Использование компьютерных технологий в обучении младших школьников - начало

 

В данной статье приводится анализ различных мнений и технологий использования компьютерных технологий в обучении младших школьников. В качестве примера приводятся дидактические принципы использования компьютера в обучении учащихся естествознанию. Еще в XIX веке известный педагог К.Д. Ушинский считал естествознание учебным предметом, который сильно привлекает ребенка, возбуждает его интерес к учению. Он также считал, что изучение естествознания будет привлекательным и интересным для ребенка, будет вызывать интерес к нему, если будет обеспечено непосредственное общение ученика с природой, а на уроках в классе будет широко применяться наглядность. «Предмет, который стоит перед глазами ученика или яркими чертами врезался в его память … сам задает вопросы ребенку», то есть вызывает интерес к себе.

В настоящее время использование компьютерных технологий в процессе обучения становится основным средством достижения наиболее приоритетных образовательных целей. Компьютер является универсальным средством обучения, он позволяет формировать у учащихся не только знания, умения и навыки, но и развивать личность учащегося, удовлетворять её познавательные интересы.

В настоящее время в процессе преподавания естествознания наглядность обеспечивается, помимо графических, объемных средств наглядности, пособий, учебных кинофильмов, также и мультимедийной наглядностью. А если учесть, что значительная часть изучаемого в курсе естествознания материала не может быть представлена в своём реальном, натуральном воплощении, то подключение компьютерных технологий к процессу обучения естествознания является необходимым и целесообразным.

Психолого-педагогические и методические подходы к использованию компьютерных технологий в обучении раскрыты в работах Н.Н. Антипова, А.П. Ершова, А.А. Кузнецова, М.П. Лапчика, В.С. Леднева, В.М. Монахова, Б.Е. Стариченко и др. Вопросы внедрения компьютеров в учебный процесс рассматривались в исследованиях А.А. Абдукадырова, Б.С. Гершунского, В.Ф. Горбенко, Л.И. Долинера, С.Р. Домановой, В.И. Журавлева, А.Г. Кушниренко, Е.И. Машбица и др.

Компьютерные технологии развивают идеи программированного обучения, открывают совершенно новые, еще не исследованные технологические варианты обучения, связанные с уникальными возможностями современных компьютеров и телекоммуникаций. «Компьютерные (новые информационные) технологии обучения – это процессы подготовки и передачи информации обучаемому, средством осуществления которых является компьютер» [Г.К. Селевко, с.34].

Применительно к инновационным процессам с учетом их специфики, компьютерные технологии понимаются как система методов и способов сбора, передачи, накопления, обработки, хранения и использования информации на основе применения современных коспьютерных и других технических средств обучения.

Компьютерная технология может осуществляться в следующих трех вариантах:

I – как «проникающая» технология (применение компьютерного обучения по отдельным темам, разделам для отдельных дидактических задач).

II – как основная, определяющая, наиболее значимая из используемых в данной технологии частей.

III – как монотехнология (когда все обучение, все управление учебным процессом, включая все виды диагностики, мониторинг, опираются на применение компьютера).

Компьютерная технология основывается на использовании некоторой формализованной модели содержания, которое представлено педагогическими программными средствами, записанными в память компьютера, и возможностями телекоммуникационной сети.

Главной особенностью фактологической стороны содержания образования является многократное увеличение «поддерживающей информации», наличие компьютерной информационной среды, включающей на современном уровне базы информации, гипертекст и мультимедиа (гипермедиа), микромиры, имитационное обучение, электронные коммуникации (сети), экспертные системы.

Использование компьютерных технологий в естественнонаучном образовании дает неограниченные возможности для самостоятельной и совместной творческой деятельности учащихся и учителя:

– немедленная обратная связь между пользователем и компьютерными средствами;

– компьютерная визуализация учебной информации об объектах или закономерностях процессов, явлений, как реально протекающих, так и «виртуальных»;

– архивное хранение достаточно больших объемов естественнонаучной информации с возможностью ее передачи, а также легкого доступа и обращения пользователя к центральному банку данных;

– автоматизация процессов вычислительной информационно-поисковой деятельности, а также обработки результатов учебного эксперимента с возможностью многократного повторения фрагмента или самого эксперимента;

– автоматизация процессов информационно-методического обеспечения, организационного управления учебной деятельностью и контроля за результатами усвоения.

Реализация возможностей компьютерных средств при изучении естественнонаучных дисциплин позволяет организовать следующие виды деятельности:

– регистрация, сбор, накопление, хранение, обработка информации об изучаемых объектах, явлениях, процессах;

– интерактивный диалог (взаимодействие пользователя с программной системой, характеризующееся реализацией более развитых средств ведения диалога, при этом обеспечивается возможность выбора вариантов содержания учебного материала, режима работы);

– управление реальными объектами;

– моделирование изучаемых процессов или явлений;

– автоматизированный контроль (самоконтроль) результатов учебной деятельности; коррекция по результатам контроля, тренировка, тестирование;

– повышение наглядности учебного процесса;

– поиск информации из мультимедийных источников и сети Интернет;

– организация коллективной и групповой работы.

