Компьютерные технологии в образовании

Рисунок 7- Интеллектуальные обучающие системы

Остановимся на некоторых из этих направлений подробнее.

Интеллектуальные обучающие системы. Наиболее перспективным направлением развития систем компьютерного обучения является технология искусственного интеллекта (ИИ). Системы, использующие методику ИИ, называют интеллектуальными обучающими системами (ИОС).

Система диагностики представляет стратегию решения задач студентом в виде одного из следующих стилей:

дефектный стиль (студент, зная материал, допускает одну или более концептуальных ошибок);

стиль «вокруг да около» (студент пытается найти решение многими неверными путями, задает много не относящихся к делу вопросов);

рефлексивный стиль (когда студент знает материал, но решает задачу постепенно, иногда проходя через множество промежуточных этапов);

импульсивный стиль (когда студент спешит прийти к заключению без достаточных оснований);

*смешанный стиль - комбинация двух или более перечисленных выше стилей.

Основанные на знаниях модели обучаемых могут быть построены с использованием различных видов дифференциального анализа, когнитивной диагностики.

В современных интеллектуальных обучающих системах, в основном, используются знания о качественных (количественных) аспектах процесса обучения. Однако, необходимо учитывать и мотивационную сторону обучения. Мотивационные аспекты обучения можно классифицировать в соответствии с такими явлениями, как соревновательность, заинтересованность, самоконтроль, уверенность и удовлетворение.

Обучающая система должна:

определять мотивационное состояние обучаемого;

реагировать с целью мотивации рассеянных, менее уверенных или недовольных учеников или поддержки уже мотивированных учеников.

Примеры мотивационной тактики:

если менее уверенный ученик правильно решает задачу, система может предложить ему подобную задачу для закрепления;

внимание рассеянных или неактивных обучаемых может быть привлечено неожиданными эффектами или вводными комментариями;

интерес может быть повышен головоломками, вопросами или знакомством с новыми темами.

Учебная мультимедиа и гипермедиа представляет собой развитие технологии программированного обучения, хотя упор делается не на адаптивность обучения его методическое обоснование, а на внешнюю иллюстративно-наглядную сторону, Современные графические и звуковые возможности компьютера, а также возможность комплектования его в качестве управляющего устройства с системами учебного телевидения, обусловили появление средств гипер- и мультимедиа. Научные исследования в данной области связаны с разработкой технологий создания учебных курсов большего размера на основе возможностей мульти- и гипермедиа. Под управлением компьютера система мультисред может производить в едином представлении объединение текста, графики, звуков, видео-образов и мультипликации. Технология мультимедиа в последнее время широко применяется для создания электронных книг (и учебников).

Развитием идей мультимедиа являются технологии компьютерной виртуальной реальности. В этом случае с помощью специальных экранов, датчиков, шлемов, перчаток н т.п. полностью моделируется управление, например, самолетом, так что; у обучаемого возникает полная иллюзия того, что он находится в кабине самолета и им управляет.

Таковы основные направления исследований в области компьютерного обучения и основные подходы в компьютерном обучении. Ситуация, сложившаяся в области компьютерного обучения, является парадоксальной: несмотря на активной в различных направлениях ведущиеся поиски, обилие результатов, зреет ощущение необходимости кардинальных изменений концепции обучения, глубинного измене подхода к компьютерному обучению. В первую очередь, требуется разработка адекватной теории компьютерного обучения, новых методов представлений знаний и моделирования процесса обучения и поведения обучаемого.

Компьютерное обучение остается очень интересной и перспективной областью исследований, привлекающей передовых ученых, педагогов и методистов всего мира. С внедрением компьютерного обучения стали меняться стили и устоявшиеся подходы к обучению, стала быстро меняться сама эта традиционная сфера человеческой деятельности. Трудно переоценить значение и влияние этих изменений на судьбы человеческой цивилизации в целом.

4. КОМПЬЮТЕРЫ В МАТЕМАТИЧЕСКОМ ОБРАЗОВАНИИ

В современных условиях резко возросло роль компьютеров во многих областях человеческой деятельности (рис.8). Не составляет исключения здесь и система образования, особенно образования математического, связанного с проблемой компьютеризации наиболее тесно и естественно.

