Особенности методики преподавания информатики

Министерство образования Российской Федерации

«Допущена к защите»

зав. кафедрой

­­­­­­­__________________

«___» _______________ 2004 г.

Дипломная работа

на тему: «Особенности методики
преподавания информатики»

Выполнил:

Руководитель:

Ижевск, 2004

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ                                                                                                                                        3

1. Теоретические знания по экономике и  компьютерным технологиям       6

2. Особенности преподавания информатики                                                  17

2.1. Объекты и субъекты учебного процесса                                                                         17

2.2. Элементы развития познавательного интереса на уроках информатики             23

2.3. Оборудование кабинета вычислительной техники                                                     28

3. Межпредметная связь                                                                                                  33

3.1. Необходимость межпредметных знаний в информатике                                          33

3.2. Возможности вычислительной техники                                                                        47

4. Методы обучения                                                                                                             59

4.1. Начальный этап                                                                                                                    59

4.2. Коммуникация как способ конструирования информационных знаний              64

4.3. Этапы создания обучающих программных средств                                                    80

Заключение                                                                                                                               89

Список литературы                                                                                                            91

ВВЕДЕНИЕ

Современный период развития цивилизованного общества характеризует процесс информатизации.

Информатизация общества – это глобальный социальный процесс, особенность которого состоит в том, что доминирующим видом деятельности в сфере общественного производства является сбор, накопление, продуцирование, обработка, хранение, передача и использование информации, осуществляемые на основе современных средств микропроцессорной и вычислительной техники, а также на базе разнообразных средств информационного обмена. Информатизация общества обеспечивает:

-   активное использование постоянно расширяющегося интеллектуального потенциала общества, сконцентрированного в печатном фонде, и научной, производственной и других видах деятельности его членов,

-   интеграцию информационных технологий с научными, производственными, инициирующую развитие всех сфер общественного производства, интеллектуализацию трудовой деятельности;

-   высокий уровень информационного обслуживания, доступность любого члена общества к источникам достоверной информации, визуализацию представляемой информации, существенность используемых данных.

Применение открытых информационных систем, рассчитанных на использование всего массива информации, доступной в данный момент обществу в определенной его сфере, позволяет усовершенствовать механизмы управления общественным устройством, способствует гуманизации и демократизации общества, повышает уровень благосостояния его членов. Процессы, происходящие в связи с информатизацией общества, способствуют не только ускорению научно–технического прогресса, интеллектуализации всех видов человеческой деятельности, но и созданию качественно новой информационной среды социума, обеспечивающей развитие творческого потенциала индивида.

Одним из приоритетных направлений процесса информатизации современного общества является обучение информатике – внедрение средств новых информационных технологий в систему образования. Это сделает возможным:

-   совершенствование механизмов у­правления системой образования на основе использования автоматизированных банков данных научно– педагогической информации, информационно-методических материалов, а также коммуникационных сетей;

-   совершенствование методологии и стратегии отбора содержания, методов и организационных форм обучения, соответствующих задачам развития личности обучаемого в современных условиях информатизации общества;

-   создание методических систем обучения, ориентированных на развитие интеллектуального потенциала обучаемого, на формирование умений самостоятельно приобретать знания, осуществлять информационно–учебную, экспериментально – исследовательскую деятельность, разнообразные виды самостоятельной деятельности по обработке информации;

-   создание и использование компьютерных тестирующих, диагностирующих, контролирующих и оценивающих систем.

Целью настоящей дипломной работы является исследование одной из сторон процесса информатизации общества и образования ­– особенностей преподавания информатики в учебных заведениях. В рамках поставленной цели основными задачами работы являются:

-   анализ теоретических знаний по экономике и компьютерным технологиям;

-   исследование особенностей учебного процесса обучения информатике;

-   анализ межпредметных связей информатики;

-   анализ используемых и перспективных методов обучения;

-   сравнительный анализ самообучения и занятия в группах.

В дипломной работе исследуются возможности средств новых информационных технологий, условия, необходимые для их успешного использования, рассматривается и анализируется прикладное программное обеспечение, необходимое для процесса обучения.

Структурно работа состоит из четырех глав: в первой кратко рассматриваются современные реалии информатизации общества, аспекты применения СНИТ в высшем образовании и классификация ППС; вторая глава посвящена особенностям учебного процесса; в третьей главе описаны методы  обучения: теоретический материал с контрольными вопросами, примеры решений заданий и задания для самостоятельной работы; четвертая глава посвящена особенностям оценки усвоения материала, а также сравнительному анализу эффективности групповых  и индивидуальных занятий.

Предметом исследования является совокупность теоретических и практических проблем обучения информатике на основе реализации комплексного подхода.

Методологическую и теоретическую основу исследования составляют методические и нормативно-правовые материалы практического характера, касающиеся педагогики и информатики.

В работе использованы результаты исследований зарубежных и отечественных специалистов в области информатики и педагогики.

Исследование основано на системном подходе с использованием методов комплексного анализа, экономико-статистического, сравнения и других.

1. Теоретические знания по экономике и
компьютерным технологиям

В современном цивилизованном обществе этапа информатизации все его члены, независимо от их общественного положения, используют информацию и знания в своей деятельности, решая непрерывно возникающие перед ними задачи. При этом постоянно увеличивающиеся запасы знаний, опыта, весь интеллектуальный потенциал общества, который сосредоточен в книгах, патентах, журналах, отчетах, идеях, активно, на современном техническом уровне участвует в повседневной производственной, научной, образовательной и других видах деятельности людей. Ценность информации и удельный вес информационных услуг в жизни современного общества резко возросли. Это дает основание говорить о том, что главную роль в процессе информатизации играет собственно информация, которая сама по себе не производит материальных ценностей. Под информацией (с общих позиций) будем понимать сведения о фактических данных и совокупность знаний о зависимостях между ними, то есть средство, с помощью которого общество может осознавать себя и функционировать как единое целое. Естественно предположить, что информация должна быть научно –достоверной, доступной в смысле возможности ее получения, понимания и усвоения; данные, из которых информация извлекается, должны быть существенными, соответствующими современному научному уровню.

Как было уже сказано, общество этапа информатизации характеризует процесс активного использования информации в качестве общественного продукта, в связи с чем происходит формирование высокоорганизованной информационной среды, оказывающей влияние на все стороны жизнедеятельности членов этого общества.

Информационная среда включает множество информационных объектов и связей между ними, средства и технологии сбора, накопления, передачи, обработки, продуцирования и распространения информации, собственно знания, а также организационные и юридические структуры, поддерживающие информационные процессы. Общество, создавая информационную среду, функционирует в ней, изменяет, совершенствует ее. Современные научные исследования убеждают в том, что совершенствование информационной среды общества инициирует формирование прогрессивных тенденций развития производительных сил, процессы интеллектуализации деятельности членов общества во всех его сферах, включая и сферу образования, изменение структуры общественных взаимоотношений и взаимосвязей.

Необходимо выделить ряд основных направлений формирования и становления средств, методов и технологий, которые открывают новые возможности прогрессивного общественного развития, находящего свое отражение в сфере образования.

-   математизация и информатизация предметных областей: использование современных информационных технологий при реализации возможностей аппарата математики, в том числе математической статистики, позволяет автоматизировать процессы обработки информации, результатов научного эксперимента, интенсифицировать применение инструментария математики в социологических исследованиях. Математизация дает возможность повысить качество принимаемых решений на всех стадиях процесса принятия решения человеком или ЭВМ за счет применения современных методов многофакторного анализа, прогнозирования, моделирования и оценки вариантов, оптимального планирования. Это позволяет перейти к разработке научно обоснованных подходов к принятию оптимального решения в конкретной ситуации, использовать методы и средства информатики в процессе решения задач различных предметных областей.

-   интеллектуализация деятельности: реализация возможностей технических и программных средств современных информационных технологий позволяет: обеспечить управление информационными потоками; общаясь с пользователем на естественном языке, осуществлять распознавание образов и ситуаций, их классификацию; эффективно обучать логике доказательств; накапливать и использовать знания; организовывать разнообразные формы деятельности по самостоятельному извлечению и представлению знаний; осуществлять самостоятельное "микрооткрытие" изучаемой закономерности.

