая используемые методы, они содействуют эффективности обучения и развития учащихся. Правильно подобранные и умело включенные в систему применяемых учителем методов и организационных форм обучения, дидактические средства облегчают реализацию многих принципов дидактики.

2.2 Средства обучения и кабинет информатики

Средства обучения - орудия деятельности учителя и учеников, которые представляют собой материальные и идеальные объекты, вовлекаемые в образовательный процесс в качестве носителей информации и инструмента деятельности.

В традиционном учебном процессе такими средствами являются: печатные издания (учебники, учебно-методические пособия, справочники), дискеты с учебной информацией, записи на доске, плакаты, кинофильмы, видеофильмы, дидактические материалы, а также слово преподавателя.

Существуют различные классификации средств обучения. Часто используется следующая классификация: натуральные объекты, изображения и отображения, описания предметов и явлений, технические средства обучения.

В условиях преподавания информатики знание теории и методики создания и использования средств обучения существенно возрастает. Во-первых, многие авторы учебников определяют информатику как науку, изучающую различные аспекты преобразования и использования информации с помощью компьютерной техники (таблица 1). Во-вторых, в курсе информатики компьютер выступает не только в качестве объекта изучения и средства учебной деятельности, но и в качестве средства обучения.

Таблица 1. Эксплуатационные возможности школьных компьютеров

Физическая организация	Особенности эксплуатации	Особенности администрирования
Одиночные компьютеры	Представляют собой средство решения образовательных и административных задач пользователями разной подготовленности, являются хранилищами разнообразных данных.	1. Довольно частая переустановка ОС и пользовательского ПО. 2. Администрирование локальной сети и управление сетевыми устройствами, например принтерами, не требуется. 3. Простое управление подключением к Интернет только данного компьютера
Компьютерный класс на основе одноранговой сети	Как правило, схожая по аппаратной платформе техника, связанная одноранговой локальной сетью. Решаемые задачи многообразны, есть возможность обеспечить обмен данными, организовать групповую работу	1. Требуется поддержка локальной сети. 2. Необходима настройка обеспечения доступа к Интернет для всех компьютеров локальной сети. 3. Требуется отлаженная процедура быстрого восстановления ПО во всем классе
Информационная среда образовательного учреждения на базе сети с выделенным сервером	В общем случае объединенная в сеть различная техника, не сгруппированная в одном классе. Есть возможность делить компьютеры по типам решаемых задач или при наличии нескольких компьютерных классов - по типам учебных задач. Разграничение прав пользователей, иерархия доступа к информации, организация многоуровневой групповой работы в сети	1. Требуется обеспечение эффективной структуры информационных потоков в различных участках сети, например, активный информационный обмен в компьютерных классах не должен мешать взаимодействию компьютеров администрации. 2. Требуется поддержка программных и аппаратных конфигураций и обеспечение восстановления систем с разным составом прикладного ПО. 3. Требуется администрирование прав доступа к информации пользователей различных категорий. 4. Необходима поддержка маршрутизации информации и обеспечения доступа компьютеров к Интернет

В последнее время средства обучения существенно изменились: в их состав вошли электронные учебники, средства Интернет, мультимедиа, педагогические программные средства. Сегодня очевидно, что преподаватель, ведущий занятия с использованием мульти - медиапроектора, электронной доски и компьютера, имеющий выход в Интернет, обладает качественным преимуществом перед коллегой, действующим только в рамках привычной «меловой технологии».

Средства обучения, будучи носителями учебной информации и инструментом деятельности, являются также и способом создания информационно-предметной среды, обладающей значительным эмоциональным потенциалом. При этом огромное влияние на учащихся как в информационно-познавательном, так и в воспитательном плане оказывает социокультурная среда: кино, литература, реклама, телевидение. Средства обучения информатике классифицируются нами по следующим группам: технические средства обучения, программное обеспечение, информационные средства (печатные и электронные), материальные средства.

При этом совокупность средств обучения рассматривается нами, во-первых, в условиях кабинета информатики, когда все средства обучения сосредоточены в одном помещении и лаборантской, а во-вторых, в неразрывной связи с внешней (по отношению к кабинету информатики) информационной средой.

В состав внешней информационной среды мы включаем школьную информационную среду (организационно-методическая среда, медиатека) и социальные информационные технологии (ресурсы сети Интернет, средства массовой информации) (см. приложение 1).

