Теория и практика применения компьютеров в процессе обучения

Кратко раскроем содержание каждого из них.

Принцип соответствия дидактического процесса и дидактической системы закономерностям учения является ведущим по отношению ко всем другим принципам, входящим в рассматриваемую группу. Он определяет первооснову, на которой должен строиться дидактический процесс, так как указывает на необходимость организации учебно-познавательной деятельности обучающихся в соответствии с ее объективными закономерностями - специфическими связями, устойчивыми зависимостями между преподаванием, учением и содержанием образования.

Несоблюдение указанного принципа преподавателем лишает его главного ориентира в собственной конструктивной деятельности, состоящей в том, чтобы применение ИТО обеспечивало протекание дидактического процесса в соответствии с закономерностями учения и позволяло таким путем достигать гарантированных целей обучения. Главная суть проявления закономерностей учения состоит в поэтапном овладении обучаемыми научным содержанием учебной дисциплины, носителем которой является компьютерная обучающая программа (КОП). Отсюда следует, что цель обучения при использовании ИТО должна достигаться поэтапно, путем решения ряда частных дидактических задач.

Принцип ведущей роли теоретических знаний указывает на целесообразность такой организации дидактического процесса с применением КТ, при которой изучение достаточно крупной смысловой дозы учебного материала, является наиболее эффективным.

Принцип единства образовательной, воспитательной и развивающей функций обучения отражает реально существующие закономерные связи между ними. В нем говорится о необходимости такого применения ИТО, чтобы обучение как дидактический процесс выполняло бы не только образовательную, но и воспитательную, но и развивающую функции.

Возможность реализации этого принципа закладывается непосредственно при выборе методов обучения с применением КТ, а также при разработке и создании КОП. Будучи носителями преобразованного в учебный материал содержания обучения, они реализуют не только процессуальный, но также целевой и содержательный аспекты образовательных, развивающих и воспитательных функций обучения.

В кругу специалистов компьютерного обучения бытует мнение о том что воспитательные возможности различных обучающих систем на базе ЭВМ отсутствуют. Этот подход глубоко ошибочный. Действительно личность может воспитывать только человек, а не машина.

Принцип стимулирования и мотивации положительного отношения обучающихся к учению отражает закономерную связь между успешностью их учебно-познавательной деятельности и возбуждением интереса к ней. Он указывает на необходимость непрерывного побуждения к овладению содержанием обучения. Соблюдение этого принципа является одним из важнейших условий эффективного применения ИТО. Он предписывает рассматривать учение как процесс проявления активности субъекта, отвечающий мотиву.

Принцип проблемности отражает закономерность, относящуюся к творческому усвоению опыта, знаний и способов деятельности. Сущность закономерности состоит в том, что овладение опытом как одним из видов содержания обучения и творческого усвоения невозможно без включения субъекта в решение специально разработанной системы проблем и проблемных задач, позволяющих создавать проблемные ситуации, требующие от обучаемого творческой деятельности на доступном ему уровне. Этот принцип требует от преподавателя при проектировании ИТО изначального инициирования создания проблемных ситуаций и тем самым активизации (интенсификации) учения, придавая ему черты творческой, поисковой деятельности.

Принцип соединения коллективной учебной работы с индивидуальным подходом в обучении требует от преподавателя целесообразного сочетания соответствующих форм обучения. Он ориентирует проектировать ИТО таким образом, чтобы была возможность использовать ее как при проведении плановых занятий под руководством преподавателя, где он будет играть роль ведущего управляющего субъекта, так и в части самостоятельной подготовки обучаемых без участия педагога.

Принцип сочетания абстрактности мышления с наглядностью касается не только зрительной, но и слуховой, осязательной и обонятельной наглядности, рассматриваемых в их органической взаимосвязи.

В этом своем проявлении принцип отражает закономерную связь между разнообразием чувственных восприятий содержания учебного материала и возможностью его понимания, запоминания, хранения в памяти, воспроизведения и применения. Таким образом, вытекающее из этого принципа требование сочетать в обучении по возможности все виды наглядности имеет глубокую психолого-физиологическую основу.

При этом необходимо отметить, что наглядность нельзя отождествлять с иллюстративностью. Наглядность следует рассматривать как один из основных способов психолого-педагогического воздействия на обучаемых, управления их познавательной деятельностью и реализации через наглядность других взаимосвязанных с нею принципов. В процессе обучения словесная, знаковая, изобразительная форма наглядности всегда сопутствуют абстрактному мышлению и непрерывно взаимодействуют с внутренней наглядностью, обогащая последнюю новыми представлениями и связями, черпая из нее ранее приобретенный опыт. Временное отсутствие натуральной наглядности, т.е. обращения к реальным явлениям и объектам материального мира в ходе обучения, не исключает наглядность на этапе абстрактного мышления. Следовательно, абстрактность мышления закономерно связана с наглядностью в обучении.

Согласно принципу ориентированности обучения на активность личности, проектирование ИТО изначально должно быть нацелено на развитие личности, выявление особенностей обучаемого (способностей, интересов, потребностей) как субъекта, признание его субъективного опыта как самобытности и самоценности, построение педагогических воздействий с максимальной опорой на этот опыт (постоянном согласовании в ходе обучения общественного и индивидуального опыта), раскрытие индивидуального своеобразия получения знаний через анализ способов учебной работы. Задаваемое в обучении содержание (понятия, правила, приемы), фиксирующее результаты общественно-исторического опыта научного познания, обязательно переосмысливается в ходе его усвоения и применения. ИТО, направленные на личностно-развивающее обучение, предполагают не только накопление знаний, умений, а так же на непрерывное формирование механизма самоорганизации и самореализации будущего специалиста, развития его познавательных способностей. Обучающая среда при таких технологиях не навязывает будущему специалисту нормативное построение его деятельности, а создает более свободные условия, предоставляющие ему возможность самому определять траекторию индивидуального развития. Преподаватель, опираясь на выявленные интересы и субъективный опыт обучаемого, формирует содержание обучения (научное знание), которое должно быть принято обучаемым как личностно-значимое для него, "пропущенное" через собственный субъективный опыт. Такое содержание будущий специалист усваивает с помощью форм, методов и средств активного обучения.

