Информационные технологии в системе образования

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЧОУ ДПО «Институт повышения квалификации и профессиональной переподготовки»

Программа профессиональной переподготовки

«Учитель немецкого языка. Теория и методика преподавания учебного предмета «Немецкий язык» в условиях реализации ФГОС НОО, ФГОС НОО, ФГОС ООО, ФГОС СОО»

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

на тему: «Информационные технологии в системе образования»

Выполнила: Агеева Ольга Викторовна,

учитель иностранных языков (английский, немецкий),

первая квалификационная категория,

МБОУ Орловская СОШ

Санкт-Петербург, 2019



Введение

Во всех сферах образования проводятся поиски методик развития и стремительной модернизации системы подготовки, повышения качества обучения с внедрением компьютерных технологий. Использование компьютерных технологий в учебном процессе дает возможность использовать в педагогической практике психолого-педагогические разработки, позволяющие совершенствовать учебный процесс, реализовывать идеи развивающего обучения. Возможности компьютерных технологий как инструмента человеческой деятельности и принципиально нового средства обучения привело к появлению новых методов и организационных форм обучения и более быстрому их внедрению в учебный процесс. моделирование язык образование

Актуальность выпускной квалификационной работы: в образовательном процессе компьютер может быть, как объектом исследования, так и средством обучения, воспитания, развития и диагностики усвоения содержания обучения, т.е. возможны два направления применения компьютерных технологий в процессе обучения. При первом - усвоение знаний, умений и навыков ведет к осознанию возможностей компьютерных технологий, к формированию умений их использования при решении разнообразных задач. При втором - компьютерные технологии являются мощным средством повышения эффективности организации учебно-воспитательного процесса.

Объект исследования выпускной квалификационной работы: компьютерные модели образовательного учреждения.

Предмет исследования - программное обеспечение для обучения учащихся средних общеобразовательных школ.

Целью данной выпускной квалификационной работы является изучение и использование компьютерных моделей в образовательных учреждениях.

Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи:

* Рассмотреть понятие моделирования, его сущность, цели и виды;

* Исследовать моделирование в процессе обучения;

* Изучить компьютерные модели как средство обучения;

* Исследовать использование информационных технологий в обучении: цели, задачи, возможности;

* Раскрыть средства информационных технологий, используемые в системе образования;

* Выявить виды компьютерных моделей и направления использования в обучении иностранных языков.

Структура выпускной квалификационной работы обусловлена предметом, целью и задачами исследования. Работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы. Введение раскрывает актуальность, определяет степень научной разработки темы, объект, предмет, цель и задачи исследования, раскрывает теоретическую и практическую значимость работы. В первой главе рассматривается сущность компьютерного моделирования. Вторая глава посвящена информационным технологиям с точки зрения образовательных возможностей. Третья глава раскрывает виды компьютерных моделей и направления использования в обучении иностранных языков. В заключении подводятся итоги исследования, формируются выводы по рассматриваемой теме.

Теоретическую основу выпускной квалификационной работы составляют труды российских ученых, таких как, Андреев А.А., Бидайбеков Е.Ы., Босова Л.Л., Гусева Е.Н., Осин А.В., Петренко М.А., Смирнов А.В. и т.д.



1. Понятие моделирования, его сущность, цели и виды

Моделирование есть метод исследования различных явлений и процессов, выработки вариантов управленческих решений. Моделирование основывается на замещении реальных объектов их условными образцами и аналогами. Методом моделирования описываются структура объекта, процесс его функционирования и развития. Формы моделирования различны, зависят от видов структурируемых моделей и сферы применения. Выделяют предметное и знаковое моделирование. Предметное предполагает создание моделей, воспроизводящих пространственно-временные, функциональные, структурные и другие свойства оригинала (конкретно-научные модели). Знаковое заключается в репрезентации параметров объекта с помощью символов, схем, формул, предложений языка (логико-математические модели). Гносеологическое содержание моделирования образует основу для переноса результатов, получаемых в ходе изучения моделей, на оригинал[5, с.105].

Моделирование обеспечивает целостность подхода к исследованию предмета или явления, что, в свою очередь, означает потенциал выстроить систему целостного управленческого воздействия.

При системном подходе к моделированию систем необходимо четко определить цель моделирования. Применительно к вопросам моделирования цель появляется из требуемых задач моделирования, что позволяет подойти к выбору критерия и оценить, какие элементы войдут в создаваемую модель. Поэтому необходимо иметь критерий отбора отдельных элементов в создаваемую модель.

К целям моделирования относится:

1)оценка-- оценить действительные характеристики проектируемой или существующей системы, определить насколько система предлагаемой структуры будет соответствовать предъявляемым требованиям;

2)сравнение-- произвести сравнение конкурирующих систем одного функционального назначения или сопоставить несколько вариантов построения одной и той же системы.

3)прогноз--оценить поведение системы при некотором предполагаемом сочетании рабочих условий.

4)анализ чувствительности-- выявить из большого числа факторов, действующих на систему тем, которое в большей степени влияют на ее поведение и определяют ее показатели эффективности.

5)оптимизация-- найти или установить такое сочетание действующих факторов и их величин, которое обеспечивает оптимальные показатели эффективности системы в целом.

Оценка, сравнение, прогноз и анализ чувствительности - это задачи анализа, а оптимизация - задача синтеза.

Подходы к исследованию систем. Важным для системного подхода является определение структуры системы-- совокупности связей между элементами системы, отражающих их взаимодействие[15, с.12].

При структурном подходе выявляются состав выделенных элементов системы и связи между ними. Совокупность элементов и связей между ними позволяет судить о структуре системы. Последняя в зависимости от цели исследования может быть описана на разных уровнях рассмотрения.