-   интеграционные процессы: интеграция современных информационных технологий с операциональными обеспечивает системный эффект, следствием которого становится "технологический прорыв", имеющий место в педагогике. Вместе с тем использование современных информационных технологий поддерживает общие интеграционные тенденции процесса познания окружающей информационной, экологической, социальной среды, способствует реализации преимуществ узкой специализации и возможностей индивидуализации процесса обучения, обеспечивая эффективность образовательного процесса.

Естественно предположить, что развитие, совершенствование информационной среды сферы образования зависит от обеспечения системы образования как в целом, так и каждого учебного заведения в отдельности специализированными подразделениями, приспособленными для организации деятельности со средствами новых информационных технологий.

Интенсивное развитие процесса информатизации образования влечет за собой расширение сферы применения СНИТ. В настоящее время можно уже вполне определенно выделить успешно и активно развивающиеся направления  использования современных информационных технологий в  образовании:

-   реализация возможностей программных средств учебного назначения (проблемно-ориентированных, объектно-ориентированных, предметно-ориентированных) в качестве средства обучения, объекта изучения, средства управления, средства коммуникации, средства обработки информации;

-   интеграция возможностей сенсорики, средств для регистрации и измерения некоторых физических величин, устройств, обеспечивающих ввод и вывод аналоговых и дискретных сигналов для связи с комплектом оборудования, сопрягаемого с ЭВМ, и учебного, демонстрационного оборудования при создании аппаратно-программных комплексов;

-   интеграция возможностей компьютера и различных средств передачи аудиовизуальной информации при разработке видеокомпьютерных систем и систем мультимедиа.

Эти системы представляют собой комплекс программно-аппаратных средств и оборудования, который позволяет объединять различные виды информации (текст, рисованная графика, слайды, музыка, реалистические изображения, движущиеся изображения, звук, видео) и реализовывать при этом интерактивный диалог пользователя с системой. Использование видеокомпьютерных систем и систем мультимедиа обеспечивает реализацию интенсивных форм и методов обучения, организацию самостоятельной учебной деятельности, способствует повышению мотивации обучения за счет возможности использования современных средств комплексного представления и манипулирования аудиовизуальной информацией, повышения уровня эмоционального восприятия информации.

-   реализация возможностей систем искусственного интеллекта при разработке так называемых интеллектуальных обучающих систем (Intelligent Tutoring Systems) типа экспертных систем, баз данных, баз знаний, ориентированных на некоторую предметную область.

Использование возможностей систем искусственного интеллекта создает веские предпосылки для организации процесса самообучения; формирует умения самостоятельного представления и извлечения знаний; способствует интеллектуализации учебной деятельности; инициирует развитие аналитико-синтетических видов мышления, формирование элементов теоретического мышления. Все это является основой интенсификации процессов развития личности обучаемого.

-   использование средств телекоммуникаций, реализующих информационный обмен на уровне общения через компьютерные сети (локальные или глобальные), обмен текстовой, графической информацией в виде запросов пользователя и получения им ответов из центрального информационного банка данных.

Телекоммуникационная связь позволяет в кратчайшие сроки тиражировать передовые педагогические технологии, способствует общему развитию обучаемого.

-   новая технология неконтактного информационного взаимодействия, реализующая иллюзию непосредственного вхождения и присутствия в реальном времени в стереоскопически представленном "экранном мире" - система "Виртуальная реальность".

Использование этой системы позволяет обеспечить аудиовизуальный и тактильный контакт между пользователем и стереоскопически представленными объектами виртуальной реальности при наличии обратной связи и использовании средств управления.

Как показывает отечественный и зарубежный опыт применения СНИТ, реализация вышеизложенных возможностей позволяет обеспечить:

-   предоставление обучаемому инструмента исследования, конструирования, формализации знаний о предметном мире и вместе с тем активного компонента предметного мира, инструмента измерения, отображения и воздействия на предметный мир;

-   расширение и углубление изучаемой предметной области за счет возможности моделирования, имитации изучаемых процессов и явлений; организации экспериментально-исследовательской деятельности; экономии учебного времени при автоматизации рутинных операций вычислительного, поискового характера;

-   расширение сферы самостоятельной деятельности обучаемых за счет возможности организации разнообразных видов учебной деятельности (экспериментально-исследовательская, учебно-игровая, информационно-учебная деятельность, а также деятельность по обработке информации, в частности и аудиовизуальной), в том числе индивидуальной, на каждом рабочем месте, групповой, коллективной;

-   индивидуализацию и дифференциацию процесса обучения за счет реализации возможностей интерактивного диалога, самостоятельного выбора режима учебной деятельности и организационных форм обучения;

-   вооружение обучаемого стратегией усвоения учебного материала или решения задач определенного класса за счет реализации возможностей систем искусственного интеллекта;

-   формирование информационной культуры, компоненты культуры индивида, члена информационного общества, за счет осуществления информационно-учебной деятельности, работы с объектно-ориентированными программными средствами и системами;

-   повышение мотивации обучения за счет компьютерной визуализации изучаемых объектов, явлений, управления изучаемыми объектами, ситуацией, возможности самостоятельного выбора форм и методов обучения, вкрапления игровых ситуаций.

Процесс информатизации образования и связанное с этим использование возможностей СНИТ 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 СНИТ, 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 и 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 этим процессам происходит внедрение инновационных подходов к проблеме уровня 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 СНИТ в процессе обучения и связанное с этим расширение спектра видов учебной деятельности приводят к качественному изменению дидактических требований к средствам обучения, учебной книге.

Отличительными особенностями обучения информатике, которая формируется как фундаментальная базовая, дисциплина, являются высокие требования к техническому оснащению и профессиональному уровню преподавателей. Существующая база образовательных учреждений зачастую далека от необходимого уровня.

Для процесса обучения чрезвычайно важна обратная связь, т.е. информация об усвоении материала учащимися, на основе которой педагог может корректировать способ подачи материала. Замечательной и уникальной особенностью преподавания информатики является возможность автоматической регистрации поведения обучаемого с помощью того же компьютера, на котором происходит обучение предмету.

Относительно небольшая продолжительность обучения информатике с очевидностью диктует создателям типовых учебных планов идею блочного, если так можно выразиться, подхода к преподаванию различных дисциплин. Т.е. преподавание любого предмета ограничено жесткими временными рамками: например, первый семестр второго курса или двухнедельная учебная практика в одном из семестров и т.д.

В отношении информатики подобный подход представляется неоправданным. Информатику считают межпредметной дисциплиной. Нельзя убедить будущих специалистов в том, что персональный компьютер - это каждодневно необходимый инструмент в работе бухгалтера, менеджера или правоведа, при подобной локализации курса по времени. Очевидно, назрела пора переориентации учебных планов в сторону более широкого изучения информационных технологий, увеличения количества часов на преподавание информатики и введение интегрированных курсов или совместных практикумов, например, “Налоги на компьютере” или “Практикум по финансовому менеджменту на ЭВМ".

Пока выходом из создавшейся ситуации может служить, во-первых, проведение бинарных уроков. Но возможности их организации весьма ограничивает несовпадение по времени в изучении тем и вытекающие отсюда сложности планирования. Второй путь - обучить преподавателей различных предметов приемам работы на компьютере, сделав акцент на изучение только тех программных средств, которые необходимы в первую очередь для преподавания этой дисциплины, скажем, справочно-информационных систем для правоведов, электронных таблиц для экономистов и т.п. Это возможно при наличии достаточного числа кабинетов вычислительной техники.

Но даже разрешив проблемы технического и программного обеспечения, мы сталкиваемся еще с одной, которая обозначилась при проведении бинарных уроков с преподавателями экономики. Решая задачу на ЭВМ, допустим, с применением электронных таблиц, учащиеся тратят на нее гораздо больше времени, чем стандартными способами. Это происходит потому, что они привыкли к традиционным методам и воспринимают учебные дисциплины, так сказать, раздельно. И действующие учебные планы поддерживают скорее раздробленность, чем интеграцию курсов предметов. Тем не менее, совместно с преподавателями экономики и бухучета необходимо работать над проблемой более тесного взаимодействия курсов информатики и экономических дисциплин, опробуя на практике собственные методические разработки.