Принцип соответствия учебно-информационной базы содержанию обучения и дидактической системе выражает требования к учебно-научным условиям эффективного труда преподавателей и обучаемых. Практическая реализация требований этого принципа возможна лишь в том случае, если создание учебно-информационной базы будет осуществляться на основе научно-педагогических требований, разрабатываемых преподавателями.

В связи с изложенным следует выделить основные дидактические требования, предъявляемые к ИТО, с целью повышения эффективности ее применения в образовательном процессе. К ним относятся:

мотивированность в использовании различных дидактических материалов;

четкое определение роли, места, назначения и времени использования КОП;

ведущая роль педагога в проведении занятий;

тесная взаимосвязь конкретного класса КОП с другими видами применяемых ТСО;

введение в технологию только таких компонентов, которые гарантируют качество обучения;

соответствие методики компьютерного обучения общей стратегии проведения учебного занятия;

учет того, что введение в комплект учебных средств КОП требует пересмотра всех компонентов системы и изменения общей методики обучения;

обеспечение высокой степени индивидуализации обучения;

обеспечение устойчивой обратной связи в обучении и другие.

Таким образом, применение общедидактических принципов обучения и реализация обозначенных требований к использованию в образовательном процессе ИТО будет способствовать повышению его качества [57].

В зависимости от целей системы образования можно выделить следующие основные направления применения компьютерных технологий (КТ):

организация и управление учебного процесса;

оценка качества обучения;

мониторинг процесса обучения.

Каждое из данных направлений связано с решением различных задач.

Управление учебным процессом определяется решением задач поддержки процесса обучения и квалификации преподавательских кадров. В первом случае используется весь спектр компьютерных технологий, направленных на интенсификацию и индивидуализацию обучения, от компьютерных демонстраций и презентаций до мультимедийных электронных методических материалов и обучающих виртуальных сред. Применение КТ требует иной формы представления знаний, организации познавательной деятельности и выбора методов обучения. Использование таких технологий позволяет получать информацию не только от преподавателя, но и с помощью интерактивных и интеллектуальных обучающих программ, помогающих студенту освоить ту или иную дисциплину. К этому следует добавить возможность доступа к удаленным базам данных (электронным библиотекам) посредством сети Интернет и общение посредством компьютерных конференций.

Инновационные методы обучения, направленные на поиск и принятие решений в результате самостоятельной творческой деятельности, определяют совершенно иные требования к квалификации профессорско-преподавательского состава [59].

С другой стороны, подготовленный, с точки зрения применения и понимания информационных технологий, преподаватель должен определять дидактическое содержание конкретной КТ в учебном процессе. В этой связи задача переподготовки кадров является неотъемлемой частью процесса организации и управления учебой. Даже при идеально разработанной компьютерной технологии, неумелое использование ее в учебном процессе, приводит к плачевным результатам. Эффективное применение этих технологий требует их освоения со стороны преподавателей, что также связано с повышением их квалификации.

Квалификация преподавателей непосредственно связана и с качеством обучения. С одной стороны сегодня компьютерные технологии используются при тестировании знаний и умений учащихся. При этом, имеются в виду как различные тестирующие системы (обучающие, рейтинговые, аттестационные, проверки остаточных знаний и т.д.), так и интеллектуальные системы анализа логики и рассуждений студента при применении полученных знаний для решения нетиповых, творческих и практических задач из области будущей профессиональной деятельности. Проектирование и использование такого рода систем для решения задач качества обучения невозможно без участия преподавателей.

Как известно, под мониторингом понимается контроль и управление. Потому мониторинг учебного процесса предполагает как решение задачи контроля качества обучения, так и управления этим процессом, посредством изменения траекторий обучения.

Реализация в образовательном учреждении всех трех направлений применения КТ определяет системный подход к образованию и позволяет создать эффективную информационно-образовательную среду.

Таким образом, применение КТ в учебном процессе сводится к следующим векторам:

использование компьютера и информационных технологий в качестве средства обучения, дидактического средства для моделирования различных объектов и процессов, повышения степени наглядности при изложении учебного материала, его систематизации и логического упорядочивания, тренинга и контроля усвоения знаний;

применение автоматизированных обучающих систем (АОС);

применение компьютерных телекоммуникаций в образовании;

обучение профессиональному применению средств информационных технологий в образовании (системы различного назначения, автоматизированные рабочие места);

использование технологий синтеза информационных сред, технологии мультимедиа в обучении и управлении образованием;

применение средств информационных технологий в психолого-педагогических исследованиях.

В соответствии с перечисленными векторами применения КТ, выделяют следующие методы использования информационных технологий в обучении:

информационные модели виртуальной реальности, которые адекватно отражают сущность изучаемых объектов и процессов реального мира;

игровые методы активного обучения и принятия индивидуальных и коллективных решений на основе анализа альтернативных вариантов;

разработка информационных технологий развивающего обучения;

разработка инструментальных средств и авторских систем преподавателя;

построение компьютерных и информационных моделей на основе интегрированных пакетов прикладных программ;

мониторинг процесса обучения с использованием информационных и телекоммуникационных технологий;

создание электронных библиотек, баз данных и знаний.

