Дидактические основы использования компьютерных технологий в обучении
часть I
1. Понятийный аппарат образовательных информационных технологий
Различным аспектам использования компьютерных и телекоммуникационных средств и технологий в образовании посвящены работы многих как отечественных, так и зарубежных исследователей: , палько, , козова, , , рова, , А. Борка, В. Вильямса, П. Клустермана, С. Пейперта, Дж. Хебенстрейта, Д. Хена и др. Безусловно, у авторов имеются терминологические расхождения, что связано с различиями в постановке задачи и в акцентах исследования. Тем не менее вся терминологическая база может быть распределена по трем уровням: отдельные программные средства педагогического назначения, компьютеризированные курсы (комплексы программных средств) и технологии.
Компьютерные технологии в образовании. В работах различных авторов используется целый ряд синонимичных терминов, тесно связанных с понятием «информационные образовательные технологии»: «информационные технологии обучения», «НИТО – новые информационные технологии в обучении», «современные информационные технологии обучения», «СНИТ – средства новых компьютерных технологий», «НИТ образования», «технологии компьютерного обучения», «ЭКССТО – электронно-коммуникативные системы, средства и технологии обучения» и др. В контексте настоящей работы исходные термины требуют уточнений. Рассмотрим несколько определений.
определяет информационную технологию как «технологию машинной (с помощью ЭВМ) обработки, передачи, распространения информации, создания вычислительных и программных средств информатики» [4,с.47].
Более широкая трактовка этого термина приведена : «Под информационной технологией понимается совокупность методов и технических средств сбора, организации, хранения, обработки, передачи и представления информации, расширяющая знания людей и развивающая их возможности по управлению техническими и социальными процессами» [3,с.9].
называет средствами новых информационных технологий (СНИТ) «программно-аппаратные средства и устройства, функционирующие на базе микропроцессорной, вычислительной техники, а также современных средств и систем информационного обмена, обеспечивающие операции по сбору, продуцированию, накоплению, хранению, обработке, передаче информации» [6,с.11].
Общим в приведенных определениях является, во-первых, то, что ИТ рассматриваются как способы организации информационных процессов и, во-вторых, что эти процессы проводятся с использованием компьютерных средств. Примем для дальнейшего изложения данное узкое определение ИТ (Информационные технологии в широком смысле включают также средства массовой информации).
определяет новые информационные технологии в обучении (НИТО) как «методологию и технологию учебно-воспита-тельного процесса с использованием новейших электронных средств обучения и в первую очередь ЭВМ. Прикладной сутью ядра НИТО являются технологии компьютерного обучения» [4,с.31].
В статье и предлагается следующая трактовка термина НИТО: это «совокупность внедряемых (встраиваемых) в системы организационного управления образованием и в системы обучения принципиально новых систем и методов обработки данных (методов обучения), представляющих целенаправленное создание, передачу, хранение и отображение информационного продукта (данных, знаний, идей) с наименьшими затратами и в соответствии с закономерностями той среды, где развивается НИТО» [1,с.12].
определяет технологии компьютерного обучения как некоторую совокупность обучающих программ различных типов: от простейших программ, обеспечивающих контроль знаний, до обучающих систем, базирующихся на искусственном интеллекте [6,с.39].
В работе информационные технологии обучения определяются с точки зрения содержания как «отрасль дидактики, занимающаяся изучением планомерно и сознательно организованного процесса обучения и усвоения знаний, в котором находят применение средства информатизации образования» [9,с.13].
В приведенных цитатах НИТО определяются как учебный процесс, базирующийся на некоторой новой для школы технической базе. При этом упускается из виду и целеполагание, и результативность процесса. Между тем в проведенном выше обсуждении особенностей технологических понятий в образовании было отмечено, что ключевым признаком, по которому процесс обучения может быть отнесен к технологическому, является гарантированной и эффективное достижение поставленной цели обучения. Вследствие этого представляется необходимым следующее уточнение:
Информационные технологии образования (ИТО) – это совокупность организационных форм, педагогических технологий и технологий управления образовательным процессом, основанных на использовании современных компьютерных и телекоммуникационных систем и обеспечивающих достижение принятого образовательного стандарта массой учащихся.
Таким образом, понятие ИТО охватывает не только непосредственно учебный процесс, но и управление им на всех уровнях, методическую работу преподавателей и другие аспекты функционирования образовательной системы. Технологии обучения, как уже говорилось ранее, являются составной частью образовательных технологий.
Информационные технологии обучения – это совокупность педагогической техники преподавателя, методов обучения, базирующихся на использовании компьютерных средств, и технологии педагогических измерений, обеспечивающих воспроизводимое и эффективное достижение поставленных целей обучения в данной предметной области и однозначное отслеживание результативности на всех этапах обучения.
