Дидактические условия применения автоматизированных учебных курсов в процессе изучения старшеклассниками естественнонаучных дисциплин Белоус Наталья Николаевна

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ УЧЕБНЫХ КУРСОВ В ПРОЦЕССЕ ИЗУЧЕНИЯ УЧАЩИМИСЯ 10-11 КЛАССОВ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫХ ДИСЦИПЛИН.

1.1 Применение автоматизированных учебных курсов как потребность социально -экономического развития общества и личности 12

1.1.1 Социально - экономические предпосылки всеобщей

компьютеризации образования 12

1.1.1.1 Преобразование материальной базы учебного процесса 15

1.1.1.2 Автоматизация непроизводственной сферы 17

1.1.1.3 Компьютеризация управленческой деятельности 20

1.1.2 Процесс обучения как информационная технология 21

1.1.2.1 Анализ понятия «педагогическая технология» 21

1.1.2.2 Новые информационные технологии обучения 25

1.2 Различные подходы к педагогическим программным

средствам как педагогическая проблема 31

1.2.1 Программированное обучение как начальный этап создания обучающих программ 31

1.2.2 Динамика развития компьютерных технологий обучения 38

1.2.3 Классификация компьютерных программ учебного назначения 49

1.2.4 Дидактические особенности компьютера как средства обучения 51

1.2.5 Анализ программного обеспечения предметов естественнонаучного цикла 55

В ыводы по первой главе 61

ГЛАВА 2.

КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ ПОДХОДЫ К КОНСТРУИРОВАНИЮ И ПРИМЕНЕНИЮ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ УЧЕБНЫХ КУРСОВ.

2.1 Требования, предъявляемые к автоматизированным учебным курсам 62

2.1.1 Анализ классификаций общих требований к автоматизированным учебным курсам 64

2.1.2 Дидактические требования к педагогическим программным продуктам 67

2.1.3 Психолого-педагогические требования к педагогическим программным продуктам

2.1.4 Технические требования к педагогическим программным продуктам 76

2.2 Анализ этапов разработки структуры и содержания автоматизированных учебных курсов

2.2.1 Методология проектирования программных продуктов 81

2.2.1.1 Средства для создания автоматизированных учебных курсов 82

2.2.2 Основные этапы создания автоматизированных учебных курсов 84

2.2.3 Отбор материала для автоматизированных учебных курсов 87

2.2.3.1 Автоматизированный учебный курс «Логарифмы» 90

2.2.3.2 Автоматизированный учебный курс «Электрический ток в жидкости» 102

Выводы по второй главе 108

ГЛАВА 3.

ПРАКТИЧЕСКАЯ АПРОБАЦИЯ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Экспериментальная проверка эффективности применения автоматизированных учебных курсов в процессе изучения предметов естественнонаучной направленности 110

3.1.1 Методика оценки эффективности применения автоматизированных учебных курсов по критерию успеваемости учащихся 112

3.1.2 Методика оценки эффективности использования компьютеров в учебном процессе критерию объема знаний (воспроизведению элементов знаний) 119

3.1.3 Экспертная оценка эффективности автоматизированных учебных курсов 121

3.2 Обсуждение результатов эксперимента 126

3.2.1 Анализ результатов выполнения контрольных тестов 127

3.2.2 Результаты экспертной оценки автоматизированных учебных курсов 135

3.2.3 Анализ оценок 138

Выводы по третьей главе 140

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 142

ЛИТЕРАТУРА 146

ПРИЛОЖЕНИЯ 158

• Применение автоматизированных учебных курсов как потребность социально -экономического развития общества и личности
• Требования, предъявляемые к автоматизированным учебным курсам
• Экспериментальная проверка эффективности применения автоматизированных учебных курсов в процессе изучения предметов естественнонаучной направленности

Введение к работе

Научно- технический прогресс к концу XX в. обусловил технологизацию сфер образования и культуры, гуманитарных областей знания. Сегодня мы уже говорим об информационных, медицинских, образовательных и других подобных технологиях.