В период перехода к информационному обществу необходимо подготовить человека к быстрому восприятию и обработке больших объемов информации, овладению им современными средствами, методами и технологии работы. Кроме того, новые условия работы порождают зависимость информированности одного человека от информации, приобретенной другими людьми. Поэтому уже недостаточно уметь самостоятельно осваивать и накапливать информацию, а надо научиться такой технологии работы с информацией, когда подготавливаются и принимаются решения на основе коллективного знания. Это говорит о том, что человек должен иметь определенный уровень культуры по обращению с информацией.

Для свободной ориентации в информационном потоке человек должен обладать информационной культурой, как одной из составляющих общей культуры. Информационная культура связана с социальной природой человека. Она является продуктом разнообразных творческих способностей человека и проявляется в следующих аспектах:

-   в конкретных навыках по использованию технических устройств (от телефона до персонального компьютера и компьютерных сетей);

-   в способности использовать в своей деятельности компьютерную информационную технологию, базовой составляющей которой являются многочисленные программные продукты;

-   в умении извлекать информацию из различных источников: как из периодической печати, так и из электронных коммуникаций, представлять ее в понятном виде и уметь ее эффективно использовать;

-   во владении основами аналитической переработки информации:

-   в умении работать с различной информацией;

-   в знании особенностей информационных потоков в своей области деятельности.

Информационная культура вбирает в себя знание из тех наук, которые способствуют ее развитию и приспособлению к конкретному виду деятельности (кибернетика, информатика, теория информации, математика, теория проектирования без данных и ряд других дисциплин). Неотъемлемой информационной культуры являются знания новой информационной технологии и умении ее применять для автоматизации рутинных операций, так и в неординарных ситуациях, требующих нетрадиционного творческого подхода.

В информационном обществе необходимо начать овладевать информационной культурой с детства, сначала с помощью электронных игрушек, а затем привлекая персональный компьютер. Для высших учебных заведений социальным заказом информационного общества следует считать обеспечение уровня информационной культуры студента, необходимых для работы в конкретной сфере деятельности. Процессы привития информационной культуры студенту в ВУЗе наряду с изучением теоретических дисциплин информационного направления много времени необходимо уделить компьютерным информационным технологиям, являющимся базовыми составляющими будущей сферы деятельности. Причем качество обучения должно определяться степенью закрепленных устойчивых навыков работы с среде базовых информационных технологий при решении типовых задач в сфере деятельности.

В информационном обществе центр тяжести приходиться на общественное производство, где существенно повышаются требования к уровню подготовки всех его участников. Поэтому в программе информатизации следует особое внимание уделить информатизации образования, как направления связанного с приобретением и развитием информационной культуры человека. Это, в свою очередь, ставит образование в положение «объекта» информации, где требуется так изменить содержание подготовки, чтобы обеспечить будущем специалисту не только общеобразовательные и профессиональные знания в области информатики, но и необходимый уровень информационной культуры. Повсеместное внедрение персонального компьютера во все сферы народного хозяйства, новые его возможности по организации «дружественной» программной среды, ориентированной на пользователя, пользование телекоммуникационной связи, обеспечивающей новые условия для совместной работы специалистов, применение информационных технологий для самой разнообразной деятельности, постоянно растущая потребность в специалистах, способных ее осуществить, ставят перед государством проблему по пересмотру всей системы подготовки на современных технологических принципах. В нашей стране решение этой проблемы находиться на начальной стадии, поэтому целесообразно учесть опыт наиболее развитых стран, к числу которых относятся США, Япония, Великобритания, Германия, Франция, где этот процесс уже получил значительное развитие.

2. Особенности преподавания информатики

2.1. Объекты и субъекты учебного процесса

Осенью 1999 года Компьютерное сообщество Института Инженеров по Электротехнике и Электронике (IEEE-CS) и Ассоциация по Вычислительной Технике (ACM) основали специальную комиссию по учебным планам преподавания информатики с целью пересмотра существовавших на тот момент руководств по составлению учебных планов для университетских программ по информатике. Официально задача была сформулирована в уставе комиссии следующим образом: пересмотреть рекомендации ACM и IEEE-CS по учебным планам преподавания информатики 1991 года, и разработать исправленную и дополненную версию для 2002 года, которая будет учитывать самые последние достижения компьютерных технологий за последнее десятилетие и которая сможет выдержать проверку временем в течение последующего десятилетия.

Эта задача оказалась намного более сложной, чем изначально думали. Информатика существенно изменилась, и эти изменения сильно повлияли на структуру учебных планов и педагогику. Более того, границы того, что мы называем информатикой, настолько расширились, что становится трудно определять ее как единую дисциплину. В предыдущих отчетах предпринимались попытки объединить такие дисциплины как информатика, проектирование компьютеров и программная инженерия в рамках одного отчета о компьютерном образовании. Хотя подобный подход был разумным 10 лет назад, сейчас не возникает сомнений, что в XXI веке информатика состоит из целого ряда самостоятельных дисциплин, каждая из которых имеет свою педагогическую специфику.

В самом начале работы над данным документом, специальная комиссия CC2002 определила 14 областей, на которые делится совокупность знаний по информатике (см. табл. 1). Для каждой из этих областей была назначена рабочая группа по структуризации знаний, состоявшая из экспертов с опытом преподавания в данной сфере. Рабочим группам было поручено подготовить отчеты по своей области, из которых специальная комиссия могла бы составить полную совокупность знаний по информатике.

Таблица 1

14 рабочих групп по структуризации знаний

Дискретные структуры (DS) Основы программирования (PF) Алгоритмы и теория сложности (AL) Архитектура и организация ЭВМ (AR) Операционные системы (OS) Распределенные вычисления (NC) Языки программирования (PL)

Графика и визуализация (GV) Интеллектуальные системы (IS) Управление информацией (IM) Социальные и профессиональные вопросы программирования (SP) Программная инженерия (SE) Методы вычислений (CN) Человеко-машинное взаимодействие (HC)

Хотя рабочие группы по структуризации знаний необходимы для спецификации совокупности знаний в каждой поддисциплине, сами по себе они не могут считаться достаточными для разработки учебных планов. Так как каждая рабочая группа рассматривает информатику сквозь призму своей конкретной области, структура KFG не поддерживает создания широкого видения учебного плана, основанного на изложении "всепроникающих" тем (т.е. тем, изучаемых сразу в нескольких областях информатики). Для того чтобы разработать учебный план более целостно и охватить все многообразие вопросов, преодолевающих границы индивидуальных поддисциплин, специальная комиссия CC2002 образовала шесть рабочих групп по педагогике для изучения проблем обучения, относящихся к информатике в целом. Рабочие группы по педагогике, вместе с их конкретными задачами, перечислены в таблице 2.

Таблица 2

Шесть рабочих групп по педагогике и их обязанности

PFG1. Вводные темы и курсы a. Определить цели первого года обучения. b. Изучить сильные и слабые стороны традиционного подхода "Вначале программирование". c. Предоставить краткий список альтернативных подходов, а также анализ их соответствия задачам обучения. d. Определить и/или разработать одну или более последовательностей вводных курсов, направленных на решение проблемы различий в подготовке поступающих студентов и не допускающих расслоения студентов по знаниям, полученным в школе, а также представляющих информатику как базовую дисциплину, формирующую часть основных знаний у широкого круга поступающих студентов. e. Представить краткий список альтернатив для первого года изучения информатики, который отвечает целям пункта (a) и который может служить моделью для колледжей и издателей.