Компьютерные технологии в естественнонаучном образовании могут использоваться следующим образом:

– в качестве средства обучения, совершенствующего процесс преподавания естествознания, повышающей его эффективность и качество. При этом обеспечивается реализация возможностей программно-методического обеспечения современных компьютеров в целях сообщения естественнонаучных знаний, моделирования учебных ситуаций, осуществления тренировки, контроля за результатами обучения;

– в качестве инструмента познания окружающей действительности и самопознания, средства развития личности обучаемого;

– в качестве средства информационно-методического обеспечения, средства коммуникаций для распространения передовых педагогических технологий, средства автоматизации процессов контроля, коррекции результатов учебной деятельности, компьютерного педагогического тестирования и психодиагностики, средства автоматизации процессов обработки результатов эксперимента (лабораторного, демонстрационного) и управления учебным оборудованием;

– в качестве средства организации интеллектуального досуга, развивающих и дидактических игр.

В начале 90-х годов ХХ века в Концепции образования формулируются «… отправные положения начинающегося процесса перестройки образования в условиях информатизации общества» [Н.Н. Гомулина, с. 28]. Именно с этого момента наблюдается поворот от повсеместного изучения только элементов программирования в школах к современному уровню использования компьютерных технологий в образовании.

Компьютерные технологии развивают идеи программированного обучения и ориентированы на локальные компьютеры [Г.К. Селевко, с. 115]. По организационным формам преобладают индивидуальная работа учащихся или работа в малых группах. При этом используются готовые программы (обучающие и демонстрационные), компьютерные проектные среды, готовые компьютерные лабораторные комплексы для проведения экспериментов, электронные задачники, интерактивные анимационные компьютерные модели. К аппаратным средствам компьютерных технологий относится персональный компьютер с периферийными устройствами, к программным средствам относятся специально разрабатываемые дидактические материалы, называемые программно-педагогическими средствами (ППС).

Телекоммуникационные технологии - это сетевые технологии, использующие локальные сети и глобальную сеть Интернет в синхронном и асинхронном режимах времени для различных образовательных целей. [Н.Н. Гомулина, с. 29].

Прежде всего, телекоммуникационные технологии обеспечивают возможность проведения дистанционных уроков, показа видеоматериалов и анимационных материалов, находящихся на различных образовательных серверах, работы над учебными телекоммуникационными проектами, асинхронной телекоммуникационной связи, организации дистанционных олимпиад по астрономии и физике и т.п. При этом серверы дистанционного обучения обеспечивают интерактивную связь с учащимися через Интернет, в том числе, и в режиме реального времени. Телекоммуникационные технологии обеспечивают доступ к базам данных по различным областям знаний.

Развитие сети Интернет происходит исключительно интенсивно, позволяя обеспечивать доступ к информации, к любому источнику в любом географическом месте, без ограничения объема информации. Телекоммуникации – область информационных технологий, темп развития которых намного опережает темп создания методик их использования в учебном процессе. Тем не менее, имеются научные исследования и публикации по данному вопросу.

Б. Беренфельд [с. 77] выделяет 5 возможных функциональных возможностей использования телекоммуникаций в образовании:

1. Теледоступ. Доступ к базам данных, различным библиотекам и справочникам.

2. Электронные публикации.

3. Телеприсутствие.

4. Теленаставник, виртуальный учитель.

5. Телесотрудничество, работа над проектами.

Существуют несколько моделей и теорий использования телекоммуникационных технологий в образовании:

- теория автономии и независимости обучения;

- теория индустриализации;

- теория взаимодействия и коммуникации.

Использование современных телекоммуникационных технологий в процессе обучения естествознанию может обеспечить передачу знаний и доступ к разнообразной учебной информации наравне, а иногда и более интенсивно и эффективнее, чем при традиционном обучении.

Одним из направлений применения телекоммуникационных технологий в естественнонаучном образовании является дистанционное обучение. Понятие дистанционного обучения (Distance Education) заимствовано из английского языка и практики образования Канады и США и означает обучение на расстоянии, когда учитель и учащиеся разделены пространственно.

Дистанционное обучение - процесс получения знаний и умений с помощью специализированной среды, основанной на использовании новейших информационных технологий, обеспечивающих обмен учебной информацией на расстоянии [Н.Н. Гомулина, с. 32].

Дистанционное обучение может обеспечиваться разными способами: электронной почтой, телеконференциями, учебными форумами и чатами, но важнейшими современными направлениями развития дистанционного обучения являются размещение на специальных серверах учебных мультимедийных курсов по естествознанию, дистанционных уроков, в том числе интерактивных, анимаций по учебной тематике курса естествознания, научных поисковых машин для поиска учебной информации на специальных серверах.

