Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА І. ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОДЕССА ОБУЧЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 12
1. Информатизация и информационные технологии в образовании 13
1.1. Информационные процессы в сфере образования 13
1.2. Новые информационные технологии обучения. 21
2. Психолого-педагогические особенности компьютеризации обучения. 27
3. Использование средств информационных технологий для разработки учебного программно-методического обеспечения 33
ЗЛ, Создание программно-методических средств учебного назначения 38
3.2. Инструментальные пакеты для создания учебных компьютерных курсов 40
3.3. Универсальная система Linkway: возможности, особенности применения 45
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 1 .51
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УНИВЕРСАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ LINKWAY ДЛЯ ССЗДАНИЯ УЧЕБНЫХ КОМПЬЮТЕРНЫХ КУРСОВ 53
1. Создание учебных компьютерных курсов с использованием универсальной системы Linkway 53
1.1. Требования к проектированию и созданию учебных компьютерных курсов 53
1.2. Разработка учебных компьютерных курсов. 56
1.3. Разработка учебного компьютерного курса, созданного в системе Linkway 61
2. Место универсальной системы Linkway в курсе педвуза "Иопользование новых информационных технологий в обучении" 69
2.1. Необходимость введения курса "Методика использования инструментальных пакетов для создания учебных компьютерных курсов" 69
2.2. Методика введения основных понятий системы Linkway. 73
2.3. Методика изложения возможностей средств программирования 85
3. Педагогический эксперимент 93
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 2 105
ЗАКЛЮЧЕНИЕ - 107
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ. , 109
- Информатизация и информационные технологии в образовании
- Психолого-педагогические особенности компьютеризации обучения.
- Создание учебных компьютерных курсов с использованием универсальной системы Linkway
Введение к работе
Информатизация различных сфер деятельности человека и ее влияние на развитие общества характеризуется как новая научно-техническая революция. Создание мировой информационной структуры, превращение информации з экономическую категорию, развитие различных информационных технологий - характерные признаки нашего времени, информационная деятельность и информационные технологии становятся обязательными компонентами практически всех видов профессиональной деятельности. Как себя будет чувствовать будущий член общества в этом информационном пространстве зависит, в первую очередь, от среднего звена образования, задача которого состоит в том, чтобы заложить основы грамотного использования компьютера и информационных технологий в профессиональной деятельности.
Переход к информационному обществу должен сопровождаться коренными изменениями в системе образования. Идеи процесса информатизации образования, проходящего в настоящее время, отражены в работах Антипова И.Н. 2,3], Велихова Е.П.[133, Гершунского Б.С.[15], Глужкоза В.М.[17], Ершова А.П.[23-293, Лапчика М.П. 159,503, Машбица Е.и. [64-851, Монахова В.М. [72-743, Разумовского В.Г.[843, Роберт И.В.[85-883, Рубцова В.В.[893, Румянцева И.А.[913, Талызиной Н.Ф.Е973 и в других работах.
Интенсивные преобразования в системе образования выдвинули проблему психолого-педагогического определения рациональных путей использования компьютерной техники и новых информационных технологий в учебном процессе [5,7,11,12,14, 16,25,а5,39,41,94,1083.
Дидактические и методические аспекты данного вопроса из-
лодены в работах Жалдака М.И.[303, Шдзноза С.А.[31,323, Звенигородского Г.А.[35], Иззозчиксва В.А,[8,93, Кузнецова А.А. [47,43], Кузнецова Э.И.[50-55,75], Первина Ю.А.[79], Пугача В.И.[82,833 и других авторов.
Один из главных вопросов информатизации образования -это процесс подготовки будущих учителей информатики в рамках современных требований. Ряд работ [2,38,55,55,973 посзящен анализу теоретической и методической подготовки студентов пединститутов. Эти работы направлены на удовлетворение потребности общеобразовательной школы в учителе, имеющем фундаментальные знания в области информатики и ВТ, владеющем методикой применения новых информационных технологий в учебном процессе.
В процессе подготовки будущего учителя информатики должны учитываться: современное состояние данной науки; новые подходы к пониманию роли новых информационных технологий, включающих в себя современные средства коммуникаций, компьютерные среды, интерактивное видео, системы видеотекста и мультимедиа и др.; методы их использования. Именно это и является на современном этапе технологической базой для решения вопросов повышения качества обучения.