Рисунок 8- Компьютеры в математическом образовании

Если говорить об основных функциях компьютера в учебном процессе, то он выступает, с одной стороны, как объект изучения и, с другой, как средство обучения. Первое направление подразумевает обучение работе с компьютером, знание основных сфер применения компьютера, формирование умения самостоятельно составлять простейшие программы, усвоение определенной терминологии. Второе направление связано с созданием и использованием различных типов программ, необходимых и полезных в учебном процессе. Сегодня количество программ, используемых в обучении, велико, выполняемые ими функции разнообразны и обширны. Тем не менее, можно попытаться выделить несколько основных типов программ, различающихся прежде всего целью их применения. Так, наиболее естественным, на наш взгляд, является разделение программ на обучающие, контролирующие и учебно-технологические.

Обучающие программы предназначены, прежде всего, для помощи учащимся в осуществлении учебного процесса: усвоение и закрепление полученных ранее знаний, установление связей между теорией и ее конкретными (чувственными) проявлениями, наконец, на более высоком уровне, самостоятельное получение новых знаний, организация исследовательской деятельности. Из общего набора обучающих программ следует выделить программы-игры, стимулирующие инициативу и творческое мышление, способствующие формированию стратегий решения задач и структуры знаний и которые могут быть успешно применены в различных областях.

Контролирующие (экзаменующие) программы предназначены для контроля получаемых учащимися знаний. Следует отметить, что зачастую трудно провести грань между обучающей и контролирующей программами, так как обычно программы такого рода используются как одна из форм самостоятельной работы учащихся, а результаты, выдаваемые компьютером, выполняют роль промежуточной аттестации. Но есть и специальные программы-экзаменаторы, предназначенные только для контроля знаний - обычно, в отличие от программ обучающих - по достаточно обширному разделу.

Учебно-технологические программы характеризуются тем, что здесь с компьютером непосредственно взаимодействует не обучаемый, а педагог. При этом компьютер помогает преподавателю в осуществлении учебного процесса, в составлении и предъявлении учащимся учебных заданий, соответствующих разным этапам процесса усвоения и индивидуальным особенностям ученика. Эти программы облегчают рутинную работу при арифметических вычислениях, освобождают время преподавателя и позволяют иметь под рукой богатый материал для иллюстрации тех или иных математических утверждений.

Широкий спектр обучающих, контролирующих и учебно-технологических программ создан студентами и учениками подшефных классов при кафедре теории чисел математического факультета МПГУ. Среди них как программы, предназначенные для школьного обучения, так и программы, используемые в практике обучения в вузе. В их числе:

-обучающие (и контролирующие) программы: МАТЕМАТИК (арифметический ассистент учителя); ГРАФИКИ; ЧЕРНЫЕ ЯЩИКИ; СВ (системы вычетов);

-обучающие программы-игры: СТРЕЛЫ (рациональные дроби); STAR (пропедевтическое введение градусной меры угла); АРИФМЕТИК (обратные арифметические задачи);

-"чисто" контролирующие программы: АРИША (школьная арифметика); ЗАЧЕТ (допуск к зачету по курсу теории чисел);

-учебно-технологические: ЦЕПНЫЕ ДРОБИ и СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ (генерирующие пакеты заданий по указанным темам); программы составления таблиц индексов, таблиц нестандартных арифметических функций и т.п.

5. КОМПЬЮТЕРНЫЙ «УЧЕБНИК»

Компьютерные обучающие программы (КОП) представляют обучающее средство созданное при помощи компьютерных технологий, хранящиеся в памяти компьютера или на специальных носителях (дискетах, компакт-дисках и др.) и реализуемые при помощи компьютеров (рис. 9).

Рисунок 9- Опрос студентов об использовании КОП

Смысловая нагрузка, которую несет любая КОП в образовательном процессе практически та же самая что и у полиграфических форм образовательных средств. Однако, у КОП имеется ряд особенностей, которые недоступны для полиграфических форм.