Стадии разработки моделей. На базе системного подхода может быть предложена и некоторая последовательность разработки моделей, когда выделяют две основные стадии проектирования: макропроектирование и микропроектирование.

На стадии макропроектирования на основе данных о реальной системе и внешней среде строится модель внешней среды, выявляются ресурсы и ограничения для построения модели системы, выбирается модель системы и критерии, позволяющие оценить адекватность модели реальной системы.

Стадия микропроектирования в значимой степени зависит от конкретного типа выбранной модели. В случае имитационной модели необходимо обеспечить создание информационного, математического, технического и программного обеспечения систем моделирования.

Независимо от вида используемой модели М при ее построении важно руководствоваться рядом принципов системного подхода: пропорционально-последовательное продвижение по этапам и направлениям создания модели; согласование информационных, ресурсных, надежностных и других характеристик; правильное соотношение отдельных уровней иерархии в системе моделирования; целостность отдельных обособленных стадий построения модели[13, с.128].

Классифицирование видов моделирования систем. Детерминированное моделирование отображает процессы, в которых предполагается отсутствие всяких случайных воздействий; стохастическое моделирование отображает вероятностные процессы и события. В этом случае анализируется ряд реализаций случайного процесса и оцениваются средние характеристики, т. е. набор однородных реализаций. Статическое моделирование служит для описания поведения объекта в какой-либо момент времени, а динамическое моделирование отражает поведение объекта во времени. Дискретное моделирование служит для описания процессов, которые предполагаются дискретными, соответственно непрерывное моделирование позволяет отразить непрерывные процессы в системах, а дискретно-непрерывное моделирование используется для случаев, когда хотят выделить наличие как дискретных, так и непрерывных процессов.

В зависимости от формы представления объекта (системы S) можно обозначить мысленное и реальное моделирование.

Мысленное моделирование не редко считается единственным методом прогнозирования объектов, которые либо практически нереализуемые в заданном интервале времени, либо существуют вне условий, возможных для их физического создания. Например, на базе мысленного моделирования могут быть проанализированы и изучены многие ситуации микромира, которые не поддаются физическому эксперименту. Мысленное моделирование может быть реализовано в виде наглядного, символического и математического.

При наглядном моделировании на базе представлений человека о реальных объектах создаются различные наглядные модели, отображающие явления и процессы, протекающие в объекте. В основу гипотетического моделирования исследователем закладывается некоторая гипотеза о закономерностях протекания процесса в реальном объекте, которая отражает уровень знаний исследователя об объекте и опирается на причинно-следственных связях между входом и выходом изучаемого объекта. Гипотетическое моделирование используется, когда знаний об объекте недостаточно для построения формальных моделей.

Преимущественное место при мысленном наглядном моделировании занимает макетирование. Мысленный макет может применяться в случаях, когда проходящие в реальном объекте процессы не поддаются физическому моделированию, либо может предшествовать проведению других видов моделирования. Если ввести условное обозначение отдельных понятий, т.е. знаки, а также определенные операции между этими знаками, то можно реализовать знаковое моделирование и с помощью знаков отображать набор понятий -- составлять отдельные цепочки из слов и предложений. Используя операции объединения, пересечения и дополнения теории множеств, можно в отдельных символах дать описание какого-то реального объекта[14, с.18].

В основе языкового моделирования лежит некоторый тезаурус. Последний образуется из набора входящих понятий, причем этот набор должен быть фиксированным. Между тезаурусом и обычным словарем имеются принципиальные различия. Тезаурус -- словарь, в котором каждому слову может соответствовать лишь единственное понятие, при этом в обычном словаре одному слову могут соответствовать несколько понятий.

Символическое моделирование представляет собой искусственный процесс создания логического объекта, который замещает реальный и выражает основные свойства его отношений с помощью определенной системы знаков или символов.

Литературное моделирование относится к типу искусственных моделей, которые представляют собой системы, конструирующиеся и технически реализующиеся субъектом на основе определенных критериев сходства с оригиналом. В качестве аналоговой модели может выступать стихотворение или другой аутентичный текст. Поэтические тексты влияют на эмоции учащихся и способствуют развитию человеческой индивидуальности. «Отчуждение» от действительности, что присуще поэтическим текстам, может дать учащемуся крылья для фантазии.[20, с.20].

1.1 Моделирование в процессе обучения

В философии личность рассматривалась не как объект, а как субъект, активное начало деятельности. Однако в конкретных социологических и психологических исследованиях данная установка долгое время оставалась декларативной. Сегодня же картина резко поменялась. Социологи и специалисты по психологии повторяют вслед за философами тезис о «деятельностной сущности». Не остались в стороне и педагоги. В учебных учреждениях заговорили о деятельностном подходе в обучении. Что бы организовать такое обучение в современной школе можно применить апробированные технологии обучения, частные методики. Однако все это требует моральных и материальных затрат и не приносит удовлетворения и комфорта в работе.

Оскар Уайльд утверждал, что душа человека непознаваема: “Ты сам -- последняя из всех тайн”. Перед учителем стоит проблема -- приоткрыть эту тайну или хотя бы создать условия для ее раскрытия в процессе обучения. Традиционное обучение не всегда себя оправдывает.

Во все времена человек разумный, познающий отражал в своем мышлении объекты реальности в виде идеальных, мысленных моделей и действовал, исходя из ожидаемого поведения их прототипов.