Дидактические функции средств обучения:

компенсаторная (облегчение процесса обучения за счет уменьшения затрат сил и времени обучаемого);

адаптивная (поддержание благоприятных условий протекания процесса обучения, соответствие содержания учебного материала возрастным особенностям учащихся);

информативная (передача необходимой для обучения информации);

интегративная (рассмотрение изучаемого объекта или явления по частям и в целом);

мотивационная (побуждение познавательного интереса);

инструментальная (обеспечение деятельности учащихся и педагога: организация демонстраций, наблюдения, эксперимента, самостоятельной работы, проверки и коррекции знаний);

интерактивная (взаимодействие учащегося с используемым средством обучения и наличие обратной связи).

Заметим, что названные функции в наибольшей степени реализуются в условиях применения средств информационных и коммуникационных технологий.

Напомним, что в англоязычных странах для обозначения соответствующей научной дисциплины используется термин «Computer Science».

Характерной чертой учебного процесса, осуществляемого с применением системы средств обучения, использующей СНИТ, является, во-первых, то обстоятельство, что процессы передачи информации и управления в этой системе осуществляются с помощью СНИТ и, в частности, с помощью компьютера; во-вторых, непременное условие - включение в систему средств обучения компонентов, обеспечивающих предметность деятельности, ее практическую направленность.

Это реализуется использованием:

- программно-методического обеспечения курса информатики, которое должно включать как программные средства для поддержки преподавания, так и инструментальные программные средства, обеспечивающие учителю возможность управления учебным процессом, автоматизацию процесса контроля учебной деятельности, разработки программных средств учебного назначения для конкретных педагогических целей;

- объектно-ориентированных программных систем, обеспечивающих формирование культуры учебной деятельности, в основе которых лежит определенная модель объектного мира пользователя (например, текстовый редактор, база данных, электронные таблицы, различные графические системы);

средств обучения, функционирующих на базе СНИТ, компенсирующих или амортизирующих отсутствие предметной среды и обеспечивающих предметность деятельности, ее практическую направленность (примером таких средств обучения могут служить учебные роботы, управляемые ЭВМ; электронные конструкторы; модели для демонстрации принципов работы ЭВМ, ее частей, устройств).

средств телекоммуникаций, обеспечивающих доступность информации для пользователей сферы образования, вовлеченность их в информационное взаимодействие.

Исходя из вышеизложенного, можно предложить состав системы средств обучения курсу информатики (по И.В. Роберт, приложение 2):

- программно-методическое обеспечение процесса преподавания.

Новое направление использования компьютера в учебном процессе открывает интеграция возможностей сенсорики (техники конструирования и использования датчиков физических параметров) и учебного, демонстрационного оборудования, сопрягаемого с ПЭВМ.

Использование датчиков и устройств для регистрации и измерения некоторых физических величин и устройств, обеспечивающих ввод и вывод аналоговых и дискретных сигналов, для связи с комплектом оборудования, подключаемого к ПЭВМ, или оборудования на их базе (дополнительное учебное оборудование, сопрягаемое с ПЭВМ) позволяет визуализировать на экране ЭВМ различные физические закономерности в виде графиков, динамически изменяющихся в зависимости от изменения входных параметров. Его можно назвать программно-аппаратным средством измерения, обработки, отображения измеряемых величин и их зависимостей.

Цель использования дополнительного учебного оборудования:

вооружение учащихся инструментом исследования окружающей действительности, с помощью которого можно - изучать развитие процессов, протекающих в реальной жизни;

создавать модели изучаемых реальных процессов; исследовать их при изменяющихся внешних условиях; прогнозировать их развитие;

осуществлять с помощью ПЭВМ проверку достоверности прогноза;

предоставление учащимся возможности регистрации, сбора и накопления информации о некотором природном процессе и ее обработки для дальнейших выводов и обобщений;

автоматизация процесса обработки результатов школьного эксперимента (лабораторного и демонстрационного).

Таким образом, система средств обучения курса информатики может осуществлять поддержку процесса преподавания курса, обеспечивать демонстрацию возможностей современных ЭВМ, способствовать формированию культуры учебной деятельности и информационной культуры учащихся.