Под дидактическими свойствами КТ понимаются стороны информационных технологий, которые могут использоваться в соответствии с дидактическими целями учебного процесса [48, с. 109]. С этой точки зрения КТ должны обладать следующими возможностями [49, с. 215]:

являться источником информации;

рационализации формы преподнесения учебной информации;

повышения степени наглядности и конкретизации понятий, явлений, событий;

организации и направления восприятия обучаемых;

обогащения кругозора учащихся и удовлетворения их любознательности;

соответствия современным научным и культурным потребностям учащихся;

усиления интереса учащихся к учебе;

доступности учебного материала;

активизации познавательной деятельности, развития мышления, пространственного воображения и наблюдательности;

являться средством повторения, обобщения, систематизации и контроля знаний;

иллюстрации связи теории с практикой;

наличия условий для использования наиболее эффективных форм и методов обучения;

экономии времени на усвоение учебного материала.

Данные возможности достигаются за счет таких дидактических особенностей КТ как:

информационная насыщенность;

возможность преодоления временных и пространственных границ в процессе обучения;

возможность глубокого проникновения в сущность изучаемых явлений и процессов;

демонстрация изучаемых явлений в развитии, динамике;

реальность отображения действительности;

выразительность и эмоциональная насыщенность.

Выделяются следующие группы дидактических свойств КТ:

представления учебной информации;

передачи учебной информации;

организации учебного процесса [44, c. 103].

В настоящее время в КТ применяются следующие формы представления учебной информации: текст и гипертекст, графика и мультимедиа, компьютерные демонстрации, средства представления баз данных и знаний. Как правило, данные формы используются совместно, в различных комбинациях в зависимости от вида образовательного ресурса. В связи с этим, при определении дидактических свойств, и акцентируя внимание на конкретной форме представления, необходимо учитывать влияние и других форм представления учебной информации.

По стилю изложения к учебному тексту предъявляются следующие требования [26, c. 55]:

структура текста задается заранее от названия главы и раздела, через подразделы, рубрики и подрубрики до отдельного предложения (рубрикация);

системность, последовательность и простота изложения без излишних подробностей;

четкость определений, доступность их для понимания студентами соответствующих курсов;

однозначность употребления терминов, последовательное обозначение одним термином однородных предметов и явлений;

соблюдение норм современного русского языка;

выделение ключевых позиций по тексту;

текст учебного материала должен быть изложен ясно, с учетом уровня подготовленности обучающегося (следует максимально использовать научный формализованный язык, избегать сложных синтаксических конструкций, непривычных терминов);

текст должен быть максимально структурирован и удобочитаем (понять и воспроизвести его обучаемым в соответствии с начальным уровнем подготовленности);

объем минимальной структурной единицы учебного материала (модуля) не должен превышать 1-2 страниц печатного текста, 5-7 абзацев;

корректное и однозначное использование терминов и условных обозначений, соблюдения общепринятых формулировок (названий, определений), введенных в дисциплинах, предшествующих данной, или будут использованы в дальнейшем[14, с. 215].

На процесс восприятия текста влияют:

ширина текстовой зоны;

способ выравнивания текста;

расположение текста на экранной странице;

начертание, стиль и размер шрифта;

способ выделения текстовой информации;

виды используемых иллюстраций и графики.

Исходя из этого, целесообразно использовать разные мнемонические приемы, включая шрифтовые выделения, использование графики, рисунков и мультипликации. Для этой цели имеет смысл усилить обобщение выводов: включить сводку основных формул, сформулировать основные положения, составить таблицы. Текст желательно тщательно отредактировать, чтобы не вносить в него в дальнейшем больших изменений. Окончательно отредактированный вариант текста преобразовать в гипертекст.

Также гипертекст должен обладать следующими возможностями:

наличие удобных механизмов навигации и поиска, позволяющих реализовать нелинейные схемы обучения;

специальный вариант структурирования учебного материала (модульная структура);

логичность выделения структурной единицы текста;

обозримость структурной единицы с содержанием главы, раздела;

наличие возможности прямой навигации из одной структурной единицы в другую, логически с ней связанную[10, с. 70].

В настоящее время в целом сложился стандарт гипертекстового представления информации, определяемый в первую очередь языком HTML, применяемым в Интернете. Особенностями этого стандарта стали однонаправленные авторские ссылки, а также мультимедийные возможности представления информации.

В целом, мультимедиа представляет собой комплекс аппаратных и программных средств, позволяющих человеку общаться с компьютером, используя самые разнообразные, естественные для себя среды: звук, видео, графику, тексты, анимацию и др.

Можно предъявить следующие рекомендации к применению различных наглядных средств как дидактическому инструменту учебного процесса [50, 57]:

количество единиц видеоряда - не менее одной единицы на каждый модуль учебного материала (определяется предметной областью (естественнонаучная или гуманитарная дисциплина), характером учебного курса (фундаментальный или прикладной), методикой обучения и т.д.;

узнаваемость изображения на соответствие предлагаемой письменной или устной информации;

динамика предъявления изображения: время демонстрации должно быть оптимальным, причем соответствовать изучаемой в данный момент учебной информации;

продуманный алгоритм видеоряда изображений;

оптимальный размер изображения;

обеспечение поддержки логического мышления;

организация процесса получения нового знания;

реализация интерактивности как средства активного исследования характеристик мультимедиа моделей изучаемых объектов или процессов.

Звук может играть роль:

шумового эффекта;

звуковой иллюстрации;

звукового сопровождения [57].