Развитие системы образования тесно связано с созданием новых педагогических технологий, обеспечивающих развитие детей, их творческой активности и введение методических инноваций в процесс учебной деятельности.
Настоящий этап внедрения информационных технологий в общеобразовательную школу характеризуется внедрением учебных компьютерных курсов по различным школьным предметам, разра-
ботка которых является процессом трудоемким и не может осуществляться без учета психолого-педагогических особенностей детей каждой возрастной группы.
Информатизация сф еры образования выдвигает на передний план задачу создания педагогически обоснованной стратегии подготовки учебного программного обеспечения, способствующего усилению педагогического воздействия на формирование личности учащегося, его творческих способностей, потребностей к самообразованию.
Выбор темы исследования, таким образом, продиктован стремлением найти наиболее эффективные средства создания педагогических программных продуктов.
Проблема исследования состоит в том, чтобы найти компромисс между достаточной простотой в использовании инструментальных пакетов для разработки компьютерных курсов и жесткими ограничениями, которые накладываются на разработчиков, создающих компьютерные курсы с использованием этих инструментальных пакетов.
Актуальность исследования определятся:
необходимостью разработки научно обоснованной стратегии создания учебных компьютерных курсов;
необходимостью совершенствования методической подготовки будущего учителя информатики и методиста-организатора по применению новых информационных технологий в школе.
Исходя из всего сказанного, в процессе диссертационной работы была сформулирована цель исследования, выбраны соответствующие объект и предмет исследования, а также выдвинута гипотеза, которая подвергалась теоретической и практической
проверке.
Цель исследования - разработать основные методические положения создания учебных компьютерных курсов с использованием универсальной системы Linkway; показать возможность и необходимость введения курса по использованию инструментальных пакетов для студентов - будущих учителей информатики; определить содержание и разработать методику преподавания курса.
Объектом исследования является процесс подготовки будущих учителей информатики, способных стать организаторами применения инновационных технологий в образовательном процессе.
Предмет исследования - универсальная система Linkway как средство создания учебных компьютерных курсов и методика формирования у студентов пединститутов умений и навыков работы с инструментальными пакетами.
Гипотеза: использование универсальной системы Linkway для создания учебных компьютерных курсов устранит противоречия между стремлением упростить процесс создания педагогических программных продуктов и ограничениями для создателей этих продуктов, возникающими в результате использования инструментальных пакетов. Это, в свою очередь, приведет к повышению уровня создаваемых учебных компьютерных курсов.
Для достижения цели и обоснования гипотезы в ходе диссертационного исследования решались следующие задачи:
раскрыть содержание понятия учебный компьютерный курс;
изучить и проанализировать имеющиеся средства создания учебного программно-методического обеспечения;
_ о „
обосновать возможность и цеяесообразность использования универсальной системы Linkway для создания учебных компьютерных курсов;
определить структуру учебного компьютерного курса, создаваемого с помощью системы Linkway, и выявить основные этапы его создания;
разработать содержание и методику курса по использованию универсальной системы Linkway;
экспериментально показать, что разработанная методика позволяет достичь целей и задач подготовки будущих специалистов в области использования новых информационных технологии обучения.
Для решения сформулированных задач исследования были использованы следующие методы:
анализ научно-методической, психолого-педагогической, научно-технической литературы по проблеме исследования;
анализ и обобщение опыта создания педагогических программных средств с использованием различных инструментальных пакетов;
беседы с учителями, имеющими опыт преподавания различных предметов с использованием учебных компьютерных курсов;
проведение педагогического эксперимента;
анкетирование студентов;
анализ и обобщение результатов экспериментальной работы.
Научная новизна работы: обоснованы возможность и преимущества использования универсальной системы Linkway для создания учебных компьютерных курсов; сформулирована методичес-
- э -
кая система основных понятий, необходимая для успешного освоения студентами приемов построения учебных компьютерных курсов.