Моделирование -- способ изучения конкретных объектов путем воссоздания их характеристик на другом объекте -- модели, которая является аналогом фрагмента действительности. В наше время моделирование стало важной формой познания мира. Все новые научные теории основываются на моделях. Вновь созданные теории позволяют строить все новые и новые модели, двигая науку вперед. Обучая моделированию, учитель может построить свою модель обучения тому или иному предмету, дисциплине, курсу. Среди учителей можно порой услышать, что это не ново, что кое-что «мы уже делаем» [17, с.23].

Под моделью понимают систему, неотличимую от моделируемого объекта в отношении некоторых существенных свойств и отличимую по всем остальным свойствам, которые полагаются несущественными, хотя это также не менее важно. Исходный объект изучения и его модель понимаются как система. Чтобы построить модель, нужно изучить моделируемый объект, то есть учебный процесс. Основной путь изучения основан на системном подходе.

Прежде всего, нужно определить элементы, из которых состоит объект, и выяснить, как они связаны друг с другом. Конкретная модель может обладать несколькими признаками. Каждый признак дает определенные знания о свойствах модели и моделируемой реальности, поможет определить качество модели и средства для моделирования.

Модель учебного процесса должна иметь следующие отличительные признаки: непрерывность, случайность, динамичность, быть достаточно информационной.

Модель учебного процесса -- это образно-знаковая модель. Это модель в уме человека: образная, если есть в модели графические образы, и знаковая, если больше слов и чисел. Некоторые свойства, отношения могут иметь характер математической модели, описаны алгоритмами. Преимущество такого подхода к учебному процессу в том, что он позволяет реализовать межпредметные связи, обогатить предмет новым содержанием. У учащихся растет мотивация, интерес к предмету, в итоге повышается эффективность обучения[9, с.41].

Учебный процесс делится на две составляющие -- это чему учить и как учить? Можно ли сразу создать модель учебного процесса или нужна какая-то подготовительная работа исследования? Это учет субъективного опыта учителя и теоретических знаний по предмету, ведь чтобы построить модель, надо учить моделирующий объект. Основной метод в этой работе -- поисково-исследовательский. С другой стороны, учитель должен четко определить, зачем это делать, владеть педмониторинговыми исследованиями, обладать гибкостью мышления и умело выбирать адекватные средства моделирования.

В моделировании применяются два способа построения моделей: дедуктивный и индуктивный.

В дедуктивном моделировании составляется модель на базе некоторой общей модели, на базе фундаментальных научных фактов, исследований. За счет привлечения специфической информации, путем уточнения характеристик строится конкретная модель.

При индуктивном методе модель строится на основе гипотез, не имеющих необходимого научного обоснования. В ходе экспериментальной работы эти гипотезы опровергаются, заменяются новыми, проходит уточнение значений параметров, алгоритмов.

Зачастую используют дедуктивный и индуктивный способы одновременно.

Наиболее простой путь моделирования учебного процесса -- использование открытой модели. Главные свойства такой модели -- открытость постановки задачи, поведения, структуры связей между элементами. Знакомство с этой моделью -- это первый шаг моделирования. Далее идет исследование этой модели при изменении входных данных, обдумывание результатов (как положительных, так и отрицательных), выдвижение новых гипотез. Затем преподаватель продумывает все ситуативные состояния, имеет возможность поменять постановку задачи, которую ставил в начале моделирования, конкретизируя и проверяя свои предпосылки на данной модели. Постепенно обобщая все этапы таких исследований, преподаватель приступает к разработке собственной модели. Цель и успех будут достигнуты в том случае, когда вся исследовательская работа будет начинаться не с алгоритмических предписаний, а с четкой постановки задачи. При этом важно знать, что модель должна быть правильной, то есть четко и полно отражать реальный учебный процесс. Желательно, чтобы она была красивой и удобной для использования. Моделирование -- это размышление, поэтому оно может проходить как индивидуально, так и в группах преподавателей, заинтересованных этой проблемой, на семинарских занятиях в учебных заведениях [22, с.109].

1.2 Компьютерные модели как средство обучения

К средствам обучения относятся наглядные пособия, дидактические материалы, технические средства обучения и т.п. В последнее время эти средства существенно изменились. В связи с появлением персональных компьютеров появился новый вид процесса проблемного обучения -- проблемно-компьютерное обучение. Появление нового элемента, компьютера, в педагогической системе во многом позволит изменить ее функции и позволяет добиться нового педагогического результата.

С одной стороны, при внедрении всякого другого средства обучения, появляется ряд проблем, связанных с психолого-педагогическими условиями применения компьютера в процессе обучения. С другой стороны компьютер дает такие возможности информационного обеспечения учебного процесса. Возникает серьезная проблема выбора стратегии внедрения компьютера в обучение, которая позволила бы использовать все его преимущества и избежать потерь, влияющих на качество педагогического процесса и затрагивающих развитие основных сфер человека.

Анализ научного знания позволяет систематизировать и выделить следующие функции компьютера в обучении:

-- технико-педагогические (обучающие и управляющие программы, диагностирующие, экспертные, моделирующие, консультирующие, диалоговые, расчетно-логические);

-- дидактические (компьютер как репетитор, как тренажер, как ассистент, как устройство, моделирующее определенные ситуации; компьютер как средство интенсификации учебной деятельности, оптимизации деятельности преподавателя; компьютер как средство, выполняющее функции: оперативного обновления учебной информации, получения оперативной информации об индивидуальных особенностях обучающихся; компьютер как средство корректировки, контроля и оценки их деятельности, ее активизации и стимулирования).