Исследователи рассматривали различные вопросы, затрагивающие методические и практические аспекты применения телекоммуникационных технологий в образовании. «Прежде всего – возможность вовлечения каждого учащегося в активный познавательный процесс, причем процесс не пассивного овладения знаниями, а активной познавательной самостоятельной деятельности каждого учащегося, применения им на практике этих знаний и четкого осознания, где, каким образом и для каких целей эти знания могут быть применены. Это возможность работать совместно, в сотрудничестве, при решении разнообразных проблем, проявляя при этом определенные коммуникативные умения, возможность широкого общения со сверстниками из других школ своего региона, других регионов страны и даже других стран мира, возможность свободного доступа к необходимой информации не только в информационных центрах своей школы, но и в научных, культурных, информационных центрах всего мира с целью формирования собственного независимого, но аргументированного мнения по той или иной проблеме, возможности ее всестороннего исследования» [Е.С. Полат, с.55].

Многие исследователи отмечают такую особенность телекоммуникационных технологий обучения, как многофункциональность, оперативность, продуктивность, насыщенность, возможность быстрой и эффективной творческой самореализации учащихся, наличие для них персональной образовательной траектории. «Это не только мощное средство обучения, позволяющее обучать работе с информацией, но, с другой стороны, компьютерные телекоммуникации – это особая среда общения друг с другом, среда интерактивного взаимодействия представителей различных национальных, возрастных, профессиональных и других групп пользователей независимо от их места нахождения. Отличаясь высокой степенью интерактивности, компьютерные телекоммуникации создают уникальную учебно-познавательную среду, то есть среду, используемую для решения различных дидактических задач (например, познавательных, информационных, культурологических и пр.» [О.В. Бурнусова, с.40].

В то же время исследователи отмечают, что никакие телекоммуникационные технологии и дистанционное обучение не смогут дать эмоциональных контактов, положительных или отрицательных, как важнейших составляющих факторов человеческого поведения, использование средств телекоммуникационных технологий, не «…предоставляет каждому обучаемому персонального педагога, роль которого выполняет компьютер» [С.В. Панюкова, с. 71].

Применение компьютерных и телекоммуникационных технологий в естественнонаучном образовании вносит в развитие человека различные изменения, которые относятся как к познавательным, так и к эмоционально-мотивационным процессам, они влияют на характер человека, при этом отмечается усиление познавательной мотивации обучаемых при работе с компьютером [О.К. Тихомиров, с. 23].

Использование компьютерных средств в обучении естествознанию способствует увеличению доли самостоятельной учебной деятельности и активизации обучаемого, «формированию личности обучаемого за счет развития его способности к образованию, самообучению, самовоспитанию, самоактуализации, самореализации» [С.В. Панюкова, с. 154].

В психологических исследованиях отмечается, что компьютерные технологии влияют на формирование теоретического, творческого и модульно-рефлексивного мышления обучаемых, что компьютерная визуализация учебной информации оказывает существенное влияние на формирование представлений, занимающих центральное место в образном мышлении, а образность представлений тех или иных явлений и процессов в памяти обучаемого обогащает восприятие учебного материала, способствует его научному пониманию.

Применение компьютерных технологий не изменяет сроки обучения, хотя, зачастую применение программно-педагогических средств на уроке забирает больше времени, но дает возможность учителю более глубоко осветить тот или иной теоретический вопрос. При этом применение ППС помогает учащимся вникнуть более детально в те процессы и явления природы, изучить важные теоретические вопросы, которые не могли бы быть изучены без использования интерактивных моделей.

С помощью программных средств можно представлять на экране в различной форме учебную информацию; инициировать процессы усвоения естественнонаучных знаний, приобретения умений и навыков учебной или практической деятельности; эффективно осуществлять контроль результатов обучения, тренаж, повторение; активизировать познавательную деятельность обучаемых; формировать и развивать определенные виды мышления.

При разработке и использовании программного средства в учебных целях в процессе обучения естествознанию возникает необходимость в создании учебно-методических и инструктивных материалов, обеспечивающих процесс его применения.

Следовательно, возникает необходимость в формировании так называемого программно-методического обеспечения (ПМО) процесса обучения естествознанию, которое представляет собой комплекс, включающий:

– программное средство учебного назначения (пакет программных средств учебного назначения), содержащее основной естествоведческий материал;

– инструкцию для пользователя программным средством учебного назначения (пакет программных средств учебного назначения);

– описание методики (методические рекомендации) по использованию программного средства учебного назначения (пакет программных средств учебного назначения).

При этом возможна разработка методических рекомендаций отдельно для преподавателя и обучаемого.