Теоретическая значимость исследования состоит в том, что показана целесообразность и необходимость введения в систему дисциплин базовой подготовки по информатике студентов педагогических ВУЗов курса "Использование инструментальных пакетов для создания учебных компьютерных курсов"-, определено содержание и разработана методика преподавания курса.
Практическая значимость исследования:
разработанный курс "Использование инструментальных пакетов для создания учебных компьютерных курсов" и методика его преподавания дают возможность повысить уровень профессиональной подготовки будущих учителей информатики;
разработанные с использованием универсальной системы Linkway учебный курс "История средних веков", компьютерный повторительно-обобщающий урок "Кинематика", тестирующая программа для выпускников начальной школы, а также руководства по их применению могут быть использованы в практике общеобразовательной школы.
На защиту выносятся: 1- Обоснование возможности и рациональности использования универсальной системы Linkway для создания учебного программно-методического обеспечения.
Методика создания учебных компьютерных курсов с использованием универсальной системы Linkway.
Методика введения основных понятий универсальной системы Linkway как программного средства в курсе "Использование
инструментальных пакетов для создания учебных компьютерных курсов" для студентов педагогических ВУЗов.
Апробация результатов исследования. Результаты исследования получили отражение в докладах, тезисах докладов автора, в методических рекомендациях для студентов.
Основные результаты исследования докладывались и обсуждались на кафедре информатики и дискретной математики Московского Педагогического Государственного Университета им. В.И,Ленина (1994-97 гг.)., на семинаре учителей математики и информатики муниципальной гимназии N2 г.Коломны Московской области, на научно-методическом семинаре "Использование информационных технологий в учебном процессе" в МИГУ им. В.К.Ленина (1995, 1997г.), на XI Всероссийской конференции по педагогике ненасилия "Учитель современной школы" г.Санкт-Петербург (апрель 1995г.), на III Международной конференции "Компьютерные программы учебного назначения" г.Донецк (август 1996г.).
Внедрение результатов исследования проводилось в рамках учебного процесса муниципальной гимназии N2 г.Коломны Московской обл., средней школы N23 г.Нижний Тагил Свердловской обл., средней школы N1253 г.Москвы, Коломенского педагогического института.
Исследованием были охвачены:
учащиеся 3-4-х классов:
учащиеся 6-х классов;
студенты 2 курса общетехнического факультета;
студенты 4-го и 5-го курсов физико-математического факультета.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения., двух глав, заключения, списка литературы л приложений.
Информатизация и информационные технологии в образовании
Информатизация - процесс, направленный на обеспечение полного использования достоверного, исчерпывающего и своев- ременного знания во всех общественнозначимых видах человеческой деятельности. Информационные ресурсы, понимаемые как совокупность знаний о фактических данных и зависимостях между ними, становятся такими же стратегическими ресурсами общества, как материальные и энергетические ресурсы. Техническим средством освоения такого ресурса выступают компьютеры, средства связи, другие информационные машины, а значит и средства новых информационных технологий - устойчивых и общедоступных процедур автоматизированной обработки информации. Фактически, средства обработки информации с самого качала сопровождают человеческую цивилизацию: изобразительное искусство, писменность, книгопечатание, почта, машинопись, телеграф, телефон, радио, телевидение, к ним добавляются достижения последних десятилетий: ПЭВМ, оптические каналы, электронная почта, видеосистемы и т.д. При этом ресурс живого умственного труда многократко дополняется ресурсом искусственного, "машинного" интеллекта, что приводит к радикальному изменению содержания трудовых ресурсов.
Информационное (постиндустриальное) общество, приходящее на смену индустриальному, определяется развитием электроники и компьютерной техники, которая проникает буквально во все сферы деятельности человека и становится его средой обитания.
Выделим некоторые аспекты информатизации общества:
1. Философской и научной основой информатизации является освоение информационной картины мира, осознание единства законов функционирования информации в природе и обществе, практическое применение этих законов при создании индустрии производства и обработки информации.
2. Информатизация как информационный процесс состоит в представлении всей социально значимой информации в форме, доступной для хранения, обработки и передачи электронными техническими средствами.
3. Информатизация как познавательный процесс состоит в формировании и поддержании целостной информационной модели мира, позволяющей обществу осуществлять динамическое регулирование своего развития на всех уровнях проявления активности
- от индивидуальной деятельности до общечеловеческих институтов.