Задача педагогики в этой связи состоит в том, чтобы определить и обеспечить те условия, при которых обозначенные функции действительно достигаются. На практике же эти условия или не выявлены, или не используются, поэтому и функции компьютера реализуются зачастую на примитивном уровне. К этим условиям относится:

-- взаимосвязь применения компьютера и целей, содержания, форм и методов обучения;

-- сочетание слова преподавателя и применения компьютера;

-- дидактическая структура компьютерного занятия;

-- мотивационное обеспечение компьютерного занятия;

-- сочетание компьютера и других ТСО.

Вычленение названных условий необходимо для того, чтобы найти разумное, дидактически обоснованное соответствие между логикой работы и логикой развертывания учебной деятельности. В настоящее время вторая логика приносится в жертву первой, поэтому компьютеризация обучения не дает должного педагогического эффекта. [19, с.34].

Взаимосвязь компьютера с основными компонентами педагогического процесса.

Здесь важно вскрыть целесообразность применения компьютера и его сочетаемость с содержанием, формами и методами обучения. На сегодняшнем этапе применения компьютерного обучения выделены следующие цели:

-- по временному фактору: выигрыш во времени при контроле учащихся и их диагностировании, выигрыш в тиражировании и предъявлении контрольных и самостоятельных работ учащихся, обработка результатов и их оперативное доведение до каждого обучающегося и т.п.;

-- по степени «охвата» учащихся в учебном процессе: возможность массового обучения на этапе актуализации опорных знаний и способов действий, на этапе отработки репродуктивных умений и навыков;

-- по реализации индивидуального подхода к учащимся: каждый работает с компьютером с учетом своего темпа и возможностей;

-- по степени «механизации» педагогических операций: интенсификация работы учащегося при подготовке лабораторных и практических работ, работа компьютера в режиме тренажера, репетитора, работа с компьютером над лекционным материалом, на лабораторно-практических занятиях.

Технологии программированного обучения, по существу, дублируют традиционные методы обучения: оптимизируя операционные и регуляторные компоненты управления деятельностью учащегося, они существенно обедняют и даже разрушают другие ее компоненты (интеллектуальный, мотивационный, эмоциональный). Поэтому использование целей программированного обучения необходимо, но недостаточно: оно достаточно лишь в узком спектре педагогических ситуаций, связанных с формированием навыков, но совершенно недостаточно в ситуациях развития основных сфер человека. Так же к недостаткам можно отнести значительное облегчение труда преподавателя, но не направленное на развитие учащегося как субъекта деятельности, т.к. в этом случае остается вне поля анализа проблема организации учебной деятельности. Следовательно, необходима номенклатура целей, учитывающая новые педагогические концепции личностно ориентированного обучения и индивидуально-деятельностный подход. Отсюда следует, что цели программированного обучения необходимо дополнить следующим образом:

-- развитие интеллектуальной сферы: развитие мышления (познавательного, творческого), внимания, памяти, качеств ума (сообразительность, гибкость, экономичность, самостоятельность), мыслительных навыков (вычленение, сличение, анализ и пр.), познавательных умений (видеть противоречие и проблему, ставить вопросы, выдвигать гипотезы и пр.), умений учиться, формирование предметных знаний, умений, навыков;

-- развитие мотивационной сферы: формирование потребностей -- интеллектуальной, в знаниях, в познании природы, общества, человека, закономерностей мышления и познания; потребности в овладении способами познания и преобразовательной деятельности; воспитание мотивов учения (познавательные интересы, смысл изучения предмета и пр.), мотивов достижения и др.;

-- развитие эмоциональной сферы: формирование необходимых навыков управления своими чувствами и эмоциональными состояниями, преодоление излишней тревожности, воспитание адекватной самооценки;

-- развитие волевой сферы: формирование целеустремленности, умения преодолевать мышечные и нервные напряжения, развитие инициативы, уверенности в своих силах, развитие умений владеть собой, обучение знаниям -- как действовать, как планировать деятельность, как ее осуществлять и вести контроль без посторонней помощи;

-- формирование учебной деятельности в целом и основных ее компонентов: управление вниманием обучающихся, разъяснение им смысла предстоящей деятельности, актуализация необходимых потребностно-мотивационных состояний, стимулирование целеполагания, создание условий для успешного выполнения учащимися системы исполнительских действий, помощь и коррекция деятельности, оценивание процесса и результата учебной деятельности обучаемых [16, с.27].

Применение компьютера должно учитывать сложившиеся формы обучения. Современные формы обучения независимо от типа школы имеют следующую инвариантную структуру: актуализация опорных знаний и способов действий; формирование новых понятий и способов действий; применение знаний, формирование умений.

Компьютерное занятие не предполагает стопроцентного использования своего времени на работу с компьютером. Поэтому необходимо рассмотреть проблему сочетания слова преподавателя и использования компьютера. Можно выделить несколько форм такого сочетания:

1) преподаватель руководит работой обучаемых с компьютером, знания об объекте изучения они извлекают сами;

2) знания об объекте изучения обучаемый получает от преподавателя, а компьютер служит подтверждением или конкретизацией вербальных сообщений;

3) на основании работы с компьютером, осуществленной учащимися, преподаватель решает совместно с ними учебную проблему;

4) опираясь на информацию, заложенную в компьютер, педагог сам решает проблему (и показывает ее решение) монологическим методом.

В зависимости от рассмотренных форм сочетания компьютерное занятие может быть проведено различными методами обучения:

-- алгоритмическим и исследовательским методами при первой форме сочетания;

-- монологическим и диалогическим методами -- при второй форме;

-- форма сочетания предопределяет применение монологического метода обучения.