С развитием науки и техники значительно расширились возможности человека, благодаря новым промышленным, электронным, информационным технологиям, обладающим колоссальными ресурсами. Качественные изменения, возникающие при этом, свидетельствуют о том, что новые способы обучения уже не укладываются в рамки традиционных методик и средств обучения, а также индивидуальных способностей преподавателя. Появляются новые технические, информационные, полиграфические, аудиовизуальные средства с присущими им новыми методиками, которые становятся неотъемлемым компонентом образовательного процесса, внося в него определенную специфику.

Решение проблемы повышения эффективности и обеспечения гарантированного качества обучения многие теоретики и практики педагогики связывают сегодня с применением средств вычислительной техники в учебном процессе. Все более очевидным становится утверждение, что использование информационных технологий в учебном процессе - это основа преобразования системы образования. Как отмечают B.C. Аванесов, Н.П. Брусенцов, С.Ф. Маслов и ряд других авторов [1], кризис современного образования возник вследствие того, что оно стало массовым. Чтобы обучить сравнительно небольшие контингенты людей, достаточно предоставить компетентных преподавателей в количестве, достаточном для обеспечения индивидуальной работы с учащимися. Решить же задачу обучения и переобучения десятков миллионов людей "обеспечить должное качество обучения "вручную" нельзя - нужны технические средства, машины, компьютеры. Бумажная технология в этих условиях неминуемо приводит к снижению качества, деградации образования".[1]

Процесс обучения в современном индустриальном обществе не может быть реализован без использования технических средств, позволяющих полнее, глубже и с имитацией реальных условий осваивать как базовые, так и профессиональные знания. Применение с этой целью автоматизированных обучающих систем призвано, в частности, разрешить противоречия между непрерывно возрастающим объемом учебной информации и ограниченными сроками обучения, между массовостью обучения и его дифференциацией и индивидуализацией, а так же создать условия для более качественной фундаментальной подготовки в сочетании с одновременным освоением современных информационных технологий. Такой подход позволяет говорить о своеобразной педагогической технологии.

В течение последних 20 лет в развитии методов хранения и использования информации произошла настоящая революция. Во многом изменился тип и потенциальное значение информации. Компьютер и компьютеризация вышли из поры младенчества, информационная технология стала частью повседневной реальности.

Еще недавно, закончив школу, человек вступал в мир, меняющийся довольно медленно. Но уже сегодняшнее и будущее поколения учеников нуждаются в образовании, которое подготовит их к тому, с чем они столкнутся за пределами школы.

Компьютеризация учебного процесса вызвана потребностями самой системы образования и связана с основными направлениями развития педагогической науки: потребностью в повышении качества учебно-воспитательного процесса; оптимизацией управления в сфере образования; совершенствованием научно -педагогических исследований, усилением влияния их результатов на педагогическую практику.

Новые подходы к пониманию роли новых информационных технологий (НИТ), включающих в себя современные средства коммуникаций, компьютерные среды, интерактивное видео, системы видеотекста, мультимедиа и т.п., а также методы их использования , разрабатываемые на фоне более общих исследований, связанных с изменениями в обществе, начинают разрабатываться и в образовании, как одном из социальных институтов, непосредственно влияющем на эти изменения. Появляющаяся заинтересованность учителей и желание использовать в своей профессиональной деятельности предоставляемые информационной технологией возможности, с одной стороны, и возникающая потребность учеников приобретать новые знания, с другой стороны, ведут к необходимости создания новых педагогических технологий, основанных на тех возможностях, которые НИТ открывают для совершенствования учебного процесса. Информационные технологии в школе изучаются не как самоцель, а в контексте их применения как на уроках по различным предметам школьного цикла, так и во внеклассной работе.

Развитие процесса информатизации сферы образования выдвигает на передний план задачу создания педагогически обоснованной стратегии применения НИТ в школе, способствующей усилению педагогического воздействия на формирование личности учащегося, его моральных и волевых качеств, творческих способностей, потребностей к самообразованию.