В качестве шумового эффекта звук может использоваться для привлечения внимания и переключения на другой вид учебной деятельности. Звуковая иллюстрация предназначена в качестве дополнения наглядных изображений. Звуковое сопровождение используется для озвучивания анимации, видеороликов и видеофрагментов. Звук может присутствовать в виде фраз, произносимых диктором, диалога персонажей или звукового ряда видеофрагмента. Музыка обычно используется в качестве фона приложения.

В этом случае преследуется цель создать у пользователя благоприятное, спокойное настроение, направленное на повышение восприятия материала. Фоновая музыка должна быть спокойной, мелодичной, с ненавязчивым мотивом.

В общем случае можно сформулировать следующие дидактические требования к видеолекции [48, с. 137].

во вводной части должны быть поставлены цель и задачи изучения дисциплины (раздела), показаны ее связи с другими дисциплинами профессиональной подготовки, отмечены особенности изучаемого предмета (раздела);

для лучшего усвоения материала она должна быть разбита на отдельные части длительностью 12-24 минут. Эти части разрабатываются как дополнение к имеющимся печатным учебным пособиям и не должны быть простым озвучиванием бумажного варианта (изредка иллюстрируемого "ожившими рисунками" или эффектами "набора слова по буквам") ;

при ее создании используется как естественный, разговорный язык общения, так и условный язык графических изображений (статических и динамических иллюстраций), математических, химических, логических формул и выражений;

представление учебного материала не должно быть равномерным, монотонным. Как правило, в пределах одной темы можно выделить 4-5 акцентов, привлекающих внимание обучаемого используя эффект неожиданности, удивления, эмоционального оживления. Выделения желательно располагать по нарастанию эффекта, чтобы предыдущее впечатление не "маскировало" последующее действие; [49, с. 216].

непротиворечивость и неповторяемость видеоряда и закадрового текста;

отказ от необоснованно частого использования спецэффектов монтажа;

отказ от использования обыкновенной лекции и простого перевода ее в видеоформат;

закадровый голос должен быть внятным, достаточно медленным и мелодичным;

громкость фонового звука не должна превышать 10-15 % от основного звука;

отказ от использования музыки с ярко выраженными низкими частотами для озвучивания видеолекции.

Следует отметить, что видеофрагмент может являться и компьютерной демонстрацией, облегчающей процесс понимания обсуждаемой учебной темы. Компьютерные демонстрации являются первым шагом внедрения мультимедиа в учебный процесс и обладают следующими дидактическими свойствами:

наглядностью;

возможностью образного, как статического, так и динамического, представления объектов, процессов и явлений;

возможностью представления объектов, процессов и явлений в виде упрощенных моделей;

возможностью передачи максимального количества информации за более короткое время на основе сочетания графики, двухмерной и трехмерной анимации и звука;

возможностью развития воображения обучаемых;

приближением абстрактных физических закономерностей к практической деятельности.

Наиболее сложными объектами для понимания являются средства представления баз данных и знаний. Последние используются в сложных обучающих и контролирующих системах, к которым относятся виртуальные лаборатории, тренажеры, интеллектуальные обучающие системы, тестирующие и игровые программы, ориентированные как на приобретение знаний, так и на выработку умений, а также проверку и анализ знаний и умений обучаемых. Сложность понимания таких представлений связана с недостаточной математической подготовкой студентов гуманитарного направления. К примеру, интуитивно понимаемое ими такое понятие как гипертекст, представляет собой известный в дискретной математике объект гиперграф. Тем не менее, в связи с важностью применения для обучения изложенных выше вышеупомянутых систем перечислим их основные дидактические свойства определиться в начале или конце [11, с. 37]:

самостоятельный выбор обучающимися учебного материала и режимов учебной работы;

управление мультимедиа иллюстрациями (flash, vrml, видео, аудио);

генерация эвристических решений, анализ результатов и корректировка решений;

формулировка задач и планирование этапов их решения;

осмысление и фиксация знаний;

формирование личностного опыта (умений, навыков, профессионально-ориентированной интуиции);

проектно-исследовательская и поисковая учебная деятельность;

реализация процедур математического моделирования, расчета и оптимизации изучаемых объектов или процессов;

наличие обратной связи;

организация поиска адекватной информации в полнотекстовых базах данных и электронных библиотеках;

организация индивидуальной поддержки учебной деятельности каждого обучающегося преподавателями;

индивидуальный подход к каждому обучающемуся;

развитие у обучающихся коммуникативных качеств, умений работать в команде;

развитие навыков решения нетиповых задач;

формирование индивидуальной траектории обучения;

возможность анализа рассуждений обучаемого в процессе решения конкретной задачи или проблемы;

моделирование подсказок и помощи;

анализ результатов деятельности с диагностикой ошибок и оценкой результатов;

осуществление контроля с обратной связью, по результатам деятельности [50, с. 75].

К технологиям передачи учебной информации, в зависимости от способа, относятся сетевые технологии (локальные вычислительные сети, корпоративные компьютерные сети, распределенные (глобальные) компьютерные сети (Internet, Relcom, FIDO и т.д), телевизионные технологии (кабельное и спутниковое телевидение), телефон и радио. В настоящее время, в основном, используются сетевые технологии передачи учебной информации. В этой связи ниже рассмотрены дидактические особенности именно этих технологий.

Локальные вычислительные сети (ЛВС) размещаются на территории отдельного учебного структурного подразделения (кафедра, факультет и т.д.). Сетевые технологии передачи учебной информации на их основе обладают следующими основными дидактическими свойствами:

совместное использование участниками учебного процесса периферийных устройств (принтеры, дисковые накопители, дисководы, сканеры и т.д.) для ввода - вывода учебной информации;

совместное использование участниками учебного процесса информационных ресурсов учебного назначения (каталоги, файлы, прикладные программы, базы данных).