Наиболее существенные, с позиции дидактических принципов, методические цели естественнонаучного образования, которые эффективно реализуются с использованием программных средств, следующие:

1) индивидуализация и дифференциация процесса обучения (например, за счет возможности поэтапного продвижения к цели по линиям различной степени сложности);

2) вооружение обучаемого стратегией усвоения учебного материала;

3) формирование культуры учебной деятельности, информационной культуры обучаемого и обучающего;

4) моделирование и имитация изучаемых или исследуемых объектов, процессов или явлений природы;

5) компьютерная визуализация учебной информации изучаемого объекта (наглядное представление на экране ЭВМ объекта, его составных частей или их моделей, а при необходимости - во всевозможных ракурсах, в деталях, с возможностью демонстрации внутренних взаимосвязей составных частей) и изучаемого процесса (наглядное представление на экране ЭВМ данного процесса или его модели, в том числе скрытого в реальном мире, а при необходимости - в развитии, во временном и пространственном движении, представление графической интерпретации исследуемой закономерности изучаемого процесса);

6) осуществление тренировки в процессе усвоения естествоведческого материала и самоподготовки учащихся;

7) создание и использование информационных баз данных, необходимых в учебной деятельности, и обеспечение доступа к сети информации;

8) проведение лабораторных работ (например, по естественнонаучным дисциплинам) в условиях имитации в компьютерной программе реального опыта или эксперимента,

9) формирование умения принимать оптимальное решение или вариативные решения в сложной ситуации;

10) усиление мотивации обучения за счет изобразительных средств программы или вкрапления игровых ситуаций;

11) контроль с обратной связью, с диагностикой ошибок (констатация причин ошибочных действий обучаемого и предъявление на экране компьютера соответствующих комментариев) по результатам обучения (учебной деятельности) и оценкой результатов учебной деятельности;

12) реализация самоконтроля и самокоррекции.

В основном целесообразность применения компьютерных средств, в частности программных средств, в преподавании естественнонаучных дисциплин, определяется их использованием в качестве средства визуализации естественнонаучной информации, средства формализации знаний о предметном мире, инструмента измерения, отображения и воздействия на предметный мир.

Рассмотрим типологию программных средств, используемых в учебных целях, по функциональному и методическому назначению.

Типы программных средств по функциональному назначению представлены в таблице 1.

Таблица 1

Типы программных средств по функциональному назначению

Название	Назначение
Педагогические программные средства (ППС)	Предназначены для организации и поддержки учебного диалога пользователя с компьютером.
Диагностические, тестовые программные средства	Служат для констатации причин ошибочных действий обучаемого, оценки его знаний, умений, навыков, установление уровня его обученности или уровня интеллектуального развития.
Инструментальные программные средства	Программы для конструирования программных средств (систем) учебного назначения, подготовки учебно - методических и организационных материалов, создания графических или музыкальных включений, сервисных «надстроек программы».
Предметно-ориентированные программные средства	Позволяют осуществлять моделирование изучаемых объектов или их отношений в определенной предметной среде.
Программные средства для автоматизации процесса обработки результатов учебного эксперимента	Позволяют получать, записывать и визуализировать информацию о реально протекающих процессах.
Управляющие программные средства	Управление действиями реальных объектов.
Учебные средства программирования	Начальное обучение навыкам программирования и формирования основных компонентов алгоритмического и программистского стиля мышления
Программные средства, обеспечивающие выполнение некоторых функций преподавателя	Выдача команд, касающихся работы на компьютере, указаний о прекращении работы, о выполнении проверки, о необходимости модификации информации, о получении дополнительных данных, об обсуждении хода работы.
Программные средства для автоматизации процесса информационно-методического обеспечения	Предназначены для ведения делопроизводства в учебном заведении, системе учебных заведений.
Сервисные программные средства	Обеспечивают комфортность работы пользователя в ходе автоматизации процесса контроля результатов обучения, генерирования и рассылки организационно-методических материалов, загрузки и передачи программных средств по сети, управления ходом занятия.
Игровые программные средства	Предназначены для обеспечения различными видами игровой и учебно-игровой деятельности.

 

Методическое назначение каждого типа программных средств отражает методическую цель его использования в процессе обучения и возможности программных средств, реализация которых переводит учебный процесс на качественно более высокий уровень.

Рассмотрим типы программных средств по методическому назначению, представленные в таблице 2.

Таблица 2

Типы программных средств по методическому назначению

Название	Назначение
Обучающие программные средства	Сообщение суммы знаний, формирование умений и навыков учебной и практической деятельности и обеспечение необходимого уровня усвоения, устанавливаемого обратной связью, реализуемой средствами программы.
Программные средства- тренажёры	Предназначены для отработки умений, навыков учебной деятельности, осуществления самоподготовки. Обычно используются при повторении или закреплении ранее пройденного материала.
Контролирующие программные средства	Осуществляют контроль уровня овладения учебным материалом.
Информационно-поисковые, информационно-справочные программные системы	Представляют возможность выбора и вывода необходимой пользователю информации. Формируют умения и навыки по систематизации информации.
Имитационные программные средства	Представляют определенный аспект реальности для изучения его основных структурных или функциональных характеристик с помощью некоторого ограниченного числа параметров.
Моделирующие программные средства	Представляют в распоряжение обучаемого основные элементы и типы функций для моделирования определенной реальности. Предназначены для создания модели объекта, явления, процесса или ситуации (как реальной, так и виртуальной) с целью их изучения и исследования.
Демонстрационные программные средства	Обеспечивают наглядное представление учебного материала, визуализацию изучаемых явлений, процессов и взаимосвязей между объектами.
Учебно-игровые программные средства	Предназначены для «проигрывания» учебных ситуаций с целью формирования умений принимать оптимальное решение или выработки оптимальной стратегии действий.
Досуговые программные средства	Используются для организации деятельности обучаемых во внеклассной, внешкольной работе, развивают внимание, реакцию, память и др.