Большой вклад в исследования по информатизации и компьютеризации образования внесли: С.А. Абрамов, В.И. Аверчинков, И.Н. Антипов, В.П. Беспалько, Л.А. Ваграменко, Е.П. Велихов, А..А. Вербицкий, В.М. Глушков, Ю.И. Дегтярёв, A.M. Довгяло, В.П. Дьяконов, А.П. Ершов, В.А. Извозчиков, В.В.Ковалевский, Э.И. Кузнецов, С.С. Лавров, Е.И Машбиц, В.М. Монахов, Е.И. Подчиненов, В.Г. Разумовский, И.А. Румянцев, В.В. Рубцов, И.В. Роберт, В.Д. Симоненко, Н.Ф. Талызина и многие другие.

В публикациях последнего времени главное внимание занимают проблемы, связанные с содержанием учебного предмета "Основы информатики и вычислительной техники ", которые рассматриваются в работах Е.П. Велихова, А.В. Гиглавого, Б.С. Гершунского, А.П. Ершова, А.А. Кузнецов, И.И. Логвинова, В.М. Монахова, Ю.А. Первина, Д.О. Смекалина и других.

Разработке принципов подбора компьютерной техники для учебных целей и программного обеспечения посвящены работы А.Н.Богатырева, Л.А. Ваграменко, Н.Ф.Глаголевой, Г.А. Звенигородского, П.А.Земцова, В.П. Коровацкого, СМ. Косемкова, А.В. Преображенского, Г.В. Рубиной, Р. Трейстера и других.

Психолого-педагогические возможности использования компьютера в разных учебно-воспитательных ситуациях освещены в работах Е.И, Машбица, Л.П. Гурьева, Г.А. Звенигородского, В.М. Монахова и других.

В работах В.Г. Болотнянского, В.В. Буркина, А.В. Зимарева, М.Д. Карпова. И.С. Кислицкой, А.Д. Корнева, А.К. Лапшина, Н.Л. Луниной, В.А. Новикова, В.В. Рубцова, А.П. Савельева, В.Г. Фроловой, Н.П. Шипицина, Е.А. Чижевского и других анализируется практический опыт разработки педагогических программных средств (ППС) различного назначения, а также методика использования этих программных продуктов.

Анализ публикаций позволяет выделить четыре направления использования компьютерной техники в сфере образования:

1) компьютер и информатика как объект изучения;

2) компьютер как средство учебно-воспитательной деятельности;

3) компьютер как компонент системы педагогического управления;

4) компьютер как средство повышения эффективности научно-педагогических исследований.

Применение компьютера как средства учебно-воспитательной деятельности, а именно как средство обучения реализуется по следующим направлениям:

1) демонстрация (законов и явлений природы);

2) моделирование (процессов и явлений);

3) тренировка (выработка умений и навыков);

4) использование прикладных программам (обработка текстовых и алгебраических выражений, информационных массивов, результатов лабораторных и практических работ и т.п.);

5) информационно-справочная функция;

6) собственно обучение;

7) контроль знаний, умений и навыков.

В современных публикациях материалов научно-практических конференций по применению средств вычислительной техники в учебном процессе рассматриваются комплексные ГШС, автоматизированные учебные курсы (АУК) -компьютерные программы, которые включают в себя модули различного назначения, от демонстрации и обучения до контроля знаний, умений, навыков.

Но большинство этих исследований связаны с учебным процессом в высшей школе, применением компьютерных программных средств обучения студентов различным дисциплинам, оставляя в тени вопрос о компьютеризации школьного образования. В настоящее время в массовой средней школе существует серьезное отставание в вопросах внедрения НИТО, обусловленное как слабой материальной базой и не разработанностью основ компьютеризации учебного процесса, так и практический не изученность эффективности применения компьютерной техники в процессе обучения.

Таким образом, имеется противоречие между важностью проблем, с одной стороны, и не разработанностью их дидактических основ с другой. Это объясняет целесообразность осуществления исследования, направленного на определение дидактических условий эффективного применения компьютеров в школьном учебном процессе.

