Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Визуальная организация информации в компьютерных средствах обучения :На примере математики Ежова Наталия Михайловна

Визуальная организация информации в компьютерных средствах обучения :На примере математики
<
Визуальная организация информации в компьютерных средствах обучения :На примере математики Визуальная организация информации в компьютерных средствах обучения :На примере математики Визуальная организация информации в компьютерных средствах обучения :На примере математики Визуальная организация информации в компьютерных средствах обучения :На примере математики Визуальная организация информации в компьютерных средствах обучения :На примере математики Визуальная организация информации в компьютерных средствах обучения :На примере математики Визуальная организация информации в компьютерных средствах обучения :На примере математики Визуальная организация информации в компьютерных средствах обучения :На примере математики Визуальная организация информации в компьютерных средствах обучения :На примере математики
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Ежова Наталия Михайловна. Визуальная организация информации в компьютерных средствах обучения :На примере математики : Дис. ... канд. пед. наук : 13.00.02 : Мурманск, 2004 196 c. РГБ ОД, 61:04-13/908

Содержание к диссертации

Введение

Глава I. Представление учебных математических знаний на экране монитора персонального компьютера 10

1. Проблемы интерфейса компьютерных средств обучения 11

2. Проблемы иллюстрирования учебной математической теории 33

3. Проблемы визуализации учебной математической теории 49

Глава II. Методическое проектирование интерфейса КСО 64

1. Электронные вариации интерфейса КСО 65

2. Естественные направления стандартизации интерфейса КСО 81

3. Концепция методического проектирования И-интерфейса КСО 96

Заключение 115

Библиографический список использованной литературы 119

Приложения

1. Проблемы пользователя «интуитивно-понятного» интерфейса 133

2. Примеры интерфейсов различных программ 149

3. Инструменты визуальной среды обучения 167

4. Из истории компьютеризации школы 187

Введение к работе

Актуальность исследования. На рубеже XX и XXI веков вычислительная техника проникла во все сферы человеческой деятельности. Персональный компьютер превратился в один из основных инструментов для накопления, обработки и хранения информации, для решения разнообразных производственных задач. Появилась возможность использовать его как дидактическое средство обучения в различных образовательных областях, что привело к разработке целого класса специализированного компьютерного программного обеспечения.

В преподавании математики компьютерные средства обучения (КСО) используются уже не первое десятилетие. Условно их можно разделить на три группы.

Наиболее широкое распространение получила группа программ, классифицируемых как репетиторы, решебники и тесты. Главным отличием их является ориентация на самостоятельное повторение учащимися изученного ранее учебного материала (выполнение домашних заданий, подготовка к поступлению в средние специальные и высшие учебные заведения и т.д.).

Другую группу программ образуют компьютерные модели, позволяющие строить графики различных функций или моделировать, в том числе и трехмерные, геометрические фигуры. Сюда же причисляются учебники, раскрывающие знания по какой-либо одной или нескольким темам математики в теоретическом и практическом аспектах. Эти программы, прежде всего, предназначены для поддержки группового и индивидуального обучения. Отличительной особенностью их является специальное изложение учебной математической теории и организация учебных исследований в какой-либо области математики.

В отдельную группу выделяются оболочки, полностью направленные на групповое обучение и дающие учителю возможность самому создавать или формировать содержание «уроков», поддерживающих очередной этап обучения, задания для текущего и результирующего контроля, лабораторные модели.

В большинстве случаев содержание и оформление компьютерных средств обучения математике определяется как традиционными (бумажными) способами изложения учебного материала, так и приемами общепринятого интерфейса, который по сути своей «лежит» между пользователем и собственно программным средством обучения

В бумажном учебнике изложение материала диктуется самой методической идей, заложенной в учебник. При перенесении содержания учебных математических текстов на экран монитора ПК авторские замыслы зачастую сглаживаются и теряют свою остроту. Вне поля зрения разработчиков компьютерных средств обучения остается вопрос о специфике экранного представления материала, адекватного математическому содержанию и учитывающего особенности зрительного восприятия информации с экрана монитора ПК. Методическая переработка текста учебников практически отсутствует. В результате организация как служебных функций программы, так и ее учебного содержания оставляет желать лучшего, что во многих случаях не позволяет учителю вписывать фрагменты программ в свои поурочные планы.