Программное обеспечение курса информатики и вычислительной техники, со своей стороны, должно быть ориентировано на:

поддержку изучения курса (изучение теоретических вопросов, выработка умений и навыков общения с ЭВМ),

обеспечение управления учебным процессом, автоматизацию процесса контроля учебной деятельности,

формирование специфических умений и навыков, повышающих культуру учебной деятельности и способствующих общему развитию учащихся (умение работать с текстовым редактором, информационно-поисковыми системами, учебными электронными таблицами, различными графическими и музыкальными редакторами).

Наше представление о составе системы средств обучения информатике отображено на рисунке 2. (см. приложение 2)

Кабинет информатики вместе с системой средств обучения образует единую комплексную среду, которая позволяет учителю достигать поставленные цели обучения. Перечень основных компонентов системы средств обучения информатике в школе включает:

программно-методическое обеспечение преподавания информатики

объектно-ориентированные программные системы для формирования культуры учебной деятельности (текстовый редактор, база данных, электронные таблицы, различные графические системы)

средства обучения, функционирующие на базе СНИТ (учебные роботы, управляемые ЭВМ; электронные конструкторы; модели для демонстрации принципов работы ЭВМ, ее частей и устройств)

средства телекоммуникаций

традиционные средства обучения.

Рассмотрим возможности технических и материальных средств обучения, представленных в кабинете информатики.

2.3 Технические средства обучения

Классификация техническим средствам обучения представлена на рисунке 3. Необходимо лишь заметить, что «некоторые исследователи к техническим средствам обучения относят не только носители учебной информации (программы, видео, кинофильмы и пр.), но и саму аппаратуру».

Приняв за основу классификации характер воздействия на органы чувств, в составе технических средств обучения кабинета информатики можно выделить аудиальные (звукозапись), визуальные (средства диа-, графо-, эпипроекции.) и аудиовизуальные (телепередачи, кино и видеозаписи) средства, а также средства контроля и диагностики.

Компьютер является основным и универсальным техническим средством обучения информатике, способным представлять информацию различных видов и их комбинаций (мультимедиа), осуществлять тренаж и контроль знаний учащихся в интерактивном режиме.

К компьютеру могут быть подключены различные виды оборудования: телевизор, проекционное оборудование (мультимедийный проектор, LCD-панель, интерактивная доска), а также дополнительное оборудование (учебные роботы, электронные конструкторы, датчики).

К визуальным или экранным (то есть неозвученным) средствам обучения относят диапозитивы, диафильмы, транспаранты - статические экранные пособия на прозрачных носителях, проецируемые на экран с помощью соответствующего оборудования.

Учебное кино до последнего времени было принято считать наиболее популярным средством обучения. В настоящее время его заменяют учебные видеоматериалы.

Учебные аудио- и видеоматериалы могут быть представлены обучаемому с помощью магнитофона и видеомагнитофона, при необходимости - компьютера и проекционного оборудования.

Современные компьютеры и их программные средства позволяют преобразовывать информацию с традиционных носителей (аудио- и видеокассеты) на магнитные (жесткий диск, компакт-диск) и наоборот.

Телевидение и компьютер являются самыми важными информационными средствами среди всех, когда-либо изобретенных человечеством. Телевидение, а позднее видеозапись, дали человеку возможность наблюдать события и слушать о них, расширяя знания о мире, и помогли наглядно представить то, что невозможно было выразить с помощью только слов.

Методика использования видеоматериалов. Работа с любым аудиовизуальным средством обучения (экранным пособием) предполагает определенную методику его использования.

Первый этап - подготовка учителем занятия. Он продумывает цели и структуру занятия, отбирает для показа видеофрагменты, наилучшим образом позволяющие достичь поставленных целей. Перегружать урок техническими средствами не следует: они должны соответствовать его целям и органично сочетаться с формой и содержанием занятия.

На втором этапе - во время занятия - учителем создается эмоциональный и рабочий настрой учеников. Если ранее видеоматериалы не использовались, необходим краткий вводный инструктаж. Дается установка на восприятие отдельных элементов и видеофильма в целом; кратко поясняется видеоматериал, формулируется задание, организующее восприятие материала.