Эффективность проведения занятия с компьютерным сопровождением зависит от многих факторов. К ним, как известно, относятся: содержание учебного материала; форма проведения занятий (урок, лекция, практическое занятие, коллоквиум, консультация и др.); выбранная преподавателем форма сочетания компьютера с применяемыми им методами обучения; актуальный уровень развития у учащихся интеллектуальной, мотивационной и других сфер; наконец, уровень методического мастерства преподавателя и его умение отбирать и применять программные педагогические средства (ППС)[8, с.58].

Таким образом, модель компьютерного занятия как дидактическая система включает номенклатуру целей обучения знаниям и умениям, целей развития основных сфер человека, целей формирования учебной деятельности; характеристику содержания учебного материала, критерии его отбора для создания программных педагогических средств, связи программного материала с остальным содержанием занятия; характеристику дидактической структуры занятия; мотивационное его обеспечение; указания на формы связи деятельности преподавателя и применения компьютера и связанное с ними сочетание методов обучения. Педагогическая эффективность компьютерного занятия зависит от ряда вышеназванных факторов и от того, насколько реализован замысел, представленный в его модели.

Моделирование обеспечивает целостность подхода к исследованию предмета или явления, что, в свою очередь, означает возможность построить систему целостного управленческого воздействия. Моделирование позволяет произвести оценку действительных характеристик проектируемой или существующей системы, определить насколько система предлагаемой структуры будет соответствовать предъявляемым требованиям, произвести сравнение конкурирующих систем одного функционального назначения или соотнести несколько вариантов построения одной и той же системы, оценить поведение системы при некотором предполагаемом сочетании рабочих условий, выявить из большого числа факторов, действующих на систему тем, которые в большей степени влияют на ее поведение и определяют ее показатели результативности, найти или установить такое сочетание действующих факторов и их величин, которое обеспечивает наилучшие показатели эффективности системы в целом.



2. Использование информационных технологий в обучении: цели, задачи, возможности

Функциональность современных информационных технологий предоставляет образовательному процессу реализацию большого количества возможностей, которые могут способствовать повышению качества образования.

Российские и зарубежные ученые, изучающие процессы информатизации образования, предлагают множество оценок возможностей информационных технологий. Рассмотрим некоторые из них.

И.В.Роберт рассматривает возможности компьютера с точки зрения целевого подхода в обучении и выделяет следующие основные педагогические цели использования средств современных информационных технологий:

1. Интенсификация всех уровней учебно-воспитательного процесса за счет внедрения средств новейших информационных технологий: увеличение эффективности и качества процесса обучения; повышение активности познавательной деятельности; углубление межпредметных связей; увеличение объема и оптимизация поиска нужной информации.

2. Развитие личности учащегося, подготовка индивида к комфортной жизни в условиях информационного общества: развитие различных видов мышления; развитие коммуникативных способностей; формирование умений принимать оптимальное решение или предлагать варианты решения в сложной ситуации; эстетическое воспитание за счет использования компьютерной графики, технологии мультимедиа; формирование информационной культуры, умений осуществлять обработку информации; развитие умений моделировать задачу или ситуацию; формирование умений осуществлять экспериментально исследовательскую деятельность.

3. Работа по выполнению социального заказа общества: подготовка информационно грамотной личности; подготовка пользователя компьютерными средствами; осуществление профориентационной работы в области информатики [4, с.161].

В.А.Красильникова дополнила рассмотренные выше цели еще одной важной для педагогического процесса -- это совершенствование информационно-методического обеспечения педагогической деятельности:

-- значительное расширение информационно-методической поддержки педагогов и обучающихся;

-- расширение возможностей общения и сотрудничества на основе компьютерных средств коммуникации;

-- предоставление возможностей непрерывного повышения квалификации и переподготовки независимо от возраста, географии проживания и времени;

-- создание единой информационно-образовательной среды на основе активного использования компьютерных сетей различного уровня (глобальных, корпоративных, локальных).

Е.И. Машбиц к набору основных преимуществ использования компьютера в обучении перед традиционными занятиями относит следующее:

1. Информационные технологии значительно расширяют возможности предъявления учебной информации. Применение цвета, графики, звука, всех современных средств видеотехники позволяет воссоздавать реальную обстановку деятельности.

2. Компьютер позволяет значительно повысить мотивацию студентов к обучению. Мотивация повышается за счет применения адекватного поощрения правильных решений задач.

3. Информационные компьютерные технологии вовлекают учащихся в учебный процесс, способствуя наиболее широкому раскрытию их способностей, активизации умственной деятельности.

4. Использование ИКТ в учебном процессе увеличивает возможности постановки учебных задач и управления процессом их решения. Компьютеры позволяют строить и анализировать модели различных предметов, ситуаций, явлений.

5. ИКТ позволяют качественно изменять контроль деятельности учащихся, обеспечивая при этом гибкость управления учебным процессом.

6. Компьютер способствует формированию у обучающихся рефлексии. Обучающая программа дает возможность учащимся наглядно представить результат своих действий, определить этап в решении задачи, на котором сделана ошибка, и исправить ее.

Перечисленные возможности компьютера могут поспособствовать не только обеспечению первоначального становления личности ребенка, но и выявлению, развитию у него способностей, формированию умений и желания учиться, созданию условий для усвоения в полном объеме знаний и умений.

Таким образом, можно выделить несколько аспектов образовательных средств информационных технологий:

1. Мотивационный аспект. Применение ИТ способствует росту интереса и формированию положительной мотивации обучающихся, поскольку создаются условия: максимального учета индивидуальных образовательных возможностей и потребностей обучающихся; широкого выбора содержания, форм, темпов и уровней проведения учебных занятий; раскрытия творческого потенциала обучающихся; освоения современных информационных технологий.