Исследование ориентировано, с одной стороны, на преимущества использования компьютерных средств обучения в процессе преподавания математики, а с другой стороны - на специфику предъявления учебного математического материала на экране монитора ПК.

Проблема исследования вытекает из противоречия между явной потребностью практики в использовании компьютера как дидактического средства при обучении математике в средней школе, диктуемой современными требованиями общества, и недостаточной методической эффективностью существующих на сегодняшний день обучающих компьютерных программ, которое порождено

- слабой разработанностью теоретических и методических подходов к специальной организации учебной математической информации на экране;

- отсутствием стандартных требований к содержанию и оформлению программного обеспечения, отражающих специфику процесса предъявления учебных математических знаний.

Отмеченное противоречие было выявлено при теоретическом анализе разнообразных источников: работ, посвященных анализу существующего программного обеспечения учебного назначения (Б.С. Гершунский [24], Е.И. Маш-биц [77-78], И.В. Роберт [103; 143] и другие), обсуждению общих проблем представления информации на экране монитора ПК (М.Л. Дертоузос[36], А. Купер [149] и другие); эмпирических данных об использовании компьютера как дидактического средства обучения, а также в результате анализа готовых наиболее известных КСО.

Объектом исследования является применение компьютерных средств обучения в преподавании математики.

Предметом исследования в настоящей работе является особенности визуальной организации информации в компьютерных средствах обучения математике.

Целью данного исследования является разработка принципов визуальной организации информации в КСО, адекватных содержанию математических текстов, и отвечающих особенностям зрительного восприятия информации с экрана монитора ПК, и определение на основе этих принципов теоретических и методических подходов к формированию интерфейса компьютерных средств обучения по математике.

Гипотеза исследования заключена в следующем.

Методическая эффективность компьютерных средств обучения математике может быть существенно повышена, если интерфейс КСО будет адекватен содержанию учебных математических текстов и будет соответствовать особенностям восприятия информации с экрана ПК.

В соответствии с целью и рабочей гипотезой были определены следующие задачи исследования:

- выделить (на основе анализа различных интерпретаций) в содержании понятия интерфейс его отдельный компонент ( /-интерфейс), предназначенный для представления учебных математических знаний на экране монитора ПК, и описать его важнейшие параметры;

- разработать (на основе выявления общих и специфических проблем представления информации на экране монитора персонального компьютера) основные принципы визуальной организации информации в КСО, адекватные содержанию учебных математических текстов и особенностям зрительного восприятия информации с экрана монитора ПК;

- определить теоретические и методические подходы к формированию F/ -интерфейса компьютерных средств обучения математике, отражающие данные принципы;

доказать на основе анализа существующих обучающих программ и возможных прототипов КСО осуществимость и полезность этих принципов для поддержки подходов к преподаванию математики, которые опираются на преимущества компьютерных средств обучения.

В качестве методологической основы исследования были приняты теории и концепции, связанные:

- с информатизацией процесса обучения (С.Г. Григорьев [143-144], АЛ. Ершов [38], А.А. Кузнецов [58], B.C. Леднев [65], И.В. Роберт [103; 143] и другие),

- с изучением интерфейса «человек - компьютер» (И. Влейминк и Р. Коутс [54], Т. Мандел [71] и другие),

- с программированием и проектированием вычислительных систем (Э. Дейкстра [35], Е.И. Ломако [70], В.Б. Маничев и И.П. Норенков [82] и другие); исследования, связанные

- со спецификой передачи учебных знаний и проблемами восприятия учебной знаковой информации (Р. Арнхейм [3-5], В.П. Зинченко [42-43], А.Р. Лурия [69], C.A. Шапоринский [133] и другие); научные труды, связанные с различными подходами

- к формированию содержания школьного учебника (И.Д. Зверев [41], В.В. Краевский [55], И.Я. Лернер [66-67], В.М. Монахов [81] и другие);