 

Анализ практики разработки и использования ПС в целях обучения убеждает в том, что чаще всего они имеют «смешанное» методическое назначение. В связи с этим целесообразна разработка программных средств учебного назначения, обеспечивающих реализацию комплекса методических целей.

Основные аспекты, которыми надо руководствоваться при выборе программного средства для обучения учащихся естествознанию:

– психологический - как повлияет данное программное средство на мотивацию учения, на отношение к предмету, повысит или снизит интерес к нему, не возникнет ли у учащихся неверие в свои силы из-за трудных, непонятно сформулированных или нетрадиционных требований, предъявляемых машиной;

– педагогический - насколько программное средство отвечает общей направленности курса естестовзнания и способствует выработке у учащихся правильных представлений об окружающем мире;

– методический - способствует ли программное средство лучшему усвоению материала, оправдан ли выбор предлагаемых ученику заданий, правильно ли методически подается естествоведческий материал;

– организационный - рационально ли спланированы уроки с применением компьютерных технологий, достаточно ли ученикам предоставляется машинного времени для выполнения самостоятельных работ.

В условиях информатизации образования меняется парадигма педагогической науки, изменяется структура и содержание образования. Новые методы обучения, основанные на активных, самостоятельных формах приобретения знаний и работе с информацией, вытесняют демонстрационные и иллюстративно-объяснительные и методы, широко используемые традиционной методикой обучения, ориентированной в основном на коллективное восприятие информации. Параллельно этому идет процесс использования программных средств и систем учебного назначения (пакетов программных средств учебного назначения) для поддержки традиционных методов обучения. При этом программным средствам, используемым в учебных целях, передаются в какой-то мере обучающие функции и, следовательно, каждая программа должна строиться сообразно дидактическим принципам обучения, определяющим дидактические требования к ППС. Вместе с тем методика преподавания каждого учебного предмета в свою очередь учитывает своеобразие и особенности соответствующей науки, поэтому правомерно говорить о методических требованиях к ППС, которые предусматривают специфику и своеобразие каждой конкретной науки и соответствующего ей учебного предмета.

При разработке программно-педагогических средств необходимо учитывать ряд факторов: возрастные и индивидуальные особенности учащихся, обеспечение доброжелательной и тактичной формы обращения к ученику, возможность повторных обращений к программе в случае неудачной попытки. Большое значение при разработке ППС необходимо уделять удобством пользователя программой, обеспечивая процесс ее применения необходимым сервисом, простотой использования, гарантией устойчивости от несанкционированного нажатия клавиш, надежностью, возможностью легкого возврата на исходные позиции, рассылкой по сети (в условиях использования комплекта учебной вычислительной техники), возможностью переноса на ЭВМ другого типа.

Поле программных продуктов дает возможность организовать интеллектуальную компьютерную информационную среду, которая позволяет изменить обеспечение учебного процесса. Обучение при любых его формах становится более интерактивным. Интерактивное обучение основано на прямом взаимодействии учащихся (обучаемых) с учебным окружением. Учебное окружение, или учебная среда, выступает как реальность,в которой участники находят для себя область осваиваемого опыта.

Если рассматривать интерактивное обучение глубже, то речь идет не просто о подключении эмпирических наблюдений, жизненных впечатлений учащихся в качестве вспомогательного материала, иллюстративного дополнения, а опыт учащегося-участника служит центральным источником учебного познания.

В традиционном обучении ведущий (тренер, преподаватель, учитель) выполняет роль «фильтра», пропускающего через себя учебную информацию, в интерактивном - роль помощника в работе, одного из источников информации. По сравнению с традиционным, в интерактивном обучении меняется и взаимодействие с ведущим: его активность уступает место активности учащихся, его задача - создать условия для их инициативы. В таком обучении учащиеся выступают не пассивными «обучаемыми», но полноправными участниками, их опыт важен не менее, чем опыт ведущего, который не дает готовых знаний, а побуждает к самостоятельному поиску.

В традиционной системе обучения учитель выступает в качестве носителя знаний и, следовательно, средства обучения. Он не только передает свои знания и активизирует все компоненты системы обучения, но и воспроизводит содержание обучения в доступном для восприятия виде, помогает систематизировать получаемую учеником информацию и внедрить ее в его личную систему знаний. Исходная информационная система сначала разлагается им на составляющие элементы и отношения, затем воссоздается в голове ученика.