Таким образом, на первый план выдвигается задача воспитания у всех членов общества новой информационной культуры, элементами которой являются:
- планирование своей деятельности;
- поиск информации, необходимой для решения поставленных задач;
- проектирование и построение информационных моделей;
- дисциплина общения и структуризация сообщений:
- инструменткрование всех видов деятельности;
- использование современных технических средств в жизни.
Так как каждому типу общества должна соответствовать определенная система образования, то переход от индустриального к информационному обществу должен сопровождаться коренными изменениями в системе образования: как в содержании образования, так и в формах, и в методах, и в средствах обучения.
При всем многообразии мнений прослеживаются два подхода к определению места и функций компьютера как средства обучения. Одни считают компьютер техническим средством, позволяющим освободить учителя от однообразной, рутинной, трудоемкой части педагогической деятельности, не способным помочь в решении творческих задач.
Другие считают, что с помощью компьютерного обучения можно формировать качественно новые знания, развивать аналитическое и творческое мышление учащихся.
Психолого-педагогические особенности компьютеризации обучения
Проблема выявления научно обоснованных возможностей использования компьютерной техники и новых информационных технологий в качестве средств повышения эффективности обучения приобретает все большую актуальность. Обсуждению этих вопросов посвящены работы многих отечественных (Е643, [73], [803, [813, [951, [981) и зарубежных ([77], [1043) ученых.
Труд преподавателя относится к таким видам человеческой деятельности, которые основаны на непосредственном общении людей, их взаимодействии и влиянии друг на друга. Но на это общение в последнее время все большее воздействие оказывают процессы информатизации общества и, в частности, информатизации образования.
Поэтому важно проанализировать, что "специфического вносят компьютеры в процесс педагогического общения, какова их роль в профессиональной педагогической деятельности, чем межличностное общение отличается от контактов человека с ЭВМ и каковы перспективы новых средств общения" [81, С.144]. Кроме этого, необходимо ответить на вопросы:
- какой образ компьютера складывается в сознании учащегося по мере его знакомства с этим обучающим средством;
- каковы преобладающие мотивы обучения учащихся в условиях компьютеризации;
- получают ли учащиеся, общаясь с компьютером, новые возможности для своего развития;
- какие факторы наиболее сильно воздействуют на динамику поведения обучаемых на уроке;
- при каких условиях целесообразно использовать компьютер на уроках гуманитарного и естественно-математического циклов;
- какую роль в процессе компьютеризации обучения играет программное обеспечение;
- что меняется в деятельности учителя во время компьютерных уроков.
Во взаимодействии человека с машиной всегда человек был активен по отношению к машине, а машина пассивна по отношению к нему. И только с развитием современной техники и особенно средств новых информационных технологий обучения машина (то есть компьютер) стала активна по отношению к пользователю. Компьютер может задавать вопросы. даЕать советы, указания, оценивать те или иные действия, то есть быть ведущим в диалоге и проявлять инициативу. Но, чтобы диалог человека с компьютером протекал естественным образом, необходимо совершенствование знаний не только в области вычислительной техники и программирования, но и в области психологии [80].
Поэтому процесс компьютеризации не модет осуществляться сам по себе, без разработки проблемы психолого-педагогического обеспечения компьютерного обучения, бее согласования усилий разработчиков программ, педагогов и психологов [643.
Большую роль в обучении учащихся играют познавательно психические процессы. К числу наиболее важных из них относятся ощущение, восприятие, память, мышление [96].
Простейший познавательный процесс - ощущения. Именно с них, как правило, начинается учебная деятельность, они выступают предпосылкой познания.
В процессе компьютерного обучения особая нагрузка падает на зрительный анализатор обучаемых при работе с монитором.
Это может сказаться на самочувствии обучаемого и результатах его работы, и поэтому возникает проблема использования слухового канала связи.
Восприятие - более сложный психический познавательный процесс. В отличие от ощущения, отражающего отдельные свойства предметов, восприятие позволяет получить информацию об этом предмете во всей совокупности его свойств. Восприятие человека основано на включении вновь получаемых впечатлений в систему уже имеющихся знаний, поэтому полнее и точнее воспринимаются те научные знания, которые хорошо понятны, связаны с ранее приобретенными знаниями и основаны на практическом опыте.