При этом мы учитываем экологическое неблагополучие юго-западных районов Брянской области. По данным медицинских обследований учащихся школ

г. Новозыбкова рост общей заболеваемости школьников возрос в 2 - 3 раза по сравнению с дочернобыльским периодом. При планировании и проведении учебного процесса приходится учитывать, что от 15 до 30% учащихся в каждом классе имеют изменения в структуре щитовидной железы (из них более 80% сочетаются с заболеваниями других органов и систем), что влияет на психофизическое развитие учащихся, снижает интеллектуально - деятельностные возможности организма.

Выше изложенное определяет актуальность выбранной темы исследования - "Дидактические условия применения автоматизированных учебных курсов в процессе изучения старшеклассниками естественнонаучных дисциплин".

Объектом исследования является процесс обучения учащихся 10-11 классов естественнонаучным дисциплинам с использованием автоматизированных учебных курсов.

Предмет исследования - дидактические условия эффективного применения автоматизированных учебных курсов и других программных средств в процессе обучения старшеклассников естественнонаучным дисциплинам.

Цель исследования состоит в определении дидактических условий применения АУК в учебном процессе естественнонаучной направленности.

Гипотеза исследования: применение АУК в учебном процессе позволит повысить эффективность изучения старшеклассниками естественнонаучных дисциплин (объем, глубину и прочность усвоения материала) при условии, если:

- используемые АУК соответствуют методам обучения и возрастным особенностям учащихся;

- будет обеспечено сочетание традиционных методов обучения и способов подачи информации с регулярным применением современных информационных технологий (СИТ) обучения;

- будет реализован дифференцированный подход к организации учебной деятельности, учитывающий индивидуальные особенности обучаемых.

Предмет исследования и гипотеза обусловили задачи исследования:

1) Исследовать динамику и тенденции развития компьютерных технологий обучения, провести анализ программного обеспечения предметов естественнонаучного цикла (на примере физики и математики).

2) На основе анализа методических и дидактических проблемы, возникающих при использовании компьютерных обучающих технологий, уточнить систему требований, предъявляемых к педагогическим программным средствам.

3) Разработать и апробировать методику качественной и количественной оценки эффективности применения автоматизированных учебных курсов при изучении естественнонаучных дисциплин в 10 - 11 классах.

4) Разработать программные средства, отвечающие дидактическим требованиям, выделенным в исследовании.

4) Внедрить результаты в учебный процесс.

На защиту выносятся: дидактические требования, предъявляемые к автоматизированным учебным курсам; дидактические условия, требований (АУК «Логарифмы», «Электрический ток в жидкости», контролирующие программы); методика оценки эффективности применения педагогических программных продуктов обеспечивающие эффективность использования ППП; педагогические программные продукты, разработанные с учетом дидактических;

В процессе исследования были использованы следующие группы методов:

- теоретический анализ и синтез, абстрагирование и конкретизация, аналогия, моделирование;

- анализ философской, психологической, педагогической литературы, учебно-программной документации, обобщение результатов исследований;

- прямое и косвенное наблюдение, беседа, опрос, анкетирование, педагогический эксперимент, анализ результатов учебной деятельности учащихся, собеседование, интервьюирование, хронометраж и др.;

- статистико-математические методы обработки информации. Основным методом исследования является педагогический эксперимент, в

развитие теории и практики проведения которого большой вклад сделали СИ. Архангельский, С.А. Бабанов, Ю.К. Бабанский, А.П. Беляева, В.М. Блинов, Г.В. Воробьёва, А.Г. Геркулов, Т.А. Ильина, Ю. В. Павлов, А.И. Пискунов, В.Ф. Шаталов и другие ученые. Педагогический эксперимент, в данном исследовании, состоял в апробации в учебном процессе педагогических программных продуктов и сравнении результатов учебной деятельности учащихся контрольных и экспериментальных групп.