Эти свойства сетевых технологий на основе ЛВС, кроме перечисленного, позволяют обеспечить интерактивную связь внутри учебного подразделения, создать условия для унификации учебных приложений, реализовать функцию резервирования значимой учебной информации.

Глобальная компьютерная сеть объединяет пользователей из различных учебных организаций, учебных и образовательных центров, образовательных учреждений, а также частных пользователей. Образовательные услуги Интернет возможно разделить на три группы: вещательные, интерактивные и поисковые. Вещательные услуги связаны с ведением электронных библиотек и каталогов и с рассылкой учебной информации в электронной форме. Интерактивные услуги представляются в диалоговом режиме или в ином типе общения. В этом режиме могут писаться электронные письма, проводиться теле- и видеоконференции, осуществляться частные диалоги. И, наконец, поисковые услуги предназначены для поиска необходимой информации при подготовке рефератов, дипломов, контрольных работ и т.д. на основе той или иной поисковой системы (Яндекс, Mail, Rambler, Yahoo, Google и т.д.).

К дидактическим свойствам распределенных компьютерных сетей, в частности Интернет, следует отнести [10, 21]:

обеспечение учебными и учебно-методическими материалами;

обратная связь между преподавателем и обучаемым, посредством электронной почты;

доступ к отечественным и зарубежным информационным и справочным системам учебного назначения;

доступ к электронным библиотекам;

доступ к информационным ресурсам ведущих отечественных и зарубежных вузов, образовательных центров, электронных газет и журналов;

возможность организации видеоконференций для широкого круга территориально-распределенных участников при обсуждении проблем, либо совместного решения учебных задач;

организация обсуждения, дискуссии по той или иной проблеме посредством чат - комнат и форумов;

возможность организации различного рода совместных исследовательские работ учащихся, учителей, преподавателей, студентов, научных работников;

организация оперативной консультационной помощи широкому кругу обучаемых из научно-методических центров;

формирование коммуникативных навыков и культуры общения;

формирование умения добывать информацию из разнообразных источников;

возможность проходить интерактивное тестирование по различным учебным курсам;

удобство асинхронного режима связи, освобождающего пользователей от временных и пространственных ограничений;

обмен управленческой информацией внутри образовательной среды системы обучения [21, с. 167].

Дидактические свойства телевизионных технологий сводятся к следующему:

возможность тиражирования обычной лекции, последующей ее записи и ознакомления с нею в удобное время;

возможность обучения не в учебных аудиториях, а в пределах студенческого городка, общежитиях и городских квартирах;

возможность обучения для тех студентов, которые не могут регулярно посещать занятия на территории учебного заведения;

обучение студентов, находящихся на значительных расстояниях в пределах страны или даже в других государствах;

организация общения студентов и преподавателя за счет использования интерактивного телевидения;

доступ существенно более широкой студенческой аудитории к лекциям.

Среди технологий организации учебного процесса необходимо выделить следующие современные технологии:

самостоятельная работа на основе взаимодействия с мультимедийным электронным учебником последнего поколения;

организация общения на основе теле- и видеоконференций;

организация семинарских занятий и лабораторных работ на основе обучающих программ и тренажеров;

контроль знаний на основе аттестационного тестирования.

Дидактические свойства технологии взаимодействия с мультимедийным электронным учебником [10, 42]:

использование специфических возможностей компьютера для повышения наглядности учебных материалов;

наличие обратной связи между обучаемым и компьютером в роли преподавателя;

индивидуальный контроль знаний в виде компьютерных тестов для каждого модуля учебника с возможностью объяснения ответов (обучающее тестирование);

адаптация к уровню знаний обучаемого и его психологическим особенностям;

возможность формирования индивидуальной траектории обучения.

Дидактические свойства общения на основе теле- и видеоконференций [42, с. 102]:

возможность трансляций лекций и консультаций в реальном режиме времени;

обучение в сотрудничестве;

кооперативное обучение;

использование в обучении метода проектов, дающего возможность обучаемому самостоятельно планировать, организовывать и контролировать учебнопознавательную деятельность;

использование исследовательских методов обучения;

использование технологии проблемного обучения.

Дидактические свойства компьютерных обучающих программ и тренажеров [11, с. 105]:

обеспечения общение в диалоге;

моделирование совместной деятельности;

анализ логики рассуждений обучаемого;

организация подсказок и помощи;

индивидуализация обучения;

моделирование и имитирование изучаемых процессов или явлений;

генерация заданий, подсказок и траектории обучения в зависимости от достигнутых результатов у обучаемого, с учетом его потребностей и личностных замыслов [14, c. 525].

Дидактические свойства технологии контроля знаний на основе аттестационного тестирования:

- использование адаптивных тестов на базе результатов мониторинга процесса обучения конкретного обучаемого;

- приближение компьютерного тестирования к очному экзамену;

- определение количественных и качественных характеристик уровня полученных в результате обучения (самообучения) знаний и умений;

- объективность оценки знаний и умений.

Внедрение КТ в обучение предполагает комплексное реформирование всех элементов учебного процесса: самостоятельной подготовки, лекций, семинарских и практических занятий, лабораторных работ.

Таким образом, главные преимущества электронной формы представления учебной информации - компактность, значительные выразительные возможности в представлении учебного материала (видео, звук, анимации), интерактивность и т.д. При этом, в первую очередь, имеются ввиду электронные учебно-методические материалы, содержащие большое количество визуальной информации и иллюстраций, а также дающие возможность реализации обучающих тестов проверки знаний, полученных в ходе самостоятельного изучения. Представление учебной информации в электронной форме позволяет лучше структурировать учебный материал, дает возможность альтернативных вариантов его изучения и организовать быстрый и эффективный поиск необходимых сведений в электронных базах данных и библиотеках.