PFG2. Дополнительные темы и курсы a. Определить ряд образовательных целей, необходимых для студента помимо собственно информатики, например, знание математики, инженерии, науки, навыков создания технической документации и публичных выступлений, знание экономики и управления проектами и т.п. b. Определить минимальный список вспомогательных тем, считающихся важными в любом базовом курсе обучения информатики независимо от типа учебного института. c. Представить на рассмотрение предложения по ассортименту дополнительных (поверх минимума) и вспомогательных тем, который может варьироваться в зависимости от типа института, аудитории, на которую ориентирован институт, и количества курсов, которое институт имеет возможность включить в программу. d. Разработать детали для одного или более наборов некомпьютерных курсов, которые подходят для достижения целей пункта (а). e. Разработать одну или более моделей для достижения нескольких либо всех целей пункта (а) путем их интегрирования в компьютерные курсы.

PFG3. Фундамент информатики a. Используя спецификацию обязательных знаний в области информатики, разработать небольшое количество моделей изложения учебного материала, которые удовлетворяли бы основным требованиям. Каждая модель должна состоять из краткого списка курсов (4-5 курсов помимо начального года обучения), который должен быть прочитан каждому выпускнику факультета информатики и который мог бы подходить для практически любого типа базовой университетской программы. b. Разработать как минимум одну модель изложения материала, которая являлась бы альтернативой традиционному подходу организации программ вокруг артефактов (например, курсы по компиляторам, операционным системам и т.п.). Подобные модели будут состоять из пересекающихся курсов, посвященных "всеобщим" фундаментальным концепциям, принципам и навыкам, актуальным во многих областях программирования. c. Разработать как минимум одну модель изложения материала, при которой Интернет является главной объединяющей темой.

PFG4. Профессиональная практика a. Описать те аспекты профессиональной практики, которые выпускники получают или должны получать в результате обучения. b. Описать, что мы знаем и не знаем о путях повышении эффективности выработки практических навыков у студентов. c. Описать, как выработка практических навыков может быть интегрирована в курсы в учебных планах. d. Описать влияние работы в промышленных условиях и стажировок на выработку у студентов практических навыков. e. Описать другие аспекты профессионализма (включая этические, социальные, юридические и моральные принципы) и их взаимосвязь с базовым учебным планом по информатике.

PFG5. Углубленное обучение и исследовательская работа a. Основываясь на определении "ядра" информатики как дисциплины, разработать спецификацию по образованию в области информатики за пределами "ядра", необходимую и достаточную для университетских курсов по информатике. b. Разработать подробное описание требований к выпускникам, получившим степень за четыре года обучения (степень магистра). c. Включить описание курсов, - как в традиционных, так и в нетрадиционных областях - которые могут быть важны для современного учебного плана преподавания информатики. d. Описать основные направления исследовательской работы, включая оценку различных существующих ее моделей.

PFG6. Информатика в учебных планах a. Четко выделить "основу основ" информатики, необходимую для всех студентов и для различных семейств академических дисциплин. b. Спланировать и разработать надлежащий подход к разработке учебных планов, предназначенных для студентов, не специализирующихся в области информатики, и студентов тех институтов, которые отличаются от традиционных четырехгодичных университетов. Такие учебные планы должны также быть интересны студентам, обучающимся по специальностям, связанным с информатикой или активно использующим информатику. c. Признать, что это чрезвычайно важная задача, для которой мы не можем самостоятельно разработать адекватное решение . d. Признать, что задачей данной рабочей группы является не разрешение проблемы, но планирование, разработка, и инициализация процесса, который может привести и в конечном итоге приведет к решению.

Анализ опыта преподавания курса основ информатики, новое понимание целей обучения информатике, связанное с углублением представлений об общеобразовательном, мировоззренческом потенциале этого учебного предмета, показывают необходимость выделения нескольких этапов овладения основами информатики и формирования информационной культуры.

Первый этап  - пропедевтический. На этом этапе происходит первоначальное знакомство с компьютером, формируются первые элементы информационной культуры в процессе использования учебных игровых программ, простейших компьютерных тренажеров и т.д.

Второй этап - базовый курс, обеспечивающий обязательный общеобразовательный минимум подготовки по информатике. Он направлен на овладение учащимися методами и средствами информационной технологии решения задач, формирование навыков сознательного и рационального использования компьютера в своей учебной, а затем профессиональной деятельности. Изучение базового курса формирует представления об общности процессов получения, преобразования, передачи и хранения информации в живой природе, обществе, технике.

Представляется, что содержание базового курса может сочетать в себе все три существующих сейчас основных направления в обучении информатике и отражающих важнейшие аспекты ее общеобразовательной значимости:

-   мировоззренческий аспект, связанный с формированием представлений о системно-информационном подходе к анализу окружающего мира, о роли информации в управлении, специфике самоуправляемых систем, общих закономерностях информационных процессов в системах различной природы;

-   алгоритмический (программистский) аспект, связанный в настоящее время уже в большей мере с развитием мышления;

-   "пользовательский" аспект, связанный с формированием компьютерной грамотности, подготовкой к практической деятельности в условиях широкого использования информационных технологий.

Третий этап - продолжение образования в области информатики как профильного обучения, дифференцированного по объему и содержанию в зависимости от интересов и направленности допрофессиональной подготовки. В частности, возможно углубленное изучение программирования и методов вычислительной математики; курс информатики, связанный с применением компьютера для моделирования, обработки данных эксперимента; курс, направленный на формирование умений применять информационную технологию для решения задач организации и экономики сельскохозяйственного производства и т.д.

2.2. Элементы развития познавательного интереса на уроках информатики

Развитие и формирование человека проходит ряд этапов, каждый из которых характеризуется своими особенностями и закономерностями. Педагог добьется успехов в обучении информатики, если будет знать этапы возрастного развития, видеть внутренний мир учащихся, понимать их отношения, взгляды, переживания, чувства.

Критериями возрастного развития являются анатомические, физиологические, психологические, педагогические, физические показатели состояния организма.

Необходимо учитывать все эти критерии. Например, при однообразной работе понижается активность нервных клеток, наступает торможение, что приводит к быстрой утомляемости, пассивности (здесь необходимо учитывать возрастные физиологические показатели). К психологическим критериям возрастного развития относятся особенности ощущения, восприятия, представлений, памяти, воображения, внимания, мышления, речи, темперамента и характера, навыков и умений, а также других психологических черт и свойств личности.

В настоящее время отчетливо проявляется тенденция введения предмета информатики в младшие классы общеобразовательных школ. Хотя настораживает тот факт, что часто решение о введении данного предмета в школьный план начальных классов обуславливается лишь наличием учебного компьютерного класса. Целью курса информатики при данном подходе является обучение детей работе на компьютере, используя его в качестве тренажера или демонстратора. Однако информатика- это наука о способах получения, накопления, обработки, передачи и представления информации и не сводится лишь к овладению навыками работы на компьютере в пользовательском режиме. Человек на протяжении всей своей жизни работает с информацией. Ребенок обрабатывает информацию на каждом уроке. Казалось бы, почему нельзя обучить работе с информацией на имеющихся в школьном курсе предметах, почему необходим новый курс? Что он должен внести нового в учебный процесс и каково его содержание? Многие педагоги и психологи считают, что практически каждый учитель учит основам преподаваемой им дисциплины, а не мышлению, и что в школе нет предмета, который бы учил задавать вопросы, высказывать суждения, делать умозаключения, выделять существенные признаки, анализировать, выдвигать гипотезы, приводить информацию в систему. Такой предмет необходимо начинать изучать как можно раньше, так как у старшеклассников стиль и образ мышления уже достаточно сформирован и изменить его трудно. В связи с этим имеется много сторонников изучения информатики в младших классах. При этом цель курса - научить ребенка работать с информацией и, в частности, развить алгоритмическое мышление. В настоящее время разработаны и выпущены такие пособия по информатике для младших школьников, как: “Алгоритмика” (Звонкин А. К. и др.), “ Информатика в младших классах Машина Поста” (Мылов И. В., Духлянова В. Л.), “Информатика для малышей” (Дубинина В. В.) и др. Большинство из этих авторов придерживаются позиции, что занятия по формированию навыков алгоритмического мышления принесут ученикам большую пользу вне зависимости от того, используется при этом компьютер или нет. Хотя авторы и не отказываются от применения вычислительной техники в процессе обучения и тем более на уроках информатики, но рассматривают компьютер и программы не как цель, а как средство обучения.