Третий этап направлен на формирование зрительской культуры детей, соотнесение целевых установок с восприятием информации и собственной мыслительной работой. Возможно использование следующих приемов: стоп-кадр, во время которого даются комментарии учителя, формулируется и обсуждается вместе с учениками вопрос; повторное воспроизведение фрагмента с возвращением к поставленному вопросу; синхронный комментарий учителем или учеником демонстрируемого средства (например, одному из учеников при выключенном звуке предлагается «озвучить» видеоряд).

Четвертый, завершающий этап - обсуждение, дискуссия, ответы на поставленные вопросы. Возможно индивидуальное или групповое выполнение заданий с последующим представлением и обсуждением результатов.

В качестве учебных фильмов учитель может использовать как свои собственные подборки видеоматериалов, так и специально издаваемые учебные видеофильмы.

Дополнительные методические возможности предоставляют мультимедийные видеофильмы, выполненные на CD или DVD и исполняемые с помощью компьютера и проекционного оборудования. Учитель может быстро возвращаться к любой части фильма; останавливать кадр для более детального рассмотрения и комментариев; использовать параллельно другие средства обучения, в том числе традиционные; копировать видеоряд или звуковое сопровождение фильма для распечатки, размещения в электронных базах данных; использовать видеоматериалы для подготовки учениками творческих работ.

2.4 Локальная компьютерная сеть кабинета информатики

Реализация Государственных программ информатизации сельских, городских и поселковых школ создает условия для информатизации образования, формирования и совершенствования новых форм обучения. Переход к новым технологиям в школе предполагает постоянное возрастание требований к техническому обеспечению компьютерных классов, к профессиональной подготовке. В таких классах необходима оперативная связь между компьютерным оборудованием, управление и взаимодействие информационных ресурсов.

Объединение компьютеров в сеть считается задачей весьма сложной, так как требует специальной подготовки в области сетевых технологий, опыта их применения на практике. На рисунке 3 представлена примерная схема компьютерной сети учебного заведения.

Работая в школьных компьютерных классах, учитель информатики часто выступает в роли системного администратора локальной сети. Ему необходимо обеспечивать рациональное использование компьютерного оборудования, план действий в случае отказа оборудования и расширения отдельных элементов локальной сети. Ликвидируются ограничения, наложенные пространственным разделением рабочих мест.

В современной технической литературе часто применяется другое сокращение для этого понятия - англоязычное LAN (Local Area Network).

В приведены характеристики средств обмена по сети школьных ЭВМ, важные для обучения. Рассматриваемые типы ПК в школах уже не используются, но соответствующие характеристики остаются актуальными и в современных условиях: класс ЭВМ, программные средства связи, язык управления, скорость обмена, кто управляет обменом (ученик, учитель).

Наличие компьютерной сети в школьном кабинете информатики создает следующие организационно-технические возможности:

обеспечение единообразия инструментальной среды и информационных ресурсов для всех обучаемых;

повышение надежности хранения информации в компьютере за счет выделения обучаемым строго определенных участков памяти для работы;

разработка и поддержание системной политики, разграничение прав различных категорий пользователей;

удаленное управление работой пользователей РМУ;

оперативный обмен информацией между учениками и учителем (получение и передача сообщений, пересылка файлов);

возможность запуска учебных программ с головного компьютера на рабочие места учащихся;

обмен информацией между компьютерами, работающими на разных платформах;

коллективная обработка данных пользователями подключенных в сеть компьютеров и обмен данными между ними;

совместное использование информационных ресурсов, программных и аппаратных (принтеры, модемы) средств;

- рациональное и эффективное использование аппаратного обеспечения. Как отмечает А.И. Бочкин, при этом возможна минимизация цены класса (таблица 2)

Таблица 2. Характеристики ЛВС различных топологий

Характеристики	Топология
	Звезда	Кольцо	Шина
Стоимость расширения	Незначительная	Средняя	Средняя
Присоединение абонентов	Пассивное	Активное	Пассивное
Защита от отказов	Незначительная	Незначительная	Высокая
Размеры системы	Любые	Любые	Ограничены
Защищенность от прослушивания	Хорошая	Хорошая	Незначительная
Стоимость подключения	Незначительная	Незначительная	Высокая
Поведение ЛВС при высоких нагрузках	Хорошее	Удовлетворит.	Плохое
Работа в режиме реального времени	Очень хорошая	Хорошая	Плохая
Разводка кабеля	Хорошая	Удовлетворит.	Хорошая
Обслуживание	Очень хорошее	Среднее	Среднее

Компьютерная сеть кабинета информатики, которую можно считать особым средством обучения и создания информационно-предметной среды, предоставляет учителю совершенно новые дидактические возможности.