- к преподаванию математики в основной и старшей школе (М.И. Башмаков [10-11], Ю.М. Колягин [53], Д. Пойя [96], В.И. Рыжик [108], А.А. Столяр [118], Г. Фройденталь [125] и другие);

- к иллюстрированию учебников математики для основной и старшей школы и визуализации учебной математической теории (Н.Л. Гончарова [24], Г.Г. Граник [25-26], А.А. Кыверялг [61], Н.А. Резник [99-102], A.M. Сохор [117] и другие); труды специалистов в области частных методик преподавания предмета и построения учебного текста (А.З. Рахимов [98]; Л.В. Тарасов [120], Л.М. Фридман [124], С.Г. Шаповаленко [132], Б.П. Эрдниев [137] и другие); а также статьи и диссертационные исследования, посвященные современным средствам обучения и проблемам информатизации образования (Е.В. Баранова [6], А.А. Веряев [16], О.В. Ильина [45], В.И. Левин [64], Е.В. Огородников [83] и другие), особенностям использования компьютера в различных образовательных областях основной и старшей школы (М.А. Бовтенко [13], Е.В. Лариков [63], Е.А. Осипова [85], Е.В. Хмельницкая [126] и другие).

Научная новизна и теоретическая значимость диссертационного исследования заключается

- в обосновании места и роли визуальной организации учебной математической информации в развитии научного направления, связанного с созданием визуальной среды обучения;

- в разработке принципов построения интерфейса, адекватно отражающего математические тексты и соответствующего особенностям визуального восприятия информации с экрана монитора ПК;

- в обосновании целесообразности специального проектирования Р7-интер- фейса при создании компьютерных средств обучения математике в основной и старшей школе.

Практическая значимость работы состоит в том, что на основе выделенных принципов построена модель интерфейса {мозаичный интерфейс) КСО, адекватного как математическому содержанию программы, так и особенностям представления информации на экране монитора ПК. Она может быть использована при разработке компьютерных средств обучения, для чего в качестве прототипа определена визуальная среда обучения.

На защиту выносятся следующие положения:

- специальная организация /-интерфейса компьютерных средств обучения (адекватной как математическому содержанию программ, так и особенностям визуального восприятия информации, представленной на экране монитора ПК), которая определяется как мозаичный интерфейс, основанный на принципах мозаики, масштабирования и технологического аскетизма и предполагает три основополагающих требования к расположению учебной информации в /-интерфейсе КСО:

о вывод на экран возможного (в разумных пределах) избытка информации для методической поддержки «шагов» раздела или темы курса;

о расположение фрагментов «мозаики», предназначенных для «единовременного охвата» глазом жестко в границах экрана;

о соблюдение скупого и строгого использования различных технологических «украшательств» учебного материала во избежание потери его содержания.

Такая организация позволяет обеспечить оптимальные условия для работы пользователя в работе с обучающими программами.

- специальное проектирование (на отдельном этапе) методического прототипа обучающей программы, который будет отражать как выбор

учебного материала и методических подходов к его изложению, так и соответствующий им /-интерфейс. Такое проектирование позволит более точно обеспечить обучающую ориентацию программ, что может привести к повышению методической эффективности компьютерных средств обучения математике.

Апробация результатов исследования была осуществлена на

1. 9-я научно-технической конференции МГТУ (Мурманский государственный технический университет, 1998 г.);

2. 10-я научно-технической конференции (МГТУ, 1999 г.);

3. региональная научно-практической конференции «Качество образования: содержание и управление» (Североморск, 2001 г.);

4. научно-методической конференции «Современные проблемы высшего образования» (МГТУ, 2001 г.);

5. научно-практической конференции преподавателей и аспирантов МГПИ (Мурманский государственный педагогический институт, 2001 г.);

6. всероссийской научно-технической конференции «Наука и образование -2002» (МГТУ, 2002 г.);

7. 3-я международной конференции «Компьютерное моделирование - 2002» (Санкт-Петербургский политехнический университет, 2002г.).