В некоторых регионах информатика преподается и в детских дошкольных учреждениях. Изучение любого предмета тесно связано с возрастом обучаемого. Возрастом регулируется не только набор тем и их содержание, но и методики и стили изложения материала. Задачи педагогики и методики усложняются в связи с созданием новых образовательных учреждений, таких как “детский сад - колледж”, “детский сад - школа”, “детский сад - школа - вуз”. В этих учреждениях организуется единый образовательный процесс, начиная с четырех летнего возраста. На учебных занятиях дети знакомятся с первоначальными математическими, лингвистическими, информационными и другими понятиями. Для этого создаются специальные учебные пособия. В этих условиях формируется и развивается интеллектуальная, волевая, эмоциональная готовность ребенка к систематической учебной деятельности.

Информатизация нашего общества упирается не только в технические проблемы (оснащение оборудованием и программами), но и в проблему воспитания грамотных педагогов. В большинстве школ в настоящее время занятия по информатике в начальных классах ведут в основном учителя информатики, которые владеют своим предметом, но не имеют специальной подготовки для работы с детьми младшего школьного возраста, не владеют методикой работы с ними. Как правило, эти педагоги не учитывают психические особенности учащихся начальной школы, поэтому возникает много проблем и в организации занятий, и в усвоении детьми материала. Хотя по своей сути предмет должен выполнять интегрирующую функцию, учителям информатики трудно найти связи нового предмета с базовым курсом начальной школы и различными методиками обучения

Однако задача обучения навыкам пользования компьютером - это не задача информатики как науки, это задача обучения полученным жизненным навыкам, которую, возможно, следует решать либо на уроках “Технологии“, либо подчиняясь стереотипам на уроках “Информатики“ выделяя для этого часть времени. Однако в процессе изучения информатики, как науки (особенно в начальной школе) компьютер необходим не более чем на уроках математики или русского языка.

Основная цель курса - подготовка к решению разнообразнейших задач в области информационных технологий - может быть рассмотрена более подробно как совокупность конкретизированных целей:

а) развитие устойчивых навыков решения задач с применением таких подходов к решению, которые наиболее типичны и распространены в областях деятельности, связанных с информационными технологиями:

-   применение формальной логики при решении задач (построение выводов путем применения к известным утверждениям логических операций “если - то”, ”и”, ”или”, ”не” и их комбинаций “если ... и..., то...”);

-   алгоритмический подход к решению задач (умение планирования последовательности действий для достижения какой-либо цели, а также решение задач, для которых ответом является не число или утверждение, а описание последовательности действий; пример такого рода - известная задача про волка, козу и капусту);

-   системный подход (рассмотрение сложных объектов и явлений в виде набора более простых составных частей, каждая из которых выполняет свою роль для функционирования объекта в целом; рассмотрение влияния изменения в одной составной части на поведение всей системы - “как вы думаете, что будет, если...”);

-   объектно-ориентированный подход (постановка во главу угла объектов, а не действий, умение объединять отдельные предметы в группу с общим названием, выделять общие признаки предметов этой группы и действия, выполняемые над этими предметами; умение описывать предмет по принципу “из чего состоит и что делает, можно с ним делать“);

б) расширение кругозора в областях знаний, тесно связанных с информатикой (прежде всего в математике), с которым на сегодняшний день школа недостаточно знакомит или не знакомит вовсе; в начальной школе речь идет о знакомстве с графами, комбинаторными задачами, логическими играми с выигрышной стратегией (“начинают и выигрывают”) и др.; несмотря на ознакомительный подход к данным дисциплинам, по каждой из них предполагается обучение решению простейших типовых задач, включаемых в контрольный материал, т.е. акцент ставится на умении приложения даже самых скромных знаний;

в) формирование навыков решения логических задач и ознакомление с общими приемами решения задач - “как решать задачу, которую раньше не решали” (поиск закономерностей, рассуждения по аналогии, по индукции, правдоподобные догадки, развитие творческого воображения и др.)

Информатика, как и любой другой предмет требует применять личностно-ориентрованный и дифференцированный подходы. В классе (группе) встретятся учащиеся как одаренные, так и плохо воспринимающие материал. Кроме вышеперечисленных проблем каждый человек имеет разного типа мышление. Некоторые имеют образно-логическое восприятие, а некоторые легче воспринимают четкую математическую картину. Поэтому объяснение материала должно быть рассчитано и на такие группы людей. Изложение материала должно ориентироваться на все перечисленные группы, то есть должно быть как четким математическим, так и снабженным различными жизненными примерами. С какого из способов начать объяснение нового материала будет зависеть от темы, класса и личного желания учителя.

Предмет информатика по своей специфике выделяет еще 3 группы учащихся, на которых следует обращать внимание на уроках. Это группы, связанные с восприятием техники:

-   нажимают сразу на все клавиши;

-   боятся нажать клавиши;

-   нормально воспринимают.

Учащиеся с замедленной и ускоренной реакцией на ПК требуют особого внимания на уроке. Они затратят больше времени на выполнение задания, чем нормально реагирующие ученики. Одна группа будет долго думать и переспрашивать, какую клавишу нажать, другая приблизительно столько же времени будет исправлять последствие нажатия лишних клавиш.

При первом знакомстве с предметом информатики учитель должен заинтересовать учащихся, включить всю группу в работу. Из этого не следует, что на первом уроке необходимо запускать игровые программы или разрешить использовать программные возможности ПК по своему усмотрению. Одним из примеров "как привлечь и заинтересовать на уроках информатики" может служить иллюстрация практического применения возможностей ПК, например, графические программы, построение графика функции из курса алгебры, распечатка картинок, расписания уроков, визитки и т.п.

2.3. Оборудование кабинета вычислительной техники

Все требования к кабинету вычислительной техники можно найти в санитарно-гигиенических требованиях представленных СЭС. В них полностью описаны все параметры КВТ, его типы, правила размещения, требования к техническим характеристикам ВТ и т.п. Но в жизни, мы часто сталкиваемся не только с трудностями, которые приходится преодолевать при общении с СЭС (хотя это бывает трудно не только морально, но и материально, т.к. за нарушения правил техники безопасности, не только вышеупомянутое учреждение, но и пожарная охрана, могут наложить штраф).

Часто, у учителя, которому "повезло" делать самому кабинет ВТ не возникает некоторых проблем, перечисленных ниже. Это связано, в первую очередь, с тем, что учитель практически не выбирает подходящий кабинет, а с радостью принимает тот, который предложили. Но мы должны указать все возможные (и невозможные) проблемы и ситуации, с которыми учитель может столкнуться при организации КВТ.

В первую очередь, необходимо узнать количество учеников, которые предположительно будут заниматься в КВТ и их возраст. Это понадобится для расчета количества рабочих мест и подбора мебели.

В соответствии с потребностями школы и требованиями СЭС, подбирается количество ЭВМ на предложенную площадь кабинета.

И теперь необходимо произвести весь набор ремонтно-строительных работ, для того, чтобы Ваш кабинет мог нормально существовать. Вот некоторые правила, о которых не следует забывать, при проведении таких работ:

Освещение - дневные лампы. Это связано с частотой работы мониторов и светом ламп. Считается, что лампы дневного света наиболее приближены к естественному освещению и не дают бликов на экранах.

На пол лучше стелить линолеум. Линолеум обладает хорошими свойствами изоляции, хорошо подвергается гигиенической обработке, и имеет довольно приемлемую цену.

Часто, в эстетических целях, и, может быть в каких-либо других, электропроводку прокладывают под полом, но это довольно опасно. Во-первых, самовозгорание может произойти в очень неудобном с точки зрения доступа месте. Во-вторых, для ремонта нужно будет поднимать с таким трудом постеленные полы. Если проводить электропроводку по верху пола, то ее необходимо заизолировать в защитный кожух и разместить так, чтобы об этот кожух не спотыкаться, что будет довольно проблематично, т.к. на пути попадется либо проход между столами, либо дверь. Тут и влажная уборка полов может навредить... Поэтому можно проложить электропроводку по стене, лучше не пряча ее внутрь стены, а просто изолировав ее защитным кожухом. Надежнее, удобнее, проще.