2. Содержательный аспект. Возможности ИТ могут быть использованы: для построения интерактивных таблиц, плакатов и других цифровых образовательных ресурсов по отдельным темам и разделам учебной дисциплины; для создания индивидуальных тестовых мини-уроков; для создания интерактивных домашних заданий и тренажеров для самостоятельной работы обучающихся.

3. Учебно-методический аспект. Информационные технологии можно использовать в качестве учебно-методического сопровождения образовательного процесса. Педагог может применять различные образовательные средства ИТ на всех этапах учебного занятия. Кроме того, преподаватель может использовать различные цифровые образовательные ресурсы при проектировании учебных и внеаудиторных занятий.

4. Организационный аспект. ИТ могут быть использованы в различных вариантах организации обучения.

5. Контрольно-оценочный аспект. Компьютерные тесты и тестовые задания могут применяться для осуществления различных видов контроля и оценки знаний. Тесты могут проводиться в режиме online (проводится на компьютере в интерактивном режиме, результат оценивается автоматически системой) и в режиме offline (оценку результатов осуществляет преподаватель с комментариями, работой над ошибками).

В связи с выше изложенным, можно выделить основные направления использования информационных технологий в основной школе:

1. Компьютер и информационные технологии как объект изучения.

2. Компьютер и ИТ как средство для обучения различным дисциплинам, как инструмент поддержки предметных уроков и других видов занятий (использование ИТ в рамках базовых курсов программы основной и старшей школы).

3. Компьютер и ИТ как средство развития и воспитания.

Итак, проникновение современных информационных технологий в сферу образования позволяет педагогам качественно изменить методы и организационные формы обучения. Целью этих технологий в образовании является усиление интеллектуальных возможностей учащихся в информационном обществе, а также гуманизация, индивидуализация, интенсификация процесса обучения и повышение качества обучения на всех ступенях образовательной системы.



2.1 Средства информационных технологий, используемые в системе образования

Основными средствами информатизации образования являются аппаратное обеспечение, программное обеспечение и содержательное наполнение.

К аппаратным средствам относятся:

1. Компьютер -- универсальное устройство обработки информации.

2. Принтер -- позволяет фиксировать на бумаге информацию, найденную и созданную учащимися или учителем для учащихся. Для применения в школах необходим или желателен цветной принтер.

3. Проектор -- радикально повышает уровень наглядности в работе учителя, дает учащимся возможность представлять результаты своей работы всему классу.

4. Телекоммуникационный блок или сетевое оборудование -- дает доступ к российским и мировым информационным ресурсам, позволяет осуществлять дистанционное обучение, вести переписку с другими школами. В локальных сетях и для связи с узлами Интернет используют концентраторы (хабы), коммутаторы, маршрутизаторы.

5. Устройства для ввода текстовой информации и манипулирования экранными объектами -- клавиатура и мышь (и разнообразные устройства аналогичного назначения), а также устройства рукописного ввода. Особую роль соответствующие устройства играют для учащихся с проблемами двигательного характера, например, с ДЦП.

6. Устройства для записи (ввода) визуальной и звуковой информации (сканер, фотоаппарат, видеокамера, аудио- и видеомагнитофон) -- дают возможность непосредственно включать в учебный процесс информационные образы окружающего мира.

7. Устройства регистрации данных (датчики с интерфейсами) -- существенно расширяют класс физических, химических, биологических, экологических процессов, включаемых в образование при сокращении учебного времени, затрачиваемого на рутинную обработку данных.

8. Управляемые компьютером устройства -- дают возможность учащимся различных уровней способностей освоить принципы и технологии автоматического управления.

9. Внутриклассная и внутришкольная сети -- позволяют более эффективно использовать имеющиеся информационные, технические и временные (человеческие) ресурсы, обеспечивают общий доступ к глобальной информационной сети.

10. Аудио-видео средства обеспечивают эффективную коммуникативную среду для воспитательной работы и массовых мероприятий.

11. Периферийное оборудование. Основные виды периферийного оборудования, используемого в компьютеризированных лекционных аудиториях и студиях дистанционного обучения: плазменные панели, интерактивные и сенсорные экраны, мультимедийные проекторы, ноутбуки, документ-камеры, видеокамеры, микрофоны и др.

Программное обеспечение образовательного процесса можно разбить на несколько категорий:

* Инструментальные системы создания цифровых образовательных ресурсов. Под инструментальными средствами понимаются программы, которые обеспечивают возможность создание новых электронных ресурсов: файлов различного формата, баз данных, программных модулей, отдельных программ и программных комплексов.

* Мультимедийные программы. Мультимедиа -- это технология, которая описывает порядок разработки, функционирования и применения средств обработки информации разных типов; информационный ресурс, созданный на основе технологий обработки и представления информации разных типов; компьютерное программное обеспечение, функционирование которого связано с обработкой и представлением информации разных типов; компьютерное аппаратное обеспечение, с помощью которого становится возможной работа с информацией разных типов; особый обобщающий вид информации, который объединяет в себе как традиционную статическую визуальную (текст, графику), так и динамическую информацию разных типов (речь, музыку, видеофрагменты, анимацию и т.п.).

* Тестирующие системы -- программный продукт или подсистема автоматизированной обучающей системы, предназначенная для контроля степени усвоения обучаемым учебного материала. Существуют два основных направления применения тестирующих систем: самотестирование, используемое самим учащимся в процессе освоения учебного материала; контрольные мероприятия, организуемые администрацией учебного заведения и проводимые с целью аттестации знаний обучаемых.