Использование локальных сетей в обучении связано, прежде всего, с организацией коллективного и группового обучения, которое предполагает главным образом то или иное распределение педагогических функций между участниками педагогического процесса. К таким функциям относятся: передача и прием информации, обмен ею обучаемыми, между обучающим и обучаемыми, обсуждение результатов, генерирование идей и выдвижение гипотез, совместное моделирование объектов и процессов деятельности, совместное решение задач и другие.

Использование в обучении ЛВС является специфическим методом учебной деятельности. Помимо того, что компьютер является для каждого ученика индивидуальным средством обучения, он дает ему возможность участвовать в групповой коллективной деятельности. При совместном выполнении группой учащихся под руководством учителя распределенных между ними учебных действий постепенно происходит интериоризация этих коллективных распределенных действий, их превращение в индивидуальное решение учебных задач.

Компьютерная сеть позволяет пересылать задания с компьютера учителя на компьютеры учеников. В случае групповой работы возможно разделение учебных задач, а ученики получают возможность обмениваться результатами работы. Учитель со своего рабочего места может параллельно наблюдать за деятельностью учащихся одновременно и при необходимости ее корректировать. Итоги работы всей группы через сеть передаются преподавателю, что дает возможность оперативной обработки и контроля результатов. С экранов своих мониторов ученики могут наблюдать за работой учителя и наоборот, что позволяет существенно сэкономить время. Это полезно в случае, когда учащийся нуждается в помощи, но стесняется обратиться к учителю. Со своего места вслух или через ЛВС учитель может дать подсказку или указания.

При этом могут выполняться следующие виды деятельности:

моделирование деловых компьютерных игр с одновременным участием в них всех обучаемых;

проведение самостоятельных работ обучаемых с учебным материалом, представленным на компьютер-сервер и при необходимости легко обновляемом с рабочего места преподавателя;

компьютерное тестирование (предметное, психологическое) с последующей записью результатов в базу данных компьютера-сервера и при необходимости с соответствующей программной обработкой.

Работу ЛВС с точки зрения учебного процесса А.И. Бочкин различает по тому, кто управляет обменом данными.

Обмен выполняется учителем с РМП. Это удобно для передачи информации на РМУ и записи ученических данных на общий диск. Неудобство для учителя заключается в том, что при разнотипной деятельности по мере продвижения учащихся от фронтальной к индивидуальной работе возрастает интенсивность «операторской» деятельности преподавателя.

Обмен выполняется при одновременном участии преподавателя и учащегося. Эта работа может занимать у учителя также значительную часть занятия. Оптимальный вариант решения проблемы обмена - преподаватель может собрать (разослать) данные без привлечения учащегося, учащийся может выполнить это сам с РМУ без учителя.

3. Учащийся может с РМУ выполнить запись (чтение) самостоятельно, без участия преподавателя. Он сам отвечает за своевременное сохранение своих результатов, в целом выше его активность и самостоятельность. Преподаватель освобождается от рутинных действий и занимается индивидуальной работой с учащимися. При этом необходимо обеспечить безопасность информации.

А.И. Бочкин замечает, что в условиях развертывания мировых компьютерных сетей локальная сеть класса должна рассматриваться как модель «большой», и учащийся должен выполнять в ней те же операции, с которыми он столкнется при работе с глобальными сетями (получение информации по запросам, обмен информацией). Принципы работы и, что не менее важно, правила поведения в сети должны быть максимально близки к настоящим.

Для приобретения учащимися устойчивых практических навыков работы в сети необходимо выполнение определенных требований: обучение должно проходить в компьютерном классе, оснащенном современными персональными ЭВМ с доступом в Интернет, при этом для эффективной организации самостоятельной работы на каждом компьютере должен работать один учащийся.

Выполнение вышеперечисленных условий предполагает создание значительной материальной базы: дополнительные капиталовложения на техническое оснащение и обслуживание учебного класса, приобретение коммуникационного программного обеспечения, выделение телефонного номера, оплату работы в Интернет, что для большинства школ весьма проблематично.