Методологической основой исследования являются: диалектика как логика

и теория познания, основные положения ведущих отечественных учёных - дидактов Ю.К. Бабанского, В.В. Краевского, И.Я. Лернера, М.Н. Скаткина; основные положения возрастной психологии и теории развивающего обучения А.С. Выготского, А.Н. Леонтьева, С.Л. Рубинштейна, Н.Ф. Талызиной, Д.Б. Эльконина, В.В. Давыдова; основные положения теории программированного обучения В.П. Беспалько, П.Я. Гальперина, СИ. Архангельского, В.М. Глушкова; теория поэтапного формирования умственных действий В.В. Богословского, П.Я. Гальперина, В.В. Давыдова, А.Р. Лурия, А.В. Петровского.

Организация исследования. Базой исследования явились лицейские классы Новозыбковского педагогического училища гуманитарного и естественнонаучного профиля.

Научно-экспериментальная работа осуществлялась в три этапа:

- на первом этапе (1995-1996г.) был проведён теоретический анализ и оценка современного состояния проблемы, изучена психолого-педагогическая и методическая литература по теме исследования, изучен и проанализирован опыт использования компьютерных технологий в нашей стране и за рубежом. На этом этапе были определены предмет, объект, цель и задачи исследования;

- на втором этапе (1996-1998г.) была разработана дидактическая схема условий использования автоматизированных учебных курсов в учебном процессе, разработано педагогическое программное обеспечение, разработана методика количественной и качественной оценки результатов применения учебных компьютерных программ, начат эксперимент по апробации АУК в учебном процессе;

- на третьем этапе (1998-1999г.) был завершен эксперимент, произведён анализ, обобщение, статистическая обработка экспериментальных данных, подведены итоги диссертационного исследования.

Научная новизна исследования состоит: в уточнении дидактических требований к отбору материала для создания программных продуктов (соответствие принципам дидактики; учет индивидуальных особенностей учащихся; уровня их подготовленности к работе с ПК; учет особенностей психофизического здоровья учащихся);

- в выявлении условий эффективного применения программных средств, среди которых: организация индивидуальных форм работы учащихся с ППС; наличие разработанных и апробированных АУК; дифференцированный подход к организации учебных занятий с использованием АУК; предварительная подготовка учащихся к пользованию ПК; методическая готовность преподавателя к использованию ПК.

Теоретическая значимость состоит в разработке методики обучения предметам естественнонаучного цикла (на примере физики и математики), с учетом психофизических особенностей развития учащихся, проживающих на радиоактивно - загрязненных территориях Брянской области.

Практическая значимость исследования заключается в создании методики качественного и количественного анализа эффективности применения компьютерных программ в учебном процессе; разработке программных материалов для использования в учебном процессе естественнонаучной направленности (АУК, контролирующих программ по всем разделам физики 10-11 классов); подготовке рекомендаций для учителей по применению СИТ на уроках. Теоретический материал исследования может быть использован для проведения спецкурсов, последующих исследованиях данной проблемы.

Достоверность результатов исследования обеспечена использованием фундаментальных положений педагогики, методики, возрастной психологии; непротиворечивостью положений и выводов исследования и их соответствием современным представлениям педагогики и психологии; репрезентативностью экспериментальных данных, сочетанием качественного и количественного анализа, корректировкой и статистической обработкой.

Апробация и внедрение осуществлялись посредством распространения и организации обучения с использованием программных продуктов. Результаты исследования проверялись в опытно-экспериментальной работе. Основные положения диссертации были обсуждены на заседаниях педагогической цикловой комиссии естественнонаучного цикла (1996 - 1999гг.), научно -методических семинарах кафедр ОФ и ТМтП БГПУ (1996 - 1999гг.), научно-практической конференции " Актуальные проблемы обучения и воспитания" (Брянск, 1997 г.), 5-й научно - практической конференции «Современный физический практикум» (Новороссийск, 1998г).

Диссертация содержит введение, три главы, заключение, список использованной литературы, приложения. Общий объем работы 189 страниц, включающий 14 таблиц, 12 диаграмм, 6 рисунков.