Компьютерная информационная среда обучения содержит модели изучаемых знаний и является самостоятельным объектом обучения в варианте, возможном без участия учителя, реализуя парадигму: ученик - учебная среда - технологии. Поскольку здесь информационные объекты не могут рассчитывать на их активизацию и воспроизведение учителем, то и требования к ним должны предъявляться другие, чем в системе учитель - учебная среда - ученик:

- во-первых, они должны быть доступными учащимся и соответствовать их уровню знаний и мышления;

- во-вторых, они должны быть воспроизводимыми и соответственно представлять все системные связи и отношения;

- в-третьих, они должны содержать максимально возможное количество средств самоактивизации.

В этом, очевидно, большое преимущество компьютерных средств обучения. Их средства управления и пользовательского интерфейса обязаны соответствовать уровню искусственного интеллекта, возлагая на себя часть функций учителя. Таким образом, печатные и компьютерные средства в системе обучения ученик - учебная среда - технологии должны соответствовать системному подходу. Следовательно, сама эта система может быть рассчитана только на подготовленную аудиторию - на людей с высоким базовым уровнем образования, информационно грамотных и в достаточной мере владеющих формами системного подхода. Поэтому такой тип обучения может быть применим в средней школе, во-первых, в дифференцированной форме, а во-вторых, только как надстройка над базовой системой с учетом специфики и профильной направленности обучения. Разумеется, любые печатные и компьютерные средства могут использоваться в полной системе обучения в качестве дополнительных учебных пособий (помимо основных учебников). В этом случае они выступают в качестве иллюстративных аудиовизуальных средств или сборников экспериментального материала, и поэтому к ним не предъявляются никакие требования, кроме требований качества и соответствия целям обучения.

Как дополнительные средства обучения компьютерные технологии имеют очень много преимуществ перед обычными средствами (учебниками): в полной мере реализуют деятельностный подход, обеспечивая оперативность исполнения любого запроса к системе и реализации обратной связи, а также не только выдачу в реальном режиме работы результатов (оценки) деятельности ученика, но и возможность мгновенного исправления допущенных ошибок в серии попыток. Это и позволяет учителю, освободившись тем самым от рутинных забот, сосредоточиться на базовых проблемах обучения и системного восприятия обучаемыми его содержания, реализуя технологии индивидуального подхода в обучении.

Процесс информатизации образования и связанное с этим использование возможностей компьютерных средств в процессе обучения приводит не только к изменению организационных форм и методов обучения, но и к возникновению новых методов обучения.

Математизация и информатизация предметных областей, интеллектуализация учебной деятельности, общие интеграционные тенденции процесса познания окружающей информационной, экологической, социальной среды, поддерживаемые использованием компьютерных средств, приводят к расширению и углублению изучаемых предметных областей, интеграции изучаемых предметов или отдельных тем. Это обусловливает изменение критериев отбора содержания учебного материала. Они основываются на необходимости интенсификации процесса интеллектуального и саморазвития личности обучаемого, формирования умений формализовать знания о предметном мире, извлекать знания, пользуясь различными современными методами обработки информации.

Таким образом, в связи с развитием процесса информатизации образования изменяется объем и содержание учебного материала, происходит переструктурирование программ учебных предметов (курсов), интеграция некоторых тем или самих учебных предметов, что приводит к изменению структуры и содержания учебных предметов (курсов) и, следовательно, структуры и содержания образования.

Параллельно этому происходит внедрение инновационных подходов, в процесс формирования естественнонаучных знаний учащихся, основанных на разработке и использовании комплекса компьютерных тестирующих, диагностирующих методик контроля и оценки уровня усвоения. Изменение содержания и структуры образования, представлений об организационных формах, методах обучения и контроля за его результатами приводит к изменению частных методик преподавания. Реализация возможностей средств компьютерных и телекоммуникационных технологий в процессе обучения и связанное с этим расширение спектра видов учебной деятельности приводят к качественному изменению дидактических требований к средствам обучения.

Использование компьютерных технологий в процессе обучения, в основном, исследовалось в двух направлениях: визуализации (обеспечения наглядности) учебного содержания и алгоритмизации учебной деятельности. Однако, рассмотрение структуры самой дидактики как совокупности теорий дидактических принципов, учебных методов, учебных программ и общей системной теории учебника, позволяет в каждом элементе структуры определить как общее, так и частное, относящееся к компьютерному обучению. Во-первых, компьютерное обучение является методической системой, позволяющей рассматривать учащегося не как объект, а как субъект обучения, а компьютер - как средство обучения. Обучаемый переходит в новую категорию потому, что по форме компьютерное обучение является индивидуальным, самостоятельным, но осуществляется по общей методике, реализованной в обучающей программе. Компьютер как средство обучения является беспрецедентным в истории педагогики, в силу того, что объединяет в себе как средство, инструмент обучения, так и субъект - учителя. Изменение ролевой обстановки ведет к значительному пересмотру теории обучения. Появилась необходимость разработки теории дидактической технологии, являющейся частью компьютерного обучения.