* Автоматизированные обучающие системы. Под автоматизированной обучающей системой (АОС) понимается согласованная совокупность учебных материалов, средств их разработки, хранения, передачи и доступа к ним, предназначенная для целей обучения и основанная на использовании современных информационных технологий. АОС включает в себя комплекс учебно-методических материалов (демонстрационные, теоретические, практические, контролирующие) и компьютерные программы, которые управляют процессом обучения.

* Электронные гиперссылочные обучающие материалы. Электронный учебник (ЭУ) -- это гиперссылочный, интерактивный программно-методический комплекс, предоставляющий обучающемуся возможность удобной навигации и выбора необходимого теоретического материала, практических работ и контрольных заданий, получения помощи при выполнении практических заданий, ведения самоконтроля и итогового контроля по рассмотренному материалу.

* Моделирующие программы. В моделирующих программах возможно широкое использование интерактивной графики (т.е. поддерживающей режим диалога), дающей обучаемому возможность не только наблюдать особенности изучаемого процесса, но и исследовать эффекты влияния меняющихся параметров на получаемые результаты, «поворачивая» с помощью мыши рукоятки приборов, «смешивая» растворы и т.д.

* Инструментальные средства компьютерных коммуникаций включают несколько форм: электронную почту, электронную конференцсвязь, видеоконференцсвязь, Интернет. Эти средства позволяют преподавателям и обучаемым совместно использовать информацию, сотрудничать в решении общих проблем, публиковать свои идеи или комментарии, участвовать в решении задач и их обсуждении. Специфика технологий Интернет заключается в том, что они предоставляют и обучаемым, и педагогам огромные возможности выбора источников информации, необходимой в образовательном процессе[7, с.330].

Данная систематизация является условной, и все типы программного обеспечения пересекаются друг с другом.

Рассмотрим классификацию образовательных средств ИТ по ряду параметров.

1. По решаемым педагогическим задачам:

-- средства, обеспечивающие базовую подготовку (электронные учебники, обучающие системы, системы контроля знаний);

-- средства практической подготовки (задачники, практикумы, виртуальные конструкторы, программы имитационного моделирования, тренажеры);

-- вспомогательные средства (энциклопедии, словари, хрестоматии, развивающие компьютерные игры, мультимедийные учебные занятия);

-- комплексные средства (дистанционные учебные курсы).

2. По функциям в организации образовательного процесса:

-- информационно-обучающие (электронные библиотеки, электронные книги, электронные периодические издания, словари, справочники, обучающие компьютерные программы, информационные системы);

-- интерактивные (электронная почта, электронные телеконференции);

-- поисковые (каталоги, поисковые системы).

3. По типу информации:

-- электронные и информационные ресурсы с текстовой информацией (учебники, учебные пособия, задачники, тесты, словари, справочники, энциклопедии, периодические издания, числовые данные, программные и учебно-методические материалы);

-- электронные и информационные ресурсы с визуальной информацией (коллекции: фотографии, портреты, иллюстрации, видеофрагменты процессов и явлений, демонстрации опытов, видеоэкскурсии; статистические и динамические модели, интерактивные модели; символьные объекты: схемы, диаграммы);

-- электронные и информационные ресурсы с аудиоинформацией (звукозаписи стихотворений, дидактического речевого материала, музыкальных произведений, звуков живой и неживой природы, синхронизированные аудио объекты);

-- электронные и информационные ресурсы с аудио- и видеоинформацией (аудио- и видео объекты живой и неживой природы, предметные экскурсии);

-- электронные и информационные ресурсы с комбинированной информацией (учебники, учебные пособия, первоисточники, хрестоматии, задачники, энциклопедии, словари, периодические издания).

4. По формам применения ИКТ в образовательном процессе:

-- урочные;

-- внеурочные.

5. По форме взаимодействия с обучаемым:

-- технология асинхронного режима связи -- «offline»;

-- технология синхронного режима связи -- «online».

Информационные технологии значительно расширяют возможности предъявления учебной информации. Применение цвета, графики, звука, всех современных средств видеотехники позволяет воссоздавать реальную обстановку деятельности. Компьютер позволяет существенно повысить мотивацию студентов к обучению. Мотивация повышается за счет применения адекватного поощрения правильных решений задач. ИКТ вовлекают учащихся в учебный процесс, способствуя наиболее широкому раскрытию их способностей, активизации умственной деятельности. Использование ИКТ в учебном процессе увеличивает возможности постановки учебных задач и управления процессом их решения. Компьютеры позволяют строить и анализировать модели различных предметов, ситуаций, явлений. ИКТ позволяют качественно изменять контроль деятельности учащихся, обеспечивая при этом гибкость управления учебным процессом. Компьютер способствует формированию у учащихся рефлексии. Обучающая программа дает возможность обучающимся наглядно представить результат своих действий, определить этап в решении задачи, на котором сделана ошибка, и исправить ее.



3. Виды компьютерных моделей

Одним из новейших видов учебных объектов, обогативших систему средств обучения, считаются компьютерные модели. С момента своего появления компьютерные модели стремительно вошли в состав фактически всех образовательных ресурсов по иностранным языкам. Это связано с их особенными дидактическими свойствами. Опирающиеся, как правило, на качественных физических и математических моделях существующих объектов и процессов учебные компьютерные модели как средство наглядности и объект познавательной деятельности учащихся несравнимы ни с одним другим учебным объектом. При помощи компьютерных моделей можно: 1) изучать относительно сложные объекты на доступном уровне понимания учащихся; 2) акцентировать внимание на главном, существенном в явлении благодаря упрощенной форме его представления и использованию эффектов мультимедиа; 3) изучать явление в «чистом» виде, точно моделируя требуемые условия его протекания; 3) наблюдать явление в динамике, т.е. фиксировать его развитие в пространстве и времени; 4) сопровождать работу модели визуальной интерпретацией закономерных связей между ее параметрами в форме графиков, диаграмм, схем; 5) осуществлять операции, невозможные в реальности, в частности: изменять пространственно-временные масштабы протекания явления, задавать и изменять параметры исследуемой системы объектов, не опасаясь за ее состояние, а также безопасность и сохранность среды окружения.