2.3 Методы обучения с использованием компьютерных технологий

Понятие метода обучения является весьма сложным. Однако, несмотря на различные определения этому понятию отдельными дидактами, можно отметить и нечто общее, что сближает их точки зрения. Большинство авторов склонны считать метод обучения способом организации учебно-познавательной деятельности учащихся. Взяв в качестве исходного это положение, попытаемся более детально рассмотреть данное понятие и подойти к его научной трактовке.

Методы обучения - это совокупность приемов и подходов, отражающих форму взаимодействия учащихся и учителя в процессе обучения.

Слово "метод" в переводе с греческого означает "исследование, способ, путь к достижению цели". Этимология этого слова сказывается и на его трактовке как научной категории. "Метод - в самом общем значении - способ достижения цели, определенным образом упорядоченная деятельность", - отмечено в философском словаре. Очевидно, что и в процессе обучения метод выступает как упорядоченный способ взаимосвязанной деятельности учителя и учащихся по достижению определенных учебно-воспитательных целей. С этой точки зрения каждый метод обучения органически включает в себя обучающую работу учителя (изложение, объяснение нового материала) и организацию активной учебно-познавательной деятельности учащихся. То есть, учитель, с одной стороны, сам объясняет материал, а с другой - стремится стимулировать учебно-познавательную деятельность учащихся (побуждает их к размышлениям, самостоятельному формулированию выводов и т.д.). Под методами обучения понимаются способы обучающей работы учителя и организации учебно-познавательной деятельности учащихся по решению различных дидактических задач, направленных на овладение изучаемым материалом.

Методы обучения классифицируются: по источнику знаний (словесный, наглядный и т.д.), по их назначению (приобретение знаний, формирование умений и навыков и т.д.), по характеру познавательной деятельности (объяснительно-иллюстративный, репродуктивный, эвристический и т.д.), по дидактическим целям (методы, способствующие первичному усвоению материала, его закреплению и т.д.).

Дидакты (Е.И. Перовский, Е.Я. Голант, Д.О. Лордкипанидзе и др.) считают, что при классификации методов обучения необходимо учитывать те источники, из которых черпают знания учащиеся. На этой основе они выделили три группы методов: словесные, наглядные и практические. И действительно, слово, наглядные пособия и практические работы широко используются в учебном процессе.

И.Я. Лернер и М.Н. Скаткин разработали методы обучения, исходя из характера учебно-познавательной деятельности учащихся по овладению изучаемым материалом. С этой точки зрения они выделили следующие методы: а) объяснительно-иллюстративный или информационно-рецептивный: рассказ, лекция, объяснение, работа с учебником, демонстрация картин, кино- и диафильмов и т.д.; б) репродуктивный: воспроизведение действий по применению знаний на практике, деятельность по алгоритму, программирование; в) проблемное изложение изучаемого материала; г) частично-поисковый или эвристический метод; д) исследовательский метод, когда учащимся дается познавательная задача, которую они решают самостоятельно, подбирая для этого необходимые методы и пользуясь помощью учителя.[37, с. 216]

Ю.К. Бабанский все многообразие методов обучения подразделил на три основные группы: а) методы организации и осуществления учебно-познавательной деятельности; б) методы стимулирования и мотивации учебно-познавательной деятельности; в) методы контроля и самоконтроля за эффективностью учебно-познавательной деятельности.[12, c. 67]

Традиционные методы обучения возможны с использованием компьютерных технологий. Так, объяснительно-иллюстративный или информационно-рецептивный метод может сопровождаться мультимедийными технологиями, позволяющими значительно расширить иллюстративную базу; частично-поисковый или эвристический метод при поиске информации в сети Интернет; репродуктивный метод использует адаптивные системы на базе компьютера; совокупность исследовательских, проблемных методов, творческих по своей сути, объединяет "метод проекта". То есть, в основе метода проектов лежит развитие познавательных навыков учащихся, умений самостоятельно конструировать свои знания, ориентироваться в информационном пространстве, критического и творческого мышления. Метод проектов широко внедряется в образовательную практику в России благодаря благотворительной программе "Обучение для будущего".

Методы контроля широко используются в дистанционном обучении. Программы для контроля могут быть нескольких видов контролирующие, тренажерные и обучающе-контролирующие. Программы для контроля составляют, как правило, по методике контрольных программированных упражнений. Ответы набираются или цифрами, или в виде формул, или же с помощью указателя. Каждая программа обеспечивает высокую степень объективности контроля.

Так, при организации учебно-познавательной деятельности применяются, в первую очередь, словесные (рассказ, лекция, беседа и др.), наглядные (демонстрация какого-либо устройства, показ иллюстраций, схем, рисунков) и практические методы (упражнения, лабораторные, практические работы и др.).

Включение активных методов в учебный процесс активизирует познавательную активность учащихся, усиливает их интерес и мотивацию, развивает способность к самостоятельному обучению; обеспечивает в максимально возможной степени обратную связь между учащимися и преподавателями. В настоящее время наиболее распространенными являются следующие активные методы обучения:

практический эксперимент;

метод проектов - форма организации учебного процесса, ориентированная на творческую самореализацию личности учащегося, развитие его интеллектуальных и физических возможностей, волевых качеств и творческих способностей в процессе создания новых продуктов, обладающих объективной или субъективной новизной, имеющих практическую значимость;

групповые обсуждения - дискуссии по конкретному вопросу в относительно небольших группах учащихся (от 6 до 15 человек);

мозговой штурм - специализированный метод групповой работы, направленный на генерацию новых идей, стимулирующий творческое мышление каждого участника;

деловые игры - метод организации активной работы учащихся, направленный на выработку определенных рецептов эффективной учебной и профессиональной деятельности;

ролевые игры - метод, используемый для усвоения новых знаний и отработки определенных навыков в сфере коммуникации. Ролевая игра предполагает участие не менее двух "игроков", каждому из которых предлагается провести целевое общение друг с другом в соответствии с заданной ролью;

баскет-метод - метод обучения на основе имитации ситуаций.