Применение автоматизированных учебных курсов как потребность социально -экономического развития общества и личности

Информатизация, согласно А.П. Ершову, - всеобщий и неизбежный период развития человеческой цивилизации, направленный на обеспечение полного использования достоверного, исчерпывающего и своевременного знания во всех общественно значимых областях человеческой деятельности» [56]. Под влиянием процесса информатизации в настоящее время складывается новая общественная структура - информационное общество (Мартин Дж., Масуда Й., Тоффлер О. и др.). Согласно концепции современного информационного общества (Ракитов А.И. и др. [134]), информационное общество характеризует высокий уровень информационных технологий, развитые инфраструктуры, обеспечивающие производство информационных ресурсов и возможности доступа к информации, процессы ускоренной автоматизации и роботизации всех отраслей производства и управления, радикальные изменения социальных структур, следствием которых оказывается расширение сферы информационной деятельности [134].

Речь идет об обществе, в котором предметом труда является информация, а средством труда информационная технология. В этом обществе решающая роль будет принадлежать «индустрии знаний». Информация превратилась в стратегический ресурс человечества, единственный из всех ресурсов, который при потреблении не убывает, а, напротив, возрастает все более и более. Информацию начали подсчитывать и измерять. Не случайно в рамках Общей информационной программы ЮНЕСКО имеется показатель «потенциального использования информации». Причем важна не только полнота информации, но и оперативность ее получения и использования.

Развитие и усложнение структуры разнообразной информации, а так же неуклонно возрастающие потребности в оперативной обработке и эффективном использовании информационных данных, приводит к углублению противоречий между необходимыми и реальными интеллектуальными возможностями человека, его реакцией на непрерывно нарастающую по количеству и усложняющуюся по качеству информацию. Один из путей устранения этого противоречия -использование неограниченных возможностей компьютера для обработки информации.

Компьютерные технологии начинают широко использоваться в области обучения. Именно успешное решение вопросов компьютеризации учебного процесса является важнейшей задачей общегосударственного значения.

Во-первых, в условиях перехода в третье тысячелетие, одной из основных составляющих общего образования должна стать компьютерная грамотность. Поскольку компьютерная техника уже сейчас используется в разных сферах, и в дальнейшем ее распространение будет расширяться, то овладение каждым специалистом культурой пользователя ПК, позволит обеспечить в обозримом будущем все общество мощным средством усиления интеллектуальной деятельности.

Во-вторых, необходимо уделять больше внимания вопросу создания и развития отечественных информационных систем и компьютерных технологий. Для этого необходимо существенно повысить качества профессиональной подготовки специалистов. В данном случае, речь идет как раз не о пользователях ЭВМ, а о высококвалифицированных специалистах способных эффективно разрешать проблемы изготовления, эксплуатации и обслуживания сложной вычислительной техники в различных отраслях экономики страны.

Выше сказанное отражает современные требования как к уровню профессиональной подготовки специалистов в области вычислительной техники, так и компьютерной грамотности подрастающего поколения, и вполне соответствует социально-экономическим запросам общества.

Однако не менее существенным становиться и то, что началось интенсивное проникновение вычислительной техники в сферу образования и педагогическую науку. Развитие систем образования, педагогической науки связано с необходимостью существенного повышения качества учебно-воспитательного процесса. Компьютеризация позволяет оптимизировать процесс управления педагогическими системами, качественно изменить технологию научно-педагогических исследований, и, что немаловажно, сократить время на внедрение научных разработок в учебный процесс, усилить их влияние на педагогическую практику.

Компьютеризация в настоящее время определяет стратегию развития практически всех сфер общественного производства, сферы управления. Все области человеческой деятельности, включая быт, насыщены электронно-вычислительными машинами разных видов: от суперкомпьютеров, до мини- , микро-ЭВМ. Уровень развития ведущих стран мира, потенциал научно-технического развития, определяется теперь не только ростом промышленного производства и уровнем потребления, но и качеством и количеством произведенной информации, степенью автоматизации всех отраслей производства и потребления.

Само развитие информационной индустрии, производство и применение компьютеров чрезвычайно динамично. «Фактически за 30 лет эта отрасль прошла путь от зарождения до одной из наиболее быстро развивающихся. Тенденции роста ошеломляют: экспоненты роста вычислительных мощностей в наиболее развитых странах резко поднимаются вверх, приближаясь к вертикали. Речь, по существу, идет о радикальной перестройке научной, производственно-технической и информационно-коммуникативной основы общества, о революции в организационно-управленческой практике» [27].