При компьютерном обучении процесс зосприятия учебного материала улучшается за счет разнообразных дидактических возможностей: выделение необходимой информации на экране монитора, неоднократное ее повторение, подчеркивание, негативное изображение, мерцание.
Большое значение в ходе восприятия и осмысления информации имеет активизация всех видов внимания: непроизвольного, произвольного и послепроизвольного.
Создание учебных компьютерных курсов с использованием универсальной системы Linkway
В настоящее время разработаны различные подходы к определению требований к проектированию и созданию учебных компьютерных курсов:
- группа требований методического характера С493;
- требования, определяемые дидактическими принципами обучения [67];
- комплекс требований: педагогические, технические, эргономические, эстетические, требования к оформлению документации на компьютерные курсы [88].
Э.Г.Скибицкий в работе [95] рекомендует учитывать комплекс требований, основанных на задачах психологии и принципах педагогики, и охватывающих все стороны образовательного процесса. Поэтому предъявляемые требования можно разделить на три группы: общенаучные, общедидактические и частномето-дические.
Общенаучные требования: 1) Учебный компьютерный курс должен обеспечивать целостность учебного процесса в условиях компьютерного обучения, а также реализацию преемственности и взаимосвязи в подходах к обучению. Он разрабатывается на основе современных психолого-педагогических теорий и концепций (проблемное обучение, разЕИ-вающее обучение, теория поэтапного формирования умственных действий и Т.Д.).
2) УКК должен обеспечивать реализацию таких дидактических задач, решить которые возможно только с помощью компьютерной техники. Он должен быть динамичным и позволять развитие в зависимости от результатов обучения с ним, то есть зносить в него различные изменения и дополнения, а также устранять выявленные ошибки.
3) Должен быть предусмотрен ввод и вывод концептуально обоснованных различных форм информации о протекании учебной деятельности учащихся, контроль знаний, комментарии ответов обучающихся в соответствии с ориентировочной основой деятельности.
4) Должна быть выбрана система автоматизированного сбора статистических данных об успехах деятельности учащихся с курсом (длительность обучения, количество допущенных ошибок, специфика ошибок и т.д.) с целью создания информационной базы учебного процесса. Она позволит учителю проводить полноценный анализ формируемых знаний и умений.
Общедидактические требования: і) Е УКК должны быть реализованы основные дидактические принципы обучения; наглядность, доступность обучения, сознательность и активность учащихся з обучении и т.д. Компьютерный курс должен обеспечивать эффективность двух видов деятельности: учебной и обучающей.
2) УКК должен разрабатываться с учетом подготовленности и потребности учащихся, кх психического и физиологического состояния, возрастных и индивидуальных особенностей.
3) Компьютерное обучение должно поддерживать мотивацию учащихся к непрерывному образованию.
4) Должно быть обеспечено динамическое управление учебной деятельностью как системой, элементами которой являются обучаемые, учитель, учебный материал, технология обучения и компьютер с программным обучением.
5) Обучаемому должна быть предоставлена возможность большого числа попыток и произвольного порядка действия.
6) Должны быть учтены следующие этапы творческого мышления: анализ проблемы; определение уровня подготовки; выявление неизвестных признаков, важных для решения поставленных задач; логическое моделирование процесса решения на основе выбранной гипотезы и поиск правильного хода решения; формализованное решение задания; анализ полученного результата.
Частнометодические требования:
1) УКК должен поддерживать не только практические занятия по данному учебному предмету, но и другие виды учебной деятельности по этому же предмету.
2) Должна быть заложена возможность оперативного воздействия педагога на процесс учебной деятельности и разграниченность ролей учителя, обучающихся и компьютера.
3) Преподаватель должен сопоставить каждому этапу усвоения знаний соответствующие приемы компьютерного обучения.
4) Теоретический и практический материал должен соответствовать дидактическим целям обучения. Принципы отбора содержания учебного материала определяются задачами обучения, познавательными интересами и склонностями учащихся.