К примеру, обучаемому предлагают выступить в роли экскурсовода по музею компьютерной техники. В материалах для подготовки он должен получить всю необходимую информацию об экспонатах, представленных в зале;

тренинги - обучение, при котором в ходе проживания или моделирования специально заданных ситуаций обучающиеся имеют возможность развить и закрепить необходимые знания и навыки, изменить свое отношение к собственному опыту и применяемым в работе подходам;

анализ практических ситуаций - метод обучения навыкам принятия решений; его целью является научить учащихся анализировать информацию, выявлять ключевые проблемы, генерировать альтернативные пути решения, оценивать их, выбирать оптимальное решение и формировать программу действий.Выбор методов активного обучения (Таблица 1.1) зависит от различных факторов. Но, в первую очередь, он определяется дидактической задачей занятия. Для выбора конкретного активного метода можно воспользоваться приведенной их классификацией.

Внедрение компьютерных технологий не только обогатило учебно-воспитательный процесс, оно сыграло и неоценимую роль в том, что ученики стали смотреть на компьютер не как на дорогую игрушку, они увидели в нем друга, который помогает им учиться, познавать мир, мыслить и творить. Изучение компьютерных технологий во внеурочное время, позволяет развивать у учащихся алгоритмическое и логическое мышление, воображение, желание самоутвердиться, получить конечный результат.[39, с. 107]

Так, традиционный урок начинает играть новыми гранями, когда в качестве школьной доски используется проектор и компьютер. Качественный демонстрационный материал значительно обогащает уроки "Окружающего мира", наглядные интерактивные модели упрощают понимание математики, а использование текстового редактора помогает организовать коллективную работу над текстом. Поддержка в форме тезисов, цитат, изображения и звука помогает учащимся начальной школы значительно больше, чем взрослым, позволяя организовать свои мысли и речь.

Психологическая готовность к жизни в информационном обществе, начальная компьютерная грамотность, культура использования персонального компьютера как средства решения задач деятельности становятся сейчас необходимыми каждому человеку независимо от профессии. Все это предъявляет качественно новые требования к начальному общему образованию, цель которого - заложить потенциал творческого, всестороннего развития личности.

Компьютеризация образования приводит к радикальной перестройке содержания и методов воспитания и обучения. Новые информационные технологии входят в систему дидактики по ряду направлений: они становятся новыми средствами игровой деятельности, умственного, речевого, физического развития детей, обогащают новым содержанием общение детей друг с другом и с учителем, входят в систему с традиционными методами и приемами техническими средствами обучения, разнообразят ассортимент и содержание дидактических пособий. Открываются новые возможности для развития методов и организационных форм обучения и воспитания детей.

Таким образом, под компьютерной технологией обучения в профессиональной подготовке специалистов мы понимаем систему общепедагогических, психологических, дидактических и методических процедур взаимодействия педагогов и обучаемых с учетом технических и человеческих ресурсов и в соответствии с этим нами были рассмотрены дидактические принципы, методы, свойства, особенности, формы представления учебной информации с помощью КТ позволяют лучше структурировать учебный материал и организовать быстрый эффективный способ его понимания.



Глава 3. Применения компьютеров в процессе обучения

3.1 ПК как средство обучения

Последние технические достижения часто находили применение в учебном процессе, и ПК в этом смысле не является исключением. Уже первые опыты применения ПК в учебном процессе показали, что использование вычислительной техники позволяет существенно повысить эффективность процесса обучения, улучшить учет и оценку знаний, обеспечить возможность индивидуальной помощи преподавателя каждому учащемуся в решении отдельных задач, облегчить создание и постановку новых курсов.

ПК является мощным средством для обработки информации, представляемой в виде слов, чисел, изображений, звуков и т. п. Наряду с другими известными инструментами ПК расширяют человеческие возможности. Однако в отличие, например, "от молотка, расширяющего физические возможности, или телефона, расширяющего возможности органов чувств, ПК расширяет умственные возможности человека"(23-4). Главной особенностью ПК как инструмента является возможность его настройки (программирования) на выполнение различного рода работ, связанных с получением и переработки информации.

Применение вычислительной техники в учебном процессе открывает новые пути в развитии навыков мышления и умения решать сложные проблемы, предоставляет принципиально новые возможности для активизации обучения. ПК позволяет сделать аудиторные и самостоятельные занятия более интересными, динамичные и убедительными, а огромный поток изучаемой информации легко доступным.

Главными преимуществами ПК перед другими техническими средствами обучения являются гибкость, возможность настройки на разные методы и алгоритмы обучения, а также индивидуальной реакции на действия каждого отдельного обучающего. Применение ЭВМ дает возможность сделать процесс обучения более активным, придать ему характер исследования и поиска. В отличие от учебников, телевидения и кинофильмов ПК обеспечивает возможность немедленного отклика на действия обучаемого, повторения, разъяснения материала для более слабых, перехода к более сложному и сверхсложному материалу для наиболее подготовленных. При этом легко и естественно реализуется обучение в индивидуальном темпе.