На каждый персональный компьютер необходимо выделить 2-3 электророзетки в “не очень доступном” месте. Дети очень любят заниматься с розетками. Особенно, если на уроке скучно, непонятно, и вообще предмет не нравится. С этой точки зрения розетки хорошо бы спрятать "куда подальше", "с глаз долой". Но в случае необходимости срочного отключения устройства от электросети, пытаться искать розетку где-то под столом, или в другом месте, иногда может дорого стоить, и не только материально...

В кабинете должен быть и электрорубильник. Располагаться он должен в таком месте, какое будет доступно в случае возникновения возгорания или короткого замыкания. Обычно рубильники помещают недалеко от рабочего места учителя. В целях электробезопасноти необходимо иметь еще один рубильник, который будет отключать электрический ток в КВТ, но находиться он будет не в кабинете. Обычно, такие рубильники объединяют несколько кабинетов, и располагаются в подвале.

Затем наступает очередь потолка и стен. Все лакокрасочные и другие покрытия должны удовлетворять требованиям СЭС. Можно покрыть стены специальным звукоизолирующим покрытием.

В КВТ необходимо иметь кондиционер. Но цена кондиционера часто примерно равна стоимости одного рабочего места ученика, и учителя жертвуют им в пользу увеличения мест. Но по тем же требованиям СЭС кондиционер в кабинете ВТ необходимо иметь обязательно. И в целях улучшения микроклимата КВТ кондиционер должен работать как минимум на каждой перемене. Он проветрит помещение, увеличит влажность и удалит большинство микробов, скопившихся в помещении.

Окна в КВТ должны иметь форточки, которые так же открывают в целях проветривания помещения. Но окна должны служить не только этим целям. Окно - это и дополнительный выход для эвакуации при возникновении ЧП. Поэтому, когда в кабинет в целях материальной сохранности техники на окна ставят металлические решетки.

На окнах должны быть шторы. Одни - легкие, служащие, в основном, для эстетических целей. Другие - плотные, помогающие в солнечный день избавиться от бликов на мониторах.

Сигнализация. В ее установке заинтересован сам учитель, и какой вариант сигнализации Вы предпочтете, будет зависеть от желания и средств. Часто вместе с обычной охранной сигнализацией ставят и противопожарную сигнализацию.

Итак, кабинет готов к наполнению его мебелью. Конечно, хорошо иметь мебель регулируемую по высоте и наклону. Это поможет в одном кабинете проводить занятия с разными возрастными группами. Но такая мебель довольно дорогая и мы будем рассчитывать на средний вариант.

Понятно, что мебель это не только парты и стулья. Книжные полки и шкафы, также необходимы в КВТ. Там можно хранить методическую литературу, дидактические материалы, демонстрационные образцы, плакаты и т.п.

Плакаты в КВТ должны быть не только по темам урока, но и, в первую очередь, по технике безопасности и правилам поведения в КВТ.

Цветы. Они послужат не только эстетическим целям, но и помогут обновлять воздух в кабинете. А некоторые, например, кактусы, даже нейтрализуют один из видов излучения. Плюс - повышение влажности воздуха.

Для повышения влажности СЭС рекомендует иметь в КВТ открытые емкости с водой. Чтобы совместить полезное с красивым, можно поставить аквариум. Даже просто водные растения с улитками позволят и повысить влажность в кабинете, и создать уютную атмосферу в кабинете.

Кодоскоп или диапроектор помогут избавиться от доски с мелом. Мел - это дополнительная пыль в кабинете. Она принесет вред не только легким людей, но и компьютерам. Как известно, компьютер - это хороший пылесос.

Сейф, для хранения различных устройств, стоимость которых довольно велика, а объем - мал. Такие устройства легко могут "уйти" из кабинета, если их оставить без присмотра. Расходные материалы, дискеты, мыши и др., также лучше хранить в сейфе. Там найдет себе место и запасная сетевая карта.

Одним из главных вопросов оснащения кабинета ВТ - это правильный выбор расположение рабочих мест учеников (РМУ) и оборудования. Здесь надо учитывать и освещение (естественное и искусственное), и форму кабинета, и направление всевозможного излучения, и вспомогательные технические средства обучения (ТСО), и многое, многое другое.

Казалось бы, самое простое при переоборудовании кабинета - это просто поставить компьютеры на парты учеников. И затрат меньше и доска перед глазами учеников, и ученики сидят лицом к учителю. Но такое расположение является, наверное, самым неправильным, из возможных вариантов. И самая главная проблема здесь - это направленные в спину впереди сидящих учеников задние стороны мониторов. Как известно, самые вредные лучи "истекают" как раз из вентиляционных отверстий на мониторе. В таком кабинете выигрывают те, кто любит сидеть "на галерке". А что в этом случае достанется учителю? Около 10, направленных строго вперед, на учителя, мониторов.

СЭС, в своих рекомендациях, предлагает несколько различных вариантов расположения РМУ и ТСО. Но не все, как мне кажется, удобны в использовании.

3. Межпредметная связь

3.1. Необходимость межпредметных знаний в информатике

Проблема межпредметных связей интересовала педагогов еще в далеком прошлом. Ян Амос Коменский выступал за взаимосвязанное изучение грамматики и философии, философии и литературы, Джон Локк — истории и географии.

В России значение межпредметных связей обосновывали В.Ф. Одоевский, К.Д. Ушинский и другие педагоги. В советское время много внимания межпредметным связям уделяла Н. К. Крупская. «Комплексность комплексности рознь,— писала она в 1932 г. в «Методических заметках».  Есть комплексность,   которая   затемняет  реальные  связи   и опосредствования, которая связывает воедино вещи, ничего общего между собой не имеющие и есть комплексность, способствующая пониманию существующих реальных связей между различными областями явлений и тем способствующая выработке цельного материалистического мировоззрения»

Комплексные программы 20-х гг. явились показателем стремления передовой педагогической общественности покончить с разобщенностью, с изоляцией учебных предметов. И хотя эти программы не оправдали возлагавшихся на них надежд, сама идея комплексности, как ее толкует Н. К. Крупская, но может быть отброшена и сейчас. Новый подъем интереса к проблеме межпредметных связей наблюдается в связи с научно-технической революцией.

Все больший интерес к межпредметным связям проявляют учителя. Накапливается большой практический опыт. Некоторые пути осуществления межпредметных связей намечены в новых типовых программах.

Участие межпредметных связей в развитии познавательных способностей, активности, умственной деятельности содержится в трудах Ананьева Б.Г., Выготского Л.С., Рубинштейна С.Л. и др. Однако не все аспекты проблемы исследованы с достаточной точностью. До сих пор нет более или менее точного общепризнанного   определения   межпредметных   связей. Предлагаются их различные классификационные системы. В практике школы реализуются главным образом бинарные, в редких случаях тринарные связи (между двумя или тремя предметами). Не разработаны связи межцикловые (гуманитарных и естественнонаучных предметов). Научно не обоснована практическая методика межпредметных связей. Решение этих вопросов возможно лишь на путях тесного сотрудничества ученых, занимающихся проблемой, с одной стороны, и учителей массовой школы — с другой.

Генетически межпредметные связи восходят к межнаучным связям, а в конечном итоге — к наиболее общей закономерности существования мира — всеобщей связи явлений. В настоящее время происходят глубинные процессы взаимопроникновения и интеграции наук и вместе с тем их дифференциации. Сама «дифференциация научного знания оказывается в диалектическом смысле слова формой проявления интеграции, поскольку новые направления исследований «стирают» традиционно установившиеся границы между различными науками»  Возникают связующие науки — биохимия, биофизика; синтезирующие науки — кибернетика; проблемные — онкология. Все большее влияние на естественные науки оказывают науки гуманитарные. Вместе с возрастанием человеческого фактора в социально-экономической жизни возрастает роль и влияние общественных наук, прежде всего философии как наиболее общей теории развития природы, общества, мышления, затем психологии, лингвистики, эстетики, логики и т.д. на стыках естественных и общественных наук возникают новые: математическая экономика, экономическая кибернетика, техническая эстетика, прикладная лингвистика. Междисциплинарный,  межнаучный  характер  приобретает изучение биосферы.