8. всероссийской научно-технической конференции «Наука и образование -2003» (МГТУ, 2003 г.).

Основное содержание диссертации отражено в 6 публикациях:

1. Ежова Н.М. Информатизация обучения - уровень и результаты реализации //Актуальные проблемы экономики, политики и права: сб. научных трудов. -Мурманск: МИЭП, 2002. - №5. - С. 14-19.

Ежова Н.М. Начальные представления о комбинаторике: Визуальный кон спект-практикум. - СПб: Изд-во «Информатизация образования», 2003. - 88 с. (Резник Н.А., авторство не разделено).

3. Ежова Н.М. Начальные представления о матрицах и определителях: Визуаль ный конспект. - Мурманск: Изд-во МГИ, 2003. - 44 с. (Резник Н.А., Недель-ко Н.С., авторство не разделено).

4. Ежова Н.М. Отдельные проблемы интерфейса компьютерных средств обуче ния. - Мурманск: МИЭП, 2003. - 36 с. (Резник Н.А., авторство не разделено).

5. Ежова Н.М. Проблемы интерфейса в обучающих программах (математика) //Межвузовский сборник трудов: по материалам Всероссийской научно-технической конференции "Наука и образование-2003". - Мурманск: МГТУ, 2003.-С. 71-73.

6. Ежова Н.М. Учебный процесс в школе и вузе: взаимодействие математики и

информатики //Актуальные проблемы экономики, политики и права: сб. научных трудов. - Мурманск: МИЭП, 2003. - № 6. - С. 39-42. Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения и приложения. Объем диссертации 132 с, из них на список использованной литературы приходится 14 с. (163 наименования). Основной текст работы содержит 29 иллюстраций. Приложение, состоящее из четырех частей, занимает 63 страницы (52 иллюстрации и 4 таблицы).

Проблемы интерфейса компьютерных средств обучения

Компьютерные средства обучения предназначены для передачи знаний. В этом процессе большую роль играет форма предъявления знаний. При компьютерной реализации возможности представления учебной теории расширяются и могут быть объединены в совокупность приемов, способов, форм (и технической поддержки), которая традиционно называется интерфейсом (или пользовательским интерфейсом) электронного учебника.

Хотя по сей день однозначно не определено, что именно включается в это понятие, уже фактически сложились определенные стандарты интерфейса. Они активно применяются в программных продуктах общего назначения, то есть в повсеместно использующихся программах (текстовые редакторы1, электронные таблицы и т.п.). Разработчики компьютерных средств обучения, как правило, также ориентируются на эти стандарты (см. приложение 1, стр. 133-134). В данном параграфе рассматриваются вопросы, связанные

- с классификацией КСО различных назначений;

- с интерфейсом программных продуктов общего назначения;

- с изменениями подходов к содержанию понятия интерфейс.

1.1. Классификации компьютерных средств обучения С первых шагов компьютеризации школы параллельно созданию обучающих программ осуществлялись различные их классификации. К примеру, автор исследования [80] Е.И. Машбиц производил классификацию обучающих программ по виду психологической модели обучения, которая являлась теоретической основой для разработки той или иной программы. Как отмечалось в его работе, существовали успешные обучающие программы, «созданные на основе личного опыта разработчиков. Но они скорее исключение, а не правило. Компьютерное обучение... можно обеспечить, только строя их на научной основе» [78, с. 35].

На момент написания этой работы отечественные психологические теории учения (теории П.Я. Гальперина и Н.Ф. Талызиной, Д.Б. Эльконина и В.В. Давыдова и других) не могли служить опорой для разработок компьютерных систем в силу недостаточного уровня разработанности для использования в учебном процессе. Поэтому Е.И Машбиц взял хорошо зарекомендовавшую себя к тому времени классификацию психологических моделей, предложенную Г. На-тхоллом и И. Снуком3, в которой выделялись три группы:

«а) модели управления поведением (behavioral control models);

б) модели учения через открытия (discovery learning models);

в) рациональные модели (rational models)».