Критерии применения компьютерной техники основаны на общих принципах дидактики. Принцип (от лат. principim – начало, основа)- основное исходное положение какой – либо теории, учения, науки. Дидактические (от греческого didaktikos –поучающий) принципы – это руководящие идеи и положения, применяемые в обучении всем учебным предметам. В педагогической литературе описано более десятка таких принципов: научность, целенаправленность, доступность и др. Они в основном являются едиными по отношению к различным школьным дисциплинам, но применительно к каждой из них имеют свою специфику.

В работе А.В. Могилева и С.А. Титоренко предпринимается попытка доказательства непротиворечивости компьютерных технологий обучения классическим принципам дидактики [с.12].

Проблема дидактических принципов компьютерного обучения рассматривалась в работах Н.В. Апатовой, Т.В. Габай, А.А. Кузнецова, А.С. Леснявского, Т.А. Сергеевой, А.А. Сыромятникова, Н.П. Шипицына и др.

Рассмотрим основные дидактические принципы использования компьютерных технологий в естественнонаучном образовании.

Принцип научности определяет содержание естественнонаучного образования, требует включения в него не только традиционных научных знаний, но и наиболее фундаментальных положений современной науки, а также вопросов перспектив ее развития. При этом способы усвоения учебного материала должны быть адекватны современным научным способам познания.

Принцип системного подхода. Системный подход, направление методологии специально-научного познания и социальной практики, в основе которого лежит исследование объектов как систем. «Системный подход – сочетание здравого смысла и мощных средств современной вычислительной техники, которые только и могут существенно продвинуть вперед познание сложных информационных систем» [Б.А. Глинский, с.53].

Системный подход к изучению информационных процессов открывает перспективу для использования вычислительной техники в качестве моделей исследования систем различной природы. Именно структурное подобие систем открывает возможность реализации преимуществ научного моделирования как метода, для которого структурное подобие объектов имеет фундаментальное значение. «Виды учебной деятельности, осуществляемой при усвоении естественнонаучного содержания при компьютерном обучении отражают основные моменты научного познания. Само содержание при структурировании и выделении различных уровней сложности усвоения учащимся позволяет включать не только те темы, которые обеспечивают обязательный минимальный уровень знания, но, во-первых, рассматривать более широкие понятия данного учебного предмета, расширять кругозор учащегося, делать его знания более фундаментальными, а, во-вторых, связывать эти понятия с другими предметами, изучая их во взаимосвязи и строя, тем самым, более полную и научную картину мира» [В.В. Артемьева, с.14].

Принцип систематичности и последовательности связан как с организацией учебного материала, так и с системой действий обучаемого по его усвоению.

При компьютерном обучении принцип систематичности:

- предполагает разработку и обоснование формализованной модели предметной области при проектировании соответствующей обучающей программы;

- отдает предпочтение пакетам программ по группам тем и даже целым курсам по сравнению с отдельными разрозненными, пусть даже самыми совершенными, программами.

Принцип поэтапного преодоления трудностей при компьютерном обучении переходит от принципа всеобщей доступности для определенной возрастной группы или некоторого усредненного учащегося данного возраста, в принцип индивидуальной доступности и рассматривается как возможность достижения цели обучения. Естествоведческий материал, реализованный в компьютерном обучении, предполагает наличие разветвлений, различных путей и скоростей прохождения учебного курса, оказание помощи в виде пояснений, подсказок, дополнительных указаний и задач, постоянно контролирует и поддерживает на необходимом уровне мотивацию обучаемого. Обучение строится таким образом, чтобы можно было закономерно управлять темпом и содержанием развития личности обучаегося посредством организации обучающих воздействий. Доступность при компьютерном обучении играет роль фильтра содержания, светофора процесса обучения и, в конечном счете, обеспечивает достижение цели обучения учащимися с различной начальной подготовкой.

При компьютерном обучении этот принцип означает необходимость разработки и использования в ППС (педагогических программных средствах) психологически обоснованных моделей обучаемого и процесса обучения.

Исходя из психологических особенностей мыслительной деятельности младших школьников, при создании ППС необходимо:

- очень тщательно отбирать задачи для учащихся;

- продумать содержание диалога ученика и компьютера.

Задачи должны быть по силам каждому конкретному ученику, не должны утомлять своим однообразием, трудность их должна постепенно нарастать. Программа должна предусматривать изменение сложности заданий уже на ранних этапах работы, что позволит индивидуализировать достижение обязательного уровня обучения каждым учеником.

Принцип связи индивидуализации и коллективизации. Внедрение компьютерных технологий в процесс обучения естествознанию - один из путей достижения сбалансированности индивидуальных и коллективных форм обучения:

- компьютер дает возможность каждому ученику работать в приемлемом для него темпе;

- создается возможность уровневой дифференциации: в зависимости от качества ответов ученик переводится на более высокий или низкий уровень обучения;

- различные варианты ППС позволяют выбрать обучающую программу, соответствующую индивидуальным особенностям ученика;

- объединяет учеников между собой и с учителем совместное решение проблемы на уроке или в качестве домашнего задания;

- групповая работа с компьютером на уроке или групповые домашние задания (в старших классах) создают условия для развития навыков делового общения в процессе обсуждения вариантов решения поставленных задач.