Вместе с тем, как указывается в специальной литературе, интенсивные процессы взаимопроникновения и интеграции наук не должны приводить к стиранию или ослаблению их специфики, поскольку у каждой науки остается, и должен оставаться, свойственный только ей предмет исследования. Концепции и методы одной науки следует использовать в другой осторожно, строго критически, переосмысливая и видоизменяя их в соответствии с задачами и спецификой данной науки, с учетом диалектики взаимопереходов. Тенденции и выводы науки следует учитывать при построении системы межпредметных связей в высшей школе.

Начавшийся еще в 50-е годы процесс повышения теоретического уровня содержания образования поставил перед методистами проблему соотношения в нем теории и фактов. Усиление роли теоретического знания виделось в те годы в перемещении его на более ранние сроки обучения, что позволило использовать не только систематизирующую и объясняющую функции теорий, но и их прогностическую функцию (Ю.В.Ходаков). Этот процесс происходит и в настоящее время. Однако изменение соотношения фактологического и теоретического материала в пользу последнего приводит к недостаточному обоснованию теорий в сознании учащихся. Постепенное перемещение теоретического материала на начальные этапы обучения существенно уменьшило число фактов, служивших прежде его обоснованием.

Выход из создавшегося положения в настоящее время может быть найден при использовании в процессе преподавания информационной технологии обучения, позволяющей создать методически обоснованный поток информации, включающий, в частности, фактологический материал, который в дальнейшем может стать базой для проявления систематизирующей и объясняющей функций теоретического знания. Понятно, что создание информационного потока невозможно без использования персональной электронно-вычислительной машины (ПЭВМ). Информационная технология открывает для учащихся возможность лучше осознать характер самого объекта, активно включиться в процесс его познания, самостоятельно изменяя как его параметры, так и условия функционирования. В связи с этим, информационная технология не только может оказать положительное влияние на понимание школьниками строения и сущности функционирования объекта, но, что более важно, и на их умственное развитие. Использование информационной технологии позволяет оперативно и объективно выявлять уровень освоения материала учащимися, что весьма существенно в процессе обучения.

Значительный вклад в теорию и практику использования информационной технологии обучения (компьютеризации обучения) внесли: А.П.Беляева, В.П.Беспалько, Я.А.Ваграменко, А.П.Ершов, М.И.Жалдак, В.М.Зеленин, В.А.Извозчиков, А.А.Кузнецов, Ю.К.Кузнецов, В.В.Лаптев, М.П.Лапчик, А.Е.Марон, И.В.Марусева, Е.И.Машбиц, А.Г.Мордкович, И.А.Румянцев, М.В. Швецкий и другие ученые. В работах этих авторов рассмотрены пути повышения эффективности обучения с использованием различных технических средств, некоторые способы классификации педагогических программных средств (ППС), проблемы компьютеризации естественных дисциплин и др.

Однако не все вопросы, стоящие перед компьютеризацией обучения, разработаны достаточно детально, что затрудняет внедрение ее в практику обучения. Так, недостаточно обоснована роль и место ПЭВМ в процессе обучения, сочетание компьютера с традиционными подходами к обучению учащихся, отсутствует единая классификация педагогических программных средств, не разработаны критерии оценки компьютерных программ и практическая методика применения ПЭВМ в обучении.

В результате возникло несоответствие между потребностями образовательных учреждений в использовании компьютерной технологии обучения и ограничениями ее, вследствие недоработки отдельных важных сторон использования ПЭВМ в практике.

На мой взгляд, повышение эффективности обучения различным дисциплинам при использовании информационной технологии возможно, если:

-   определить роль и место использования информационной технологии в курсе обучения различным дисциплинам;

-   сформулировать критерии отбора материала к содержанию ППС;

-   разработать общие требования к обучающе-контролирующим программам и их созданию;

-   разработать методику сочетания традиционного и информационно-технологического обучения.

Проблема соотношения объема информации (потока информации), который может предоставить компьютер ученику и объема сведений, которые ученик может во-первых, мысленно охватить, во-вторых - осмыслить, а в-третьих - усвоить.

Традиционный путь учебного познания заключается, согласно понятиям диалектической логики, в переходе от явления к сущности, от частного к общему, от простого к сложному и т.д. Такое «пошаговое» обучение позволяет ученику перейти от простого описания конкретных явлений, число которых может быть весьма ограниченным, к формированию понятий, обобщений, систематизации, классификации, а затем и к выявлению сущности разных порядков. Новый путь познания отличается большим информационным потоком, насыщенностью конкретикой (т.е. фактами), позволяет быстрее проходить этапы систематизации и классификации, подводить фактологию под понятия и переходить к выявлению различных сущностей. Однако скорость таких переходов и осмысления фактов, их систематизация и классификация ограничены природными возможностями человека и довольна слабо изучены. В связи с этим, соотношение традиционного и информационного потоков учебной информации не может быть точно определено. Сюда же относится и проблема ориентации учащихся в потоке информации, предоставляемой компьютером.

Ученика не приучили ориентироваться в мощном потоке учебной информации, он не может разделять ее на главное и второстепенное, выделять направленность этой информации, перерабатывать ее для лучшего усвоения, выявлять закономерности и т.п. В сущности, информация (сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах) может рассматриваться как некая многофакторная система, детали которой скрыты от учащихся, а потому и весь этот поток сведений в целом (его основы, направленность, цели, связи между элементами, причинно-следственные зависимости и т.п.) оказывается трудно доступным для восприятия.

В результате использования обучающих ППС происходит индивидуализация процесса обучения. Каждый ученик усваивает материал по своему плану, т.е. в соответствии со своими индивидуальными способностями восприятия. В результате такого обучения уже через 1-2 урока (занятия) учащиеся будут находиться на разных стадиях (уровнях) изучения нового материала. Это приведет к тому, что учитель не сможет продолжать обучение школьников по традиционной классно-урочной системе. Основная задача такого рода обучения состоит в том, чтобы ученики находились на одной стадии перед изучением нового материала и при этом все отведенное время для работы у них было занято. По-видимому, это может быть достигнуто при сочетании различных технологии обучения, причем обучающие ППС должны содержать несколько уровней сложности. В этом случае ученик, который быстро усваивает предлагаемую ему информацию, может просмотреть более сложные разделы данной темы, а также поработать над закреплением изучаемого материала. Слабый же ученик к этому моменту усвоит тот минимальный объем информации, который необходим для изучения последующего материала. При таком подходе к решению проблемы у преподавателя появляется возможность реализовать дифференцированное, а также разноуровневое обучение в условиях традиционного школьного преподавания.

«Машинное» и человеческое мышление существенным образом различаются. Если машина «мыслит» только в двоичной системе, то мышление человека значительно многостороннее, шире и богаче. Как использовать компьютер, чтобы развить у учащихся человеческий подход к мышлению, а не привить ему некий жесткий алгоритм мыслительной деятельности?

Процесс внедрения информационной технологии в обучение достаточно сложен и требует фундаментального осмысления. Применяя компьютер, необходимо следить за тем, чтобы ученик не превратился в автомат, который умеет мыслить и работать только по предложенному ему кем-то (в данном случае программистом) алгоритму. Для решения этой проблемы необходимо наряду с информационными методами обучения применять и традиционные. Используя различные технологии обучения, мы приучим учащихся к разным способам восприятия материала: чтение страниц учебника, объяснение учителя, получение информации с экрана монитора и др.. С другой стороны, обучающие и контролирующие программы должны предоставлять пользователю возможность построения своего собственного алгоритма действий, а не навязывать ему готовый, созданный программистом. Благодаря построению собственного алгоритма действий ученик начинает систематизировать и применять имеющиеся у него знания к реальным условиям, что особенно важно для их осмысления.