Приняв данные определения, необходимо провести разграничение между понятием «информационные технологии обучения» и «информационные технологии в обучении». Первое, как было сказано, определяет целостный процесс обучения. Для того чтобы эта целостность была соблюдена, как будет показано далее, требуется выполнение целого ряда дидактических условий. Второе же понятие применимо к отдельным элементам процесса обучения даже в том случае, если процесс в целом не может быть отнесен к технологическим. Такими элементами могут быть использование отдельных программ учебного назначения, использование компьютеров в индивидуальной работе с учащимися (рефераты, творческие задания), применение компьютерных средств контроля знаний учащихся и пр. Возможно, во избежание двусмысленности, во втором случае предпочтительнее использовать термин «компьютерные средства обучения», не претендующий на определения уровня технологий.
Программные педагогические средства (ППС)
Согласно справочнику терминов обучающая система (instructional system) – это интеллектуальная система, реализующая функцию управления обучением в некоторой предметной области с использованием программ учебного назначения и, возможно, вспомогательных программ (см.: [8]).
определяет программное средство учебного назначения как программу, в которой отражается некоторая предметная область, в той или иной мере реализуется технология ее изучения, обеспечиваются условия для осуществления различных видов учебной деятельности [7,с.17]. Такое определение завышает требования к ПС, поскольку вполне допустимо существование программ, предназначенных лишь для одного конкретного вида учебной деятельности, например моделирования.
Можно согласиться с определением педагогического программного средства, приводимого в работе , и : «ППС – это комплекс, предназначенный для достижения конкретной цели обучения и включающий программы для ЭВМ, а также методическое и дидактическое сопровождение данных программ» [2,с.53]. Достоинство данного определения видится еще и в том, что оно подчеркивает первичность цели обучения по отношению к методам.
В цитированной выше работе и др. в основу классификации положены дидактические цели использования ППС и выделяются демонстрационные, обучающие, контролирующие, тренажеры, моделирующие, игровые и вспомогательные. В этой же работе рассматривается классификация ППС по характеру заложенных в них управляющих воздействий на учащегося: полностью определяемые ППС, частично определяемые и неопределяемые. С этими вариантами управления связываются методы обучения: программирование учебной деятельности, моделирование учебной среды и свободное обучение.
Примем следующую классификацию ППС школьного уровня, основанную на элементах учебной деятельности учащегося. В одну группу выделим программы, используемые непосредственно учащимися, а в другую – применяемые преподавателем в работе с учащимися. К первой группе относятся:
· исследовательские моделирующие программы;
· компьютерные тренажеры;
· компьютерные контролирующие программы;
· справочно-информационные системы.
К группе преподавательских программ относятся:
· демонстрационные моделирующие программы;
· программы генерации и проверки индивидуальных заданий.
Моделирующие программы имитируют функционирование некоторой системы – физической, биологической, экологической, экономической и др. – посредством ее математической модели. Модель имеет ряд входных переменных и параметров, варьируя которые и отслеживая изменения в системе можно установить (открыть!) законы и принципы функционирования системы, т. е. изучить ее. Отличие исследовательской и демонстрационной модели состоит в их дидактическом назначении, так же как, например, демонстрационного эксперимента и практических лабораторных работ на уроках физики. При демонстрации основным дидактическим фактором выступает наглядность представления процесса или явления. Программа же для исследования должна строиться по принципу операционной среды, работая в которой учащийся устанавливает субъективно новые истины.
Компьютерный тренажер – это программа, предназначенная для выработки у учащегося устойчивых навыков действий и обеспечивающая выполнение необходимых для этого функций преподавателя. Компьютерный тренажер должен предусматривать:
· генерацию (или выбор из имеющегося банка) последовательности однотипных заданий по определенной (учителем или самим учащимся) теме и предъявление их учащемуся;
· предоставление учащемуся средств выполнения задания (экранный калькулятор, редактор текстов, возможности ввода ответов и т. п.);
· предоставление учащемуся консультации или образца решения по его требованию;
· анализ выполнения учебного задания с качественной оценкой результатов.
При тренаже учащийся работает под управлением программы, однако тактику обучения он выбирает сам. Индивидуальными могут быть темп освоения, количество и сложность выполненных заданий, уровень получаемой помощи. Поскольку тренаж используется на этапе обучения, оценка действий учащегося может носить лишь качественный и рекомендательный характер. По результатам тренажа не должна выставляться отметка в журнал. Оформление тренажера может быть выполнено в игровой форме, такие тренажеры называются учебными компьютерными играми.
Компьютерные контролирующие программы предназначены для осуществления функций контроля знаний и умений учащегося на всех этапах обучения. Компьютерный контроль должен предусматривать:
· генерацию (или выбор из имеющегося банка) заданий в определенной учителем последовательности и предъявление их учащемуся;
· предоставление учащемуся средств выполнения задания (экранный калькулятор, редактор текстов, возможности ввода ответов и т. п.);
· количественную оценку результатов выполнения заданий; в текущем контроле возможен также анализ допущенных ошибок;
· статистическую обработку результатов контроля по группе учащихся.