Модели первой группы предпочитались разработчиками обучающих систем, так как бихевиористские идеи легко поддавались технологизации. Примером может служить система PLATO , в рамках которой разрабатывалось множество обучающих программ по разным предметным курсам.

Модели второй группы привлекали разработчиков систем компьютерного обучения тем, что зачастую непрямое управление, характерное для этого вида, «легче реализовать, чем жестко детерминированное управление. Так, если система не может точно локализовать ошибку и выяснить ее причину, то вполне оправданной становится помощь в виде общего совета, эвристических указаний, рекомендаций». В основном этот тип моделей использовался в интеллектуальных обучающих системах (по постановке медицинского диагноза, по математике, поиску неисправностей в электронной цепи), в которых упор сделан на методе проб и ошибок [78, с. 37-39].

Третья группа моделей опиралась скорее на философию, чем психологию, ведущую роль в них играли мотивы деятельности. Здесь было характерно выделение содержательных аспектов общения - направление, которое в 80-е годы было наименее разработано и изучено. Данная группа характеризовалась отношением к обучению как к целенаправленной человеческой деятельности, подразумевающей взаимодействие разумных партнеров. Этот тип моделей практически не использовался в системах компьютерного обучения [см. там же, с. 41].

На настоящее время имеется столь много разнообразных программ, созданных в поддержку обучения, что уже осуществлены их неформальные классификации. Так, одна из классификаций, приведенная в монографии [11, с. 101], по строена по признаку уменьшения жесткости контроля обучения со стороны программы. Другим существенным признаком, по которому можно классифицировать существующие КСО, является способ их распространения: свободная продажа на рынке; опубликование в бумажных и электронных СМИ (средства массовой информации); распределение через межшкольные ЦНИТ (центры новых информационных технологий); апробация на местных научно-практических конференциях программ, созданных школьными коллективами. Легко также объединить в отдельную группу программы, предназначенные для дошкольников и младших школьников.

К существенным мы относим еще один признак, по которому можно классифицировать компьютерные средства обучения. Характер работы с КСО определяется не только его содержанием, но и системным программным обеспечением, создающим среду, в которой реализован тот или иной «учебник».

Для всех компьютерных средств обучения могут применяться, по крайней мере, три технологии реализации их интерфейса, служащие основой для очередной классификации: внутри уже существующей программной среды; с использованием готовых блоков интерфейса уже существующих сред; создание самостоятельных продуктов, интерфейс которых полностью реализован разработчиком. В каждом таком случае имеются свои преимущества и недостатки. Подобные классификации не входят в область наших исследований, поэтому перейдем непосредственно к КСО, назначением которых является поддержка изучения предметов математического цикла в средней школе.

Компьютерные программы, раскрывающие содержание учебной математической теории и предлагающие практический материал для его усвоения и закрепления, можно условно разделить (по назначению) на три подгруппы. Эта градацию мы осуществляем, ориентируясь не только на назначение программ, но и на характер выполняемых ими задач.

Проблемы иллюстрирования учебной математической теории

История иллюстрирования русских школьных учебников XX века «неразрывно связана со всей историей их создания» [97, с. 204] и насчитывает около четырех столетий. Еще в начале XVII века для детей царской семьи «создавались рукописные «потешные» книги, содержащие рисунки к тексту». В 1634 году вышла первая иллюстрированная печатная «Азбука» В. Бурцева, а в 1692-м -«Букварь славянороссийскихъ письменъ» К. Истомина [см. там же, с. 197].

В XVIII веке в России получил широкую известность «Мир чувственных вещей в картинках» Я.А. Коменского, придававшего большое значение связи текста книги с ее рисунками. «Он размещал иллюстрации рядом с текстом, а под каждой из них давал подписи с помощью цифр, устанавливая связь между изображенными деталями и соответствующими частями текста. Рисунки, выполненные самим Коменским, отличались четкостью и выразительностью» [см. там же, с. 197-198].