Много проблем сейчас стоит перед индустрией информатики и вычислительной техники - от разработки сверхчистых материалов, до создания глобальных баз данных и искусственного интеллекта. Само собой разумеется, что для решения этих проблем необходимы высококвалифицированные, знающие специалисты. Именно поэтому кардинальные преобразования в сфере обучения, на базе компьютеризации всего учебного процесса, относятся к наиболее важным, приоритетным задачам общегосударственного значения.

Требования, предъявляемые к автоматизированным учебным курсам

В настоящее время создано большое число педагогических программных продуктов, ориентированных на различные возрастные группы и рассчитанные на разную степень подготовки и способностей. Презентации педагогических программных продуктов (ППП) широко представлены на страницах периодических каталогов РОСЦИО «Компьютерные учебные программы», в журналах «Компьютер + программы», «Мир ПК», «Компьютер в школе» и др.

Краткий обзор программных продуктов показывает высокое качество дизайна программ оформленных под «Windows» с использованием мультимедийных технологий. ППП разрабатываются на различных языках программирования: assembler, pascal, С, turbo pascal, turbo basik и др.

Общая численность, рекламная классификация по возрастным группам и предметная ориентация подготовленных программных продуктов выступают основными критериями эффективности и конкурентоспособности компьютерных фирм, связанных с образованием. Как отмечает В.М. Монахов: «... указьюая на наличие большого числа педагогических программных продуктов, никто из авторов не ставит вопрос о критериях педагогической и дидактической оценки» [110]. Проведенный им анализ более 7000 обучающих программ, показывает их низкую дидактическую и методическую эффективность. Распределение ППП по учебному назначению приведено ниже (см. табл. 2.1), но целый ряд программ относится сразу к нескольким категориям, поэтому суммарное число программ в процентах превышает 100.

Многие ППП изолированы от учебного плана (его содержания, учебного материала, стратегии), часто не могут вписаться в учебные программные требования.

Надо осознать, что при отсутствии методики оценки дидактической эффективности НИТ, нельзя относиться к практике применения компьютеров в образовании иначе, как к дорогостоящему, пассивному приложению. Одновременно с программами появляются публикации, которые ставят под сомнение их дидактическую ценность [9,91]. Эффективность применения многих программ сравнительно невысока, объем и качество знаний, получаемых учащимися, оставляют желать лучшего. Поэтому такие программы (типа "Опросник" или "Тренажер") не находят широкого применения в массовой школе. Созданные к настоящему времени программные средства обучения какой-либо явной "революции" в организации обучения не произвели. Компьютеры стали вводиться в традиционную организацию обучения, которая по своему исходному содержанию и методам машин не предполагает и в них не нуждается. Для традиционного обучения характерно описательное содержание, которое преподается иллюстративно-монологическим методом. Такое содержание задается учебниками, тексты которых должны усваивать учащиеся. При таком подходе компьютерные обучающие программы лишь особым способом повторяют схему традиционного обучения.

Наиболее успешно учащиеся используют программные средства, которые первоначально разрабатывались для профессионального применения в области обработки данных (текстовые редакторы, автоматизированная обработка результатов экспериментов, моделирование различных процессов и явлений и т.д.). Использование компьютеров в этом направлении, как показывает опыт, приносит большую пользу учебно- познавательной работе школьников и студентов [481.

Предлагаемые ППП должны служить прежде всего оптимизации учебного процесса по двум критериям: критерию эффективности и качества процесса и критерию расходов времени педагогов и учащихся в процессе обучения.

Дидактические и методические требования, предъявляемые ППП, должны соответствовать целям и типу педагогических программных средств. Критерием при определении целей компьютерного обучения, например автоматизированного учебного курса (АУК), является некоторая количественная мера полученных в результате автоматизированного обучения знаний, т.е. целью обучения должно быть получение учащимся некоторой суммы информации, умений, знаний и навыков по вполне определенному, конкретному фрагменту учебной дисциплины, охваченному данным автоматизированным учебным курсом.