Одним из вариантов, позволяющих резко уменьшить затраты на обучение, является использование педагогического потенциала локальной сети в совокупности с программами, имитирующими в той или иной степени работу в Интернет и позволяющими таким образом подготовить учеников к работе в глобальной сети.

Одной из таких программ явяется NetOp School. NetOp School - это мощный программный продукт, который соединяет ваш компьютер с компьютерами наших учащихся, создавая, таким образом, интерактивный класс в сети. Более того, в вашем распоряжении оказывается большое число эффективных инструментов, помогающих вам вести занятия или презентации, например, возможность трансляции жанра вашего компьютера для всех слушателей, мониторинг экранов учащихся, проведение тестов и опросов и много другого.

И в процессе обучения мы проходим путь от использования обычной доски до мультимедийных проекторов, однако их применение часто требует затемнения помещения, а чтение информации с задних рядов может быть затруднено. К тому же во время демонстрации материала с помощью проектора слушателям мешают посторонние члены коллектива. Наконец, ни доска, ни проектор не помогут вам. если ваша аудитория не находится физически в одном помещении.

NetOp School решает все вышеперечисленные проблемы и дает полный контроль над учебным процессом, поскольку программа установлена на каждом компьютере. Этот документ представляет основные принципы работы с NetOp School и предназначен для беглого освоения базовых функций продукта. Таким образом данная программа реализует возможности локальной сети в реализации инновационных методов обучения.

Материальные средства обучения

В состав материальных средств обучения входят макеты, муляжи, модели, приборы и оборудование.

В обучении информатике их роль не так значительна, как в обучении другим школьным дисциплинам, однако при изучении ряда тем курса информатики материальные средства могут оказать существенную помощь учителю. Такими средствами являются:

учебные роботы, управляемые ЭВМ;

электронные конструкторы;

модели для демонстрации принципов работы ЭВМ, ее частей и устройств;

отдельные комплектующие современного компьютера, используемые как наглядные средства (материнская плата, процессор, различные накопители и носители информации, модули памяти);

вычислительные средства - предшественники компьютера, представленные, например, в экспозиции школьного музея вычислительной техники при кабинете информатики (счеты, логарифмическая линейка, арифмометр, калькулятор, устаревшие модели вычислительной техники).

В зависимости от поставленных учителем задач, названные средства могут использоваться как демонстрационный или раздаточный материал, методы работы с ними - наблюдение и лабораторный эксперимент.

В целях повышения наглядности материальных средств некоторые из них могут быть представлены в разобранном виде, в разрезе.

2.5 Программное обеспечение курса информатики

Программное обеспечение является неотъемлемой компонентой системы средств обучения информатике, а их минимально необходимый набор должен быть составной частью оборудования кабинета информатики.

Нормативные документы и другие рекомендуют кабинет информатики оснащать набором учебных программ для изучения курса информатики и отдельных разделов иных учебных предметов. Не вдаваясь в теоретические дискуссии относительно используемой в нормативных документах терминологии, приведем ее в соответствие с терминологией, принятой в большинстве современных учебников информатики.

Как отмечается в документе «Педагогико-эргономические условия безопасного и эффективного использования средств вычислительной техники, информатизации и коммуникации в сфере общего среднего образования», функциональное назначение средств вычислительной техники и программного обеспечения в сфере образования начинает рассматриваться во все более широком диапазоне применений:

как средство обучения при изучении общеобразовательных и специальных предметов и при профессиональной подготовке;

для обеспечения функционирования информационных сетей (как локальных, так и распределенных) и телекоммуникаций;

для формирования у учащихся основ информационной культуры, выработки умений и навыков практической работы на ЭВМ и с современными прикладными программами;

для автоматизации делопроизводства и ведения документации внутри учебных заведений и в системе управления образованием;

для организации и проведения учебно-исследовательских работ на основе информационных и коммуникационных технологий и мультимедийных средств;

для обеспечения автоматизации процессов контроля, коррекции результатов учебной деятельности, тестирования и психодиагностики;

для автоматизации процессов обработки результатов учебного эксперимента, управления учебным, демонстрационным оборудованием;

для разработки педагогического программного обеспечения и обеспечения связанных с этим научно-исследовательских работ.

Одним из важнейших компонентов преподавания информатики является школьный учебник.