В первой половине XIX века в России учебники для массовой школы выходили в основном без иллюстраций. «Вопрос о необходимости иллюстрирования детских книг, в том числе и учебных,... был поставлен... В.Г. Белинским и Н.А. Добролюбовым». По мнению Белинского, «книжная иллюстрация не только является средством привлечения внимания детей к тексту книги, но и дает возможность быстрее и вернее подойти к более трудным для усвоения понятиям, содержащимся в нем». Добролюбов, как и Белинский, «считал, что иллюстрации детских книг должны быть реалистическими, отчетливыми и связаны непосредственно с текстом, чтобы их изобразительные средства полнее раскрывали содержание текста книги» [см. там же, с. 199-200].

В 60-е годы XIX века одной из важнейших проблем, занимавших умы русских педагогов, была проблема наглядности в обучении. Большое значение ей придавал К.Д. Ушинскии, внесший существенный вклад в ее теоретическую разработку и реализовавший свои взгляды на роль наглядности в обучении в книгах «Детский мир» и «Родное слово». «С каждым последующим изданием Ушинскии улучшал иллюстрирование этой книги; уже пятое издание вышло с 96 рисунками, а седьмое (1867) и десятое (1870) - последнее при его жизни - содержали 105 иллюстраций», для которых были «характерны: а) глубоко продуманный подбор иллюстраций, направленный на развитие мыслительной деятельности детей; б) реалистический характер; в) обоснованная связь их с текстом; г) разнообразие видов, включающее и обобщающие иллюстрации; д) хорошее техническое исполнение рисунков» [см. там же, с. 200].

Во второй половине XIX века ведущие методисты России Н.Н. Трояновский и В.П. Шереметьевский придавали иллюстрациям в учебном тексте большое значение, считая, что «для достижения сознательного чтения необходимо создавать эмоциональную настроенность... при помощи иллюстраций», так как «они дают направление мысли, вызывают ассоциации, что... активизирует мышление,... обогащая читающих детей представлениями и обостряя их чувства» [97, с. 201].

В начале XX века одни авторы не придавали значения иллюстрации в учебном тексте, другие же полагали связь иллюстраций с текстом совершенной необходимой. Так, если в учебнике «Новая история» (1908 год) К.А. Иванова не было даже карт, так как автор считал, что вполне достаточно исторических атласов, то «в одном из лучших иллюстрированных учебников дореволюционной России «Начальный курс географии» (1914 год) А. Крубера, С. Григорьева, А. Баркова и С. Чефранова» имелись специально изготовленные «22 цветные карты, помещенные на полосе страниц... и 200 иллюстраций... Связь рисунков с текстом использовалась для того, чтобы дать пищу уму ребенка. Иногда этот текст напоминал условия задачи, которую возможно решить только при рассмотрении иллюстраций» [см. там же, с. 202].

Начиная с 1923 года пересмотр старых учебников и составление новых осуществлялись комиссией Государственного ученого совета (ГУСа). В основу ее работы была положена идея, «которая фактически отрицала стабилизацию учебников и вела к замене их рабочими книгами, журналами-учебниками, рассыпными учебниками и т.д.» [см. там же, с. 204]. По сравнению с дореволюционными новые виды учебной литературы «имели преимущество: они активизировали познавательную деятельность школьников» [121, с. 34-35].

Электронные вариации интерфейса КСО

Ситуация на современном рынке компьютерных средств обучения напоминает времена «до Windows». Рекламируется множество программ, заявленных для специальной сферы деятельности, одинаково именуемых электронными учебниками, в инструкциях к которым упор делается и на техническое, и на пользовательское удобство их применения. При всем сходстве целей и выполняемых задач, эти программы имеют достаточно серьезные, иногда даже принципиальные, различия. Внутри каждого из них зачастую отсутствует единая концепция в определении содержания учебного наполнения КСО или имеются частные несогласования в ее реализации на экранных «страницах».

Мы обсуждаем эти вопросы именно по отношению к образовательной области «Математика», поясняя или иллюстрируя те или иные соображения и на примерах школьной дисциплины «Информатика».