Принцип прочности закрепляет эмпирические и теоретические закономерности: усвоение содержания естественнонаучного образования и развитие познавательных сил учащихся - две взаимосвязанные стороны процесса обучения. Прочность усвоения учащимися естествоведческого материала зависит не только от объективных факторов: содержания и структуры этого материала, но также и от субъективного отношения учащихся к данному учебному материалу, обучению, учителю; прочность усвоения знаний учащимися обусловливается организацией обучения, использованием различных видов и методов обучения, а также зависит от времени обучения. Память младших школьников носит избирательный характер: чем важнее и интереснее для них тот или иной учебный материал, тем прочнее этот материал закрепляется и дольше сохраняется.

Принцип эффективности (оптимизации) обучения. В условиях компьютеризации осуществление этого принципа выдвигает следующие проблемы:

- качество (эффективность) самих обучающих программ: их обучающее воздействие и влияние на мотивацию обучения; пока нет четких критериев оценки, необходимо создание института независимой экспертизы и апробации создаваемых ППС;

- соотношение и взаимная увязка традиционного и компьютерного обучения: место и роль учителя в условиях обучения по данной теме с использованием данного ППС в данном плане (группе);

- сочетание компьютерных технологий с традиционной классно-урочной системой обучения, неоптимальной с точки зрения индивидуализации обучения и активизации учащихся;

- экономическая эффективность использования компьютеров [А.В. Могилев, с.16].

Принцип непрерывности предопределяет систему идей, которые необходимо реализовать в процессе естественнонаучного образования, сопровождающих учащихся в различные периоды обучения. К числу таковых относятся: интеграция учебной и практической деятельности, поступательность в обогащении творческого потенциала учащегося, содержательная преемственность восходящих ступеней образовательной лестницы, самообразование в периоды между стадиями организованной учебной деятельности, интеграция формальной, неформальной и информальной составляющих непрерывного образовательного процесса.

Принцип преемственности прикомпьютерном обучениисвязанссохранением связи качественно различных стадий обучения - различных по содержанию и способам осуществления.

Принцип связи теории с практикой. Применение компьютерных технологий позволяет существенно усилить практическую направленность естественнонаучного образования, так как компьютер обладает уникальными возможностями моделирования, в том числе имитационного, различных процессов, начиная от физических и химических, кончая социальными. Компьютер может «погрузить» обучаемых в любую обстановку.

Целесообразно использование в школе методов компьютерного проектирования и моделирования. ППС, используемые в обучении, могут способствовать профориентации школьников, их экономическому, экологическому и другим видам воспитания.

Принцип когнитивности коммуникации, то есть организации диалога между обучаемым и обучающим, в данном случае между компьютером и учащимся. Это новый, присущий только компьютерному обучению принцип. Компьютерные обучающие системы также называют интерактивными (диалоговыми). Можно перечислить множество учебных ситуаций, в которых партнеры, участвующие в различных формах диалога, обмениваются различными типами знаний и сведениями. Сведения, пока они не осмыслены и не включены в соответствующую понятийную структуру, еще не являются знаниями учащегося. Такой процесс обычно включает координацию и синхронизацию обмена информацией, используя согласующие договоры и процедуры. Диалог - это форма общения, характерными особенностями которого являются смешанная человеко-машинная инициатива, предвидение намерений пользователя и возможность сотрудничества с системой. Взаимодействие не ограничивается парой «вопрос-ответ», т.к. содержание взаимодействия распознается и становится ясным в ходе более или менее сложного обмена высказываниями. В процессе диалога происходит понимание того, что хочет, что знает и что предполагает сделать говорящий, благодаря этому, а также неосознанному сотрудничеству, получают сложные ответы, которые к тому же отвечают на невысказанные вопросы. Именно правильное взаимное понимание партнеров диалога при компьютерном обучении привело к введению принципа когнитивности коммуникации. Диалог человека и компьютера имеет ряд особенностей, его можно определить как обмен информацией между вычислительной системой и пользователем, проводимый с помощью интерактивного терминала и по определенным правилам.

Диалоги могут быть мультимедиа (многосредовые), включающие несколько различных коммуникативных каналов и многосмысловые (мультимодальные), включающие все формы и действия связанные с усвоением знания. Учебная среда в процессе диалога может строить различные модели обучаемых и затем использовать эти модели для динамического построения обучающих путей и методик. Интерактивный (компьютерный) диалог обеспечивает коммуникацию между двумя партнерами - обучающим средством (компьютером) и обучаемым. В процессе взаимодействия оба участника диалога осуществляют и другие действия: компьютер организует собственную работу, контроль блоков, передачу информации между устройствами и другие, а обучаемый может обмениваться репликами с другими обучаемыми, делать пометки и т.д.

 

Продожение читайет в следующей статье