Помимо того, контролирующие программы, как и тренажеры, должны обеспечивать максимальную адаптивность к индивидуальным особенностям и возможностям учащегося. Для этой цели они должны иметь настроечные параметры, доступные для преподавателя. Отсутствие таких параметров («жесткие» программы) в значительной степени ограничивает возможности использования ППС.
Справочно-информационные системы объединяют программы и системы, используемые учащимся в качестве источников фактологической информации. К ним следует отнести мультимедиа-системы и глобальные компьютерные сети (в первую очередь, Internet). Получив задание от преподавателя, учащийся отыскивает в системе нужные сведения и осваивает их. Безусловно, для такого рода деятельности учащийся должен быть подготовлен к самостоятельному проведению информационного поиска и последующей обработки найденных данных.
Программы генерации и проверки индивидуальных заданий призваны восполнить малую вариативность учебных задач одной темы, которая существует в школьных сборниках задач, и индивидуализировать обучение решению задач. По способу создания индивидуализированных заданий выделяются банки, вариаторы и генераторы заданий. Использует эти программы преподаватель, после чего учащемуся задания могут предъявляться и в «безкомпьютерном» (бумажном) варианте, как предусмотрено, например, в сборниках варьированных заданий по физике. Последующая проверка может производиться преподавателем как с применением компьютера, так и без него.
Помимо перечисленных ППС учащиеся и учителя, безусловно используют стандартные универсальные средства обработки информации, не имеющие выраженной педагогической направленности, – редакторы, табличные процессоры, математические пакеты и др.
Компьютеризированный курс (комплекс) включает все ППС и иные материалы, предназначенные для проведения учебных занятий по большой теме, имеющей смысловую завершенность. полагает, что понятие «учебный курс» отражает «конкретное, наиболее близкое к педагогической действительности представление о деятельности обучения определенному предмету, охватывающее как процессуальную, так и содержательную сторону обучения» [5,с.49]. Это дало основание определить компьютерный курс как такой учебный курс, «содержание которого не реализуемо в “бескомпьютерном варианте”, иначе говоря, компьютер служит системообразующим элементом курса» [9,с.19]. Соглашаясь с автором в части признаков выделения понятия, хотелось бы отметить некоторые терминологические нюансы. С понятием «курс» ассоциируется некоторая законченность, статичность, отсутствие вариативности, что является одним из недостатков «традиционных» (некомпьютерных) учебных курсов, – единая программа, единый учебник, единая последовательность изучения. Именно таким оказывается и курс «Экология и природопользование» и соавторов. Поэтому нам представляется более точным использовать термин «программно-методический комплекс» (ПМК), который определим следующим образом:
Программно-методический комплекс – это совокупность программ учебного назначения, индивидуальных материалов для учащихся и методических указаний для преподавателя, обеспечивающих систематическое использование элементов компьютерных технологий при освоении всей учебной дисциплины или больших ее блоков.
ПМК динамичен по составу, легко модифицируется и адаптируется к конкретным условиям обучения. ПМК должен удовлетворять двум требованиям, вытекающим из дидактического принципа системности:
· разнообразие – ПМК должен содержать программы и материалы различного дидактического назначения (моделирующие, тренажеры, контролирующие и др.);
· полнота – ПМК должен обеспечить систематическое (из опыта – не реже одного раза в неделю) использование компьютеров на уроках по данной дисциплине.
Таким образом, выстраивается следующая иерархическая система понятий: программное педагогическое средство – программно-методический комплекс – информационная технология обучения – информационные образовательные технологии.
Литература
1. , Извозчиков технологии обучения; вопросы терминологии// Педагогика. 1993. № 5. С.12-15.
2. , , Стариченко информатика. Оболочка Windows и ее приложения/УрГПИ. Екатеринбург, 19с.
3. Жалдак подготовки учителя к использованию информационных технологий в учебном процессе: Автореф. дис. … д-ра пед. наук. М., 1989.
4. Извозчиков эдукология. Новые информационные технологии обучения/ С-Пб.: Изд-во РГПУ, 19 с.
5. Краевский научного обоснования обучения. (Методологический анализ). М.: Педагогика, 19с.
6. Машбиц -педагогические проблемы компьютеризации обучения. М.: Педагогика, 19 с.
7. Роберт информационные технологии в образовании: дидактические проблемы, перспективы использования. М.: Школа-Пресс, 19с.
8. Системы обработки информации. Компьютерная технология обучения: определение терминов. Киев: Наукова думка, 19с.
9. Шолохович основы информационных технологий обучения в образовательных учреждениях: Автореф. дис. … д-ра пед. наук. Екатеринбург, 1995.
Часть II | На Содержание |