Экспериментальная проверка эффективности применения автоматизированных учебных курсов в процессе изучения предметов естественнонаучной направленности

Эффективность применения компьютеров в учебном процессе определяется системой критериев. Критерии - от греч. {Criterion - средство для суждения, признак на основании которого производится оценка, определение или классификация чего-либо: мерило оценки [148].

Сложность их определения состоит в том, что эта проблема многоаспектная, касающаяся педагогической, психологической и социально - экономической областей.

Исследуя критерии, мы исходили из того, что они должны быть нацелены на конечный результат: повышение уровня знаний; развитие личности; воспитание качеств человека. Анализ литературы и результатов исследования по этой проблеме показывает многообразие подходов к определению критериев. Этой проблеме посвящены работы СИ. Архангельского, Г.И. Батуриной, В.П. Беспалько, А.Б. Душнова, И. Д. Зверева и др [6,15,37,61].

Ю.К. Бабанский в своих исследованиях по оптимизации учебного процесса называет два основных критерия: «...достижение учеником такого уровня успеваемости, воспитанности, развитости, который соответствует его реальным учебным возможностям в зоне ближайшего развития» и обязательное соблюдение гигиенических норм времени на урочную и домашнюю работу [121].

И.В. Роберт выделяет несколько подходов к проблеме оценке качества программных продуктов учебного назначения [137]:

1. Критериальная оценка их методической пригодности, основывающаяся на использовании критериев оценки качества;

2. Экспериментальная проверка педагогической целесообразности их использования, основанная на практической апробации применения в процессе обучения в течение определенного периода;

3. Экспертная оценка качества, основанная на компетентном мнении экспертов, знающих данную область и имеющих научно-практический потенциал для принятия решения;

4. Комплексная оценка качества, интегрирующая все или некоторые подходы, названные выше.

Точную оценку ППП можно получить только при проведении эксперимента высококвалифицированными, независимыми специалистами на специальных экспериментальных площадках. Но подготовка и проведение такого эксперимента -довольно сложный и трудоемкий процесс, и, видимо, экономически нецелесообразно проводить его для каждого вновь созданного ППП. Рациональнее использовать его для апробации и доводки ППП, предварительно прошедших экспертизу.

В последнее время в педагогической науке большое внимание уделяется разработке различных экспертных методов оценок педагогических исследований, в том числе и программных средств. Большое значение в этом направлении имеют работы Ю.К. Бабанского, ЯЛ. Ваграменко, А.М. Пискунова, В.М. Полонского, И.В. Роберт, B.C. Черепанова и других ученых [7,123,136,173].

Экспертные методы оценки ППП - более производительны по сравнению с педагогическим экспериментом, но проблем здесь так же очень много, в частности, недостаточно разработан критериальный аппарат, практически полностью открыта проблема определения коэффициентов весомости критериев, не определяется степень компетентности экспертов.

Сертификация ППП и возможное введение (в будущем) знака соответствия - это, на наш взгляд, решение только части проблемы. В конечном счете никто, кроме самого учителя, не может определить какой ППП ему необходим для работы, и, следовательно, на приобретение какого ППП ему тратить отпущенные средства. К сожалению этого не происходит. Основная причина, по-видимому, заключается в низком уровне информационной культуры большего числа учителей (см. об этом прил.1), многие просто не знают, какие ППП им необходимы для работы и приобретают (если есть возможность приобрести) первые попавшиеся.

На практике при апробации большинства новых ППП методику эксперимента разрабатывает, организует и реализует обычно тот же коллектив, что создает сам ППП. В данном плане мы не были оригинальны. Но в целях избежания серьёзных просчетов, которые могут исказить результаты эксперимента, при проверке эффективности применения АУК в учебном процессе по математике и физике мы использовали комплексную оценку качества, которая включала: экспериментальную проверку педагогической целесообразности использования АУК и экспертную оценку качества.