В литературе очень часто сравниваются книга и ПК как источники информации. Типичное содержание таких рассуждений приводится в следующей таблице . [Приложение, с. 107]:

От преподавателей ПК выгодно отличают абсолютная объективность в оценке знаний, а также то, что машины не раздражаются, не подвержены влиянию настроения и самочувствия, не испытывает разочарования со слабыми учениками.

Вместе с тем следует помнить, что ПК никогда НЕ ЗАМЕНЯТ преподавателя, но могут быть чрезвычайно полезными его помощниками.

С использованием КОП, с одной стороны, обучаемые получают возможность работать в своем собственном ритме в соответствии со своим уровнем подготовки. Это оказывает положительное влияние на процесс обучения, т. к. обучаемый получает большую свободу в выборе решений, в ходе процесса обучения присутствует элемент соревнования с ПК и т. д.

С другой стороны, такая индивидуализация обучения накладывает свой отпечаток на работу преподавателя. Преподаватель рискует оказаться либо в роли "челнока", снующего между обучаемыми, либо в роли "столпа Вселенной", к которому обучаемые должны ходить по одному или небольшими группами (23-5). При любом из этих вариантов преподаватель лишен возможности активно влиять на процесс обучения и реально оценивать уровень подготовки обучаемых, т. к. он не имеет возможности контролировать в динамике протекание процесса обучения хотя бы у большинства.

Отсюда возникает проблема организации учебного процесса, которая облегчила бы взаимодействие преподавателя с обучаемыми без снижения эффективности процесса обучения.

В большинстве публикаций авторы рекомендуют разбить учебный процесс в компьютерных классах на 2 этапа:

1) усвоение теоретического материала,

2) применение теоретических знаний на практике.

На первом этапе главным действующим лицом является преподаватель. Традиционными инструментами в процессе передачи знаний являются доска и мел. Скорость передачи невысока. В этом случае хорошим решением является применение демонстрационного оборудования. Это может быть привычное проекционное устройство для работы со слайдами или прозрачными пленками, а также устройства, которые позволяют либо проецировать изображение с компьютера на экран, либо выводить изображение с компьютера на телевизор с большей диагональю.

Такое оборудование позволяет не только наглядно объяснить теорию, но и показать практическое ее воплощение в виде обучающей компьютерной программы, что влечет за собой увеличение скорости информационного потока в системе "преподаватель - обучаемый" и существенное повышение прочности усвоения.

На втором этапе преподавателю отводится роль НАБЛЮДАТЕЛЯ и КОНСУЛЬТАНТА(14-56). Преподаватель может со своего компьютера наблюдать за ходом работы обучаемых. Он может просматривать и, при необходимости оперативного вмешательства, может со своего ПК эмулировать (воспроизводить) управление клавиатурой и мышью обучаемого. Во время работы обе стороны могут обмениваться друг с другом сообщениями, а при наличии средств мультимедиа, таких, как видеокамера, микрофон и наушники - вести живой диалог.

И, наконец, еще один момент, наиболее трудный и тревожный в психологическом плане - к о н т р о л ь . . .

Контроль в компьютерных системах обучения обычно складывается из проверок трех уровней:

текущих (по шагам обучения),

промежуточных (контрольные работы),

итоговой (экзамен, зачет).

Эффективность реализации контролирующей функции во многом связана с формой ввода и анализа ответов, т. е. с формами организации диалога. Качество контроля во многом зависит и от возможности диагностирования причин ошибок. При этом преподавателю во многом может помочь рациональное структурирование материала.

Корректирующая функция реализуется с помощью быстрой обратной связи между обучаемым и обучающей системой (преподаватель + ПК). Корректирующая информация для обучаемого должна подбираться таким образом, чтобы заинтересовать его в дальнейшем обучении, дать почувствовать ему, что преподаватель и ЭВМ понимают каждое его действие и являются его надежными помощниками в процессе обучения. Особую роль при этом играет пояснение. Оно является поощрением за правильный ответ, помощью и подсказкой при типовой ошибке или неопознанном ответе, указанием-инструкцией в случае грубой ошибки.

3.2 Компьютерное обучение

С появлением компьютера реализация его педагогических возможностей пошла по схеме обучения, а не самообучения, чему способствовали несколько факторов. Во-первых, это - традиционная схема организованного обучения в человеческом обществе и ее, хорошо изученную и отработанную, естественно, проще перенести на компьютер. Во-вторых, традиция внедрения компьютера в человеческую деятельность всегда связана с перенесением на компьютер того, что хорошо отработано в "ручном" исполнении, а традиционный подход в обучении "отрабатывался" более двух тысячелетий. В-третьих, созданием и внедрением компьютерных систем обучения занялись в инициативном порядке преподаватели, большей частью - очень молодые, которые, естественно, перенесли в обучающие программы свою методологию, т. е. моделировали с помощью компьютера свое поведение в процессе обучения.

Процесс внедрения компьютера в обучение шел, как видно, по схеме, аналогичной другим применениям компьютера. Однако в школе он не дал сразу такого эффекта, как в других отраслях.

Опыт компьютеризации различных сторон человеческой деятельности показал, что внедрение компьютера дает многократное повышение эффективности (грубо - на порядок, исключая вычисления, где эффективность повышена на много порядков).

Образование не получило столь убедительного ускорения. Даже массовое использование компьютера в учебном процессе не сократило заметным образом общий срок обучения. Обычной стала ситуация, когда эффективность компьютерного обучения надо доказывать с привлечением довольно тонких статистических критериев; иными словами, КПД компьютера в общем учебном процессе пока еще очень мал. И реальное внедрение его в обучение опирается пока лишь на энтузиазм и безграничную компьютерную веру.