Опыт использования компьютерных технологий занимает в несколько раз более короткий период времени, чем опыт книгопечатания, но и на этом пути уже проведены исследования, позволяющие говорить об определенных правилах перенесения учебной информации на экран монитора. Однако, «как пользователи, стремящиеся улучшать производительность своего труда, мы должны постоянно интересоваться, действительно ли использование новых возможностей программы оправдывает ту головную боль, которую по неосторожности она может вызвать» [36].

Первый параграф второй главы представляет краткий анализ

-учебников по информатике [134] и [135];

-серии «Открытая математика» (ООО «Физикон»);

-пакета программ «Не для отличников» (НИИ ЭАП);

-инструментальной среды «Кадис»12.

К информатике здесь мы обращаемся, во-первых, потому, что она, как учебная дисциплина, активным образом использует в обучении компьютер, а во-вторых, по мнению многих исследователей, на сегодняшний день математика находится под сильным влиянием информатики (Ю.В. Матиясевич [75], В.И. Рыжик [108] и другие).

Компьютерное обучение может происходить в нескольких направлениях, отличающихся содержанием учебной деятельности, и, соответственно, набором компьютерных средств обучения. Перечислим эти направления:

- освоение разнообразных программных пакетов;

- изучение базовых понятий информатики и теории алгоритмов;

- использование компьютеров как средства обучения на уроках математики и информатики.

Первое направление означает изучение приемов и приобретение навыков работы с программами общего назначения, то есть освоение учащимися «инструментария» для будущей профессиональной деятельности.

Например, для набора текстов - освоение текстового редактора, для написания и слушания музыки - изучение музыкальных редакторов. Второе направление (теория алгоритмов) обладает своими специфическими особенностями и выходит за рамки нашей работы как требующее отдельного, весьма обстоятельного исследования.

Данный раздел нашей работы сосредоточен на представителях третьего направления - компьютерных средствах обучения.

Российские и зарубежные исследователи, работающие в сфере образования, не отрицая достоинств информационных технологий и их значения для успешного перехода школы в новый век [18], отмечают, что компьютерный парк в школах, как правило, используется лишь для обучения информатике и языкам программирования. Повседневное применение компьютера для изучения других школьных дисциплин воспринимается скорее как сенсация, чем как обыденное явление [131]. Поэтому для начала перейдем к анализу примера реализации в компьютерном виде учебника [134], являющегося логическим развитием первого в России учебника по информатике [60], прочность авторской концепции которого могла бы служить образцом для применения компьютера в обучении другим наукам.

Учебник А.Г. Кушниренко «Основы информатики и вычислительной техники», рассчитанный на школу конца 80-х, делает основной упор на алгоритмические решения различных информационных задач [60]. Тем не менее, его автор стремится не только к простому описанию алгоритмов, но и к раскрытию тех самых информационных технологий, в основе которых лежат изучаемые алгоритмы ЭВМ.

Учебник по информатике [134], в электронной версии доступный в INTERNET, представляет собой две «книги», отражающие курс предмета для 7-11 класса. В первой из них содержится теория предмета, вторая есть «Практикум по алгоритмизации и программированию». Авторы излагают свою концепцию Интернет-учебника как обучающей компьютерной телекоммуникационной среды, продолжающей «обычный бумажный учебник, предоставляя учащимся уникальные дидактические возможности Всемирной паутины» [135]. Выделим чрезвычайно удачные, на наш взгляд, находки организации материала в разбираемом КСО.

В Учебник включены содержание бумажного издания с использованием гипертекстовых ссылок; большое количество (по 30-40 для каждого раздела) задач для самостоятельного решения; «каркас» решения каждой задачи, который возможно расширить до готовой программы и «затем проверить ее работоспособность» [см. там же]. Такое содержание и режим работы позволяют сформировать алгоритмы (схему, образ) для решения задач различных типов. В частности, соблюдаются рекомендации структурного программирования по взаимному расположению операторов (сдвиги групп операторов вложенных блоков в условных операторах и операторах цикла, соответствие слов begin и end и так далее). Подпрограммы и вызывающие их операторы раскрашены четко различающимися цветами (см. приложение 2, стр. 162, рис. 59, вверху).

Похожие диссертации на Визуальная организация информации в компьютерных средствах обучения :На примере математики