Компьютерные обучающие программы, или “компьютерные учебники” могут повторять все формы учебной литературы, имеющейся на вооружении в современном, “классическом” образовании: учебные пособия, справочники, методические указания, атласы , базы данных, системы самоконтроля и самообразования (тест-системы), задачники. Наиболее эффективный вариант - создание набора мультимедийных компьютерных программ, видеофильмов и аудиоматериалов (компакт-диски) по данному предмету и создание комплексного компьютерно-видео-аудио набора программ, охватывающих целые курсы, например: общая и сравнительная цитология, гистология, анатомия низших и высших растений, их систематика и биогеография.

Для создания компьютерных учебников, атласов, справочников, методических пособий и т.д. прежде всего необходимо определить программное средство (“оболочку”), которое автор образовательного документа будет использовать в своей работе. Это очевидно, так как в зависимости от выбранной программной “оболочки” автор разрабатывает сценарий КОП и выбирает необходимые способы подготовки текстовых, графических и др. элементов будущего учебного пособия. В настоящее время используются два подхода в выборе программных “оболочек”.

Первый подход предполагает использование комбинации стандартных программных пакетов (Word c гипертекстовыми переходами, Excel, Power Point и др.).

Второй подход связан с использованием специальных программных “оболочек” разработанных отдельными авторскими коллективами и специальными фирмами. Как указывалось выше в нашей стране для этой цели в 90-х годах был разработан ряд программ, таких как оболочка для локальной информационной системы (CLIS), инструментальная среда “Адонис” (научно-техническая фирма “РосФайл”, Москва), универсальная инструментальная система “Aosmicro” (авторы Чернышев Ю.А. и Воронин А.Т.), программно-инструментальный комплекс “Урок” (фирма “Дисофт Лтд., Москва) и др.

К сожалению, в настоящее время эти программы, невзирая на их большие возможности, практически не используются, так как они были рассчитаны на работу в операционной системе MS DOS.

В Центре аналитической микроскопии создана инструментальная система “Фотомир” (ИС “Фотомир”) специально для создания атласов изображений, полученных при помощи телевизионно-компьютерной микроскопии. Однако разработанная инструментальная система представляет универсальную оболочку для разработки различных мультимедийных баз данных и знаний в среде Windows.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Объектом приложений информационных технологий являются самым различные науки и области практической деятельности человека. Многообразные информационные технологии, функционирующие разных видах человеческой деятельности (управлении производственным процессом, проектировании, финансовых операциях и т.п.) имея общие черты, в тоже время отличаются между собой.

Применение информационных компьютерных технологий в системе образования в настоящее время приобретает массовый характер. Направлений использования компьютерной техники в образовании - масса: это и функция управления, и статистическая функция, а так же информационная, обучающая и контролирующая.

Но что нового дает компьютер в образовании? В своей контрольной работе я рассказала о собственном опыте используемых мною компьютерных информационных технологий, о видах и типах контролирующих и обучающих программ.

ЛИТЕРАТУРА

Герман О.В. Введение в теорию экспертных систем и обработку знаний. Минск: «Дизайн-ПРО», 2005 г.

Глушков В.М. Основы безбумажной информатики / Изд. 2-е. М.: Наука, 2007.

Каратыгин С., Тихонов А., Долголаптев В., Базы данных: простейшие средства обработки информации, электронные таблицы, системы управления базами данных. В 2-х томах. М.: АВР,2009 г.

Могилев А.В. и др. Информатика. Учебное пособие для студ. педвузов / Под ред. Е.К. Хеннера. М.: Академия, 2006 г.

САПР. Системы автоматизированного проектирования / Под ред. И.П. Норенкова. Минск: Высшая школа, 2011 г.

Свириденко С.С. Современные информационные технологии. - М.: Радио и связь, 2013 г.

Советов Б.Я. Информационная технология. - М.: Высшая школа, 2008 г.

Журнал «Информатика и образование» № 46, 2006 г.

Журнал «Педагогическая информатика»№ 34, 2004 г.

Размещено на Allbest.ru