Моделинг - это не единственная функция виртуальной среды. Интерактив - еще одна принципиально важная ее функция. В соответствии с этими новыми возможностями виртуальной среды возник и стал развиваться наряду с демонстрационными моделями (анимациями) класс интерактивных моделей. Это уже не только «живая», но и управляемая пользователем картинка изучаемой реальности[11, с.19].

Список преимуществ компьютерной модели можно дополнить за счет использования интерактива, как значимой функции виртуальной среды обучения: 1) обеспечение деятельностного подхода к обучению, ориентированного на развитие ключевых компонентов учебной активности школьников: мотивационной сферы, умения планировать действия, выполнять их и контролировать качество полученного результата; 2) интенсификация процессов развития познавательной самостоятельности учащихся, определяющей успех учебной активности; 3) создание дополнительных условий для творческой деятельности [21, с.28].

Компьютерная модель как новое средство обучения достойна серьезного внимания и разработчиков, и преподавателей. В составе других средств обучения компьютерная модель должна обеспечивать безусловный рост эффективности обучения.

Понятие «компьютерная модель» широко используется в педагогическом лексиконе. Компьютерная модель - это модель, реализация и исследование которой осуществляется с помощью компьютера (т. е. средствами виртуальной информационной среды). Учебная компьютерная модель - это компьютерная модель, которая предназначенная для предъявления учащимся предмета учения (элементов «готового» научного знания - концептуального, процессуального) и формирования у них соответствующих познавательных умений, в том числе умений в выполнении компьютерного эксперимента как метода познания явлений природы.

В определение понятия учебной компьютерной модели заложена информация об ее образовательном назначении. С одной стороны, компьютерная модель может служить одним из эффективных способов предъявления и отработки у учащихся «готового» знания. В этом случае обнаруживают себя дидактические функции компьютерной модели. С другой стороны, данную модель можно использовать в обучении с целью формирования у учащихся опыта исследовательской деятельности - компьютерного моделирования. В этом качестве доминирует ее методологическая функция.

При анализе дидактических функций компьютерных моделей наиболее очевиден их иллюстративный потенциал. На самом деле диапазон данных функций шире. Виртуальная модель в обучении может успешно использоваться:

1) как средство предъявления элементов «готового» знания (манипуляции с моделью позволяют учащимся выявить и уяснить «встроенную» в модель информацию о свойствах объектов реального мира);

2) средство наглядности, сопровождающее традиционные словесные способы предъявления «готового» знания:

- концептуального:

- при изучении содержания и результатов научных экспериментов (научных фактов);

- для иллюстрации сущности эмпирических понятий;

- при изложении компонентов теоретического знания: идеализированного объекта теории, теоретических понятий;

- для визуального отображения элементов научно-технического знания;

- процессуального (для иллюстрации содержания, порядка и правил выполнения действий и операций);

3) тренажер (средство отработки у учащихся отдельных познавательных умений и формирования навыков);

4) средство контроля уровня сформированности знаний и умений учащихся[6, с.90].

Дидактические и методологические функции компьютерных моделей в сочетании дают обширное представление об их учебном назначении. Для осуществления всего спектра функций компьютерных моделей в образовании следует предоставить необходимое и достаточное разнообразие их возможных видов.

Полная и объективная оценка возможного разнообразия учебных моделей предметной виртуальной среды может быть выполнена только при условии решения проблемы их систематизации. Построение наиболее полной систематизации компьютерной модели позволит уточнить перспективные направления дальнейшего развития их разнообразия в цифровых образовательных ресурсах, а также указать способы использования компьютерных моделей в обучении.

Кклассификация учебных компьютерных моделей связана со спецификой учебной задачи, которая ставится перед юзером при работе с моделью. Это могут быть модели, предназначенные: 1) для усвоения элементов «готового» знания; 2) выполнения учебного исследования: а) в соответствии с заранее подготовленным сценарием (степень «жесткости» сценария может варьироваться, соответственно, будет меняться уровень самостоятельности учащегося в выполнении исследования); б) по плану, разработанному учащимся (максимально высокий уровень самостоятельности исследования). Содержание поставленной перед учащимися задачи значимым образом определяет тип интерфейса программы, реализующей соответствующую модель. Модели первого вида отличаются относительно простым учебным интерфейсом, включающим, в основном, ограниченное число «рычагов управления». Это кнопки «старт», «стоп», «пауза». В интерфейс таких моделей часто входят инструменты для наблюдения явления с разных позиций наблюдающего и в различных пространственно-временных масштабах. В ряде случаев в демонстрационном режиме могут варьироваться отдельные условия протекания явления. По запросу пользователя (или без него) представляется подробная справка, включающая описание наблюдаемых на экране монитора эффектов, предъявляются поясняющие ситуацию графики, диаграммы, схемы, рисунки и пр. При такой организации интерфейса практически закрыт доступ к управлению алгоритмом программы, реализующей модель. Модель вида носит существенно предъявляющий характер. Такие модели называются компьютерными демонстрациями. Интерактивная составляющая таких демонстраций может варьироваться от минимума (клавиши «старт», «стоп», «пауза») до вполне заметного числа управляющих клавиш, задающих предъявления пользователю «готового» знания («справка», «масштаб», «поворот» и т. п.). [18, с.26]

...