Работая с моделирующими ППС, пользователь может создавать различные объекты, которые по некоторым параметрам могут выходить за грани реальности, задавать такие условия протекания процессов, которые в реальном мире осуществить невозможно. Появляется опасность того, что учащиеся в силу своей неопытности не смогут отличить виртуальный мир от реального. Поэтому, во избежание возможного отрицательного эффекта использования информационной технологии в процессе обучения, при разработке ППС, содержащих элементы моделирования, необходимо накладывать ограничения или вводить соответствующие комментарии (например, «В реальных условиях ваша модель не может существовать» и т.п.), чтобы ученик не мог «уйти» за грани реальности в результате манипулирования явлениями. Виртуальные образы, наряду с опасностью создания нереальных ситуаций, могут сыграть положительную дидактическую роль. Информационная технология позволит учащимся осознать модельные объекты, условия их существования, улучшая, таким образом, понимание изучаемого материала и, что особенно важно, их умственное развитие. Следует отметить, что компьютер, как педагогическое средство, используется, как правило, эпизодически. Это объясняется тем, что при разработке современных курсов не стоял вопрос о привязке к ним информационной технологии. Применение компьютера, поэтому, оказывается целесообразным лишь при изучении отдельных тем, где имеется очевидная возможность вариативности. Для систематического использования информационной технологии в процессе обучения необходимо переработать (модернизировать) все курсы обучения.

Анализ исследований по проблеме применения информационной технологии в процессе обучения показал, что пока еще мало внимания уделено вопросам рассмотрения основных форм сочетания традиционной и информационной технологий обучения. Важным методическим принципом применения компьютерных программ является их совместимость с традиционными формами обучения. При планировании уроков необходимо найти оптимальное сочетание таких программ с другими (традиционными) средствами обучения. Наличие обратной связи с возможностью компьютерной диагностики ошибок, допускаемых учащимися в процессе работы, позволяет проводить урок с учетом индивидуальных особенностей учащихся. Контроль одного и того же материала может осуществляться с различной степенью глубины и полноты, в оптимальном темпе, для каждого конкретного человека. Таким образом, мы предполагаем, что информационную технологию наиболее целесообразно применять для осуществления предварительного контроля знаний, где требуется быстрая и точная информация об освоении знаний учащимися, при необходимости создания информационного потока учебного материала или для моделирования различных объектов.

Поскольку педагогические программные средства ориентированы на достижение поставленных преподавателем учебных целей, они должны разрабатываться с учетом предъявляемых к ним психолого-педагогических, эргономических, эстетических и конструтивно-технических требований (рис. 1). Из перечисленных выше требований мы выбрали те, которые, на наш взгляд, изучены недостаточно полно, но являются весьма существенными: отбор информации и конструирование ППС, организация деятельности учащихся, формы предъявления информации.

                                                                Общие требования

 

    психолого-              эргономические           эстетические            конструктивно-

  педагогические                                                                                       технические

 

     отбор                 расположение               выразительность     конструктивная

    материала              информации                                                     универсальность

 

организация            использование                                                   сопроводи-

деятельности                  текста                         целостность            тельная до-

  учащихся                                                                                             кументация

 

   адаптивность             представление                   кадры-                  эффективность

                                          информации                   заставки                труда препод.

                 

    формы                         применение                                                эффективность

предъявления               изображений                                                труда учащегося

 информации                                                        

 

организация

взаимодействия

учащегося с ЭВМ

 

   оценка          

результатов

Рис.1. Структура общих требований, предъявляемых к обучающе-контролирующим программным средствам

Проведенные исследования позволили, во-первых, доказать необходимость пересмотра традиционных и разработки новых методик обучения с использованием ПЭВМ; во-вторых, для повышения качества обучения при использовании информационной технологии необходимо учитывать возникающие при этом психолого-педагогические и методические проблемы; в-третьих, обучающе-контролирующие программы должны отвечать всем требованиям, предъявляемым к учебному программному обеспечению.

При выборе ППС для реализации различных учебных задач необходимо учитывать их тип и структуру. Известно, что структура ППС зависит от его назначения. Так, основной функцией обучающей программы является обучение, контролирующей - контроль, а ППС обучающе-контролирующего типа совмещают в себе обе эти функции. Были подробно рассмотрены обучающие и контролирующие функции ППС, а также их структура. Обучающие ППС (рис.2) предполагают наличие двух составляющих: демонстрационной, выводящей на экран информацию согласно заранее разработанного сценария и имитационно-моделирующей, позволяющей пользователю управлять динамикой изучаемого процесса. Демонстрационная часть программы предполагает, что все числовые данные и варианты ответов, а также художественные образы и графики, заложены разработчиками в компьютерную программу. Работая с этой частью  программы, пользователь (учитель, ученик) в процессе демонстрации уже не имеет возможности включаться в технологический процесс и управлять им. Все (изменение параметров, скорость протекания реакции и т.д.) должно быть учтено на этапе составления такой программы и ее использование наиболее целесообразно при объяснении нового материала (лекции, семинары).

                                                 Запуск программы и заставка

 

      Меню выбора

                                                          (установочный блок)

 

Демонстрационная составляющая: мультфильмы, справочные материалы, химические и математические формулы и т.д. согласно заранее разработанному сценарию	Имитационно-моделирующая составляющая Задание. Ввод данных                                      НЕТ Обработка данных      ДА Моделирование и вывод на экран Формирование заключительных кадров
	Сообщение ученику	Сообщение учителю (статистика)

Рис. 2. Структура обучающей функции ППС.

С методической точки зрения наибольший интерес представляет имитационно-моделирующая составляющая часть программы (правая часть рис.2), которая позволяет ученику как бы «погрузиться» в изучаемый процесс, меняя те или иные его параметры, управлять этим процессом и достигать желаемые результаты. Здесь наиболее ярко проявляется присущая исключительно компьютеру обучающая функция программы.

Анализ отечественных и зарубежных ППС обучающе-контролирующего типа позволил выявить имеющиеся в них положительные и отрицательные моменты. К основным недостаткам можно отнести следующие: большинство разработанных ППС предназначены для изучения отдельных тем или разделов учебника, не учтены общедидактические и общепедагогические задачи, слабо развиты эффективные системы самоконтроля, отсутствует информационный поток знаний. К достоинствам  следует отнести наличие редактора справочной информации, открытой (сопряженной с графическим редактором) библиотеки графических фрагментов, режима произвольно регулируемой лупы для корректировки деталей изображения и др. Таким образом, для успешной реализации различных учебных задач необходимо учитывать структуру и тип ППС, а задания для компьютерных программ контролирующего типа должны отличаться четкостью и конкретностью, исключающими ошибочные представления о знаниях контролируемого ученика.

Целесообразность применения информационной технологии в обучении не вызывает сомнений, но эффективность этого технического средства значительно повышается, если его использование будет не эпизодическим, а систематическим, на протяжении всего курса. К сожалению, при разработке традиционного курса не предполагалось использование информационной технологии, в связи с чем необходимо разработать критерии отбора учебных тем, которые целесообразно изучать с применением информационной технологии. Критерии отбора учебных тем для компьютерного обучения можно сформулировать следующим образом: учебный материал темы должен способствовать созданию информационного потока, используемого как для вывода теоретического знания, так и его применения; содержание темы должно предполагать возможности управления учащимися моделями объектов. Эти критерии, а также анализ учебников для компьютеризированного курса, позволяют отобрать учебные темы традиционного курса, изучение которых можно проводить с использованием ПЭВМ.

Разработка специального учебного компьютерного курса выдвигает новые требования к отбору содержания, позволяющие формировать целенаправленные учебные информационные потоки. Критерии отбора содержания для такого курса можно свести к следующим положениям:

-   отбираемое содержание должно способствовать созданию потока информации;

-   отбираемый материал должен быть адаптирован для учащихся соответствующего возраста;

-   отбираемый материал должен включать различные виды наглядности;

-   отбираемое практическое содержание должно способствовать построению моделей объектов разного рода и выявлению закономерностей их функционирования;

-   конструкция содержания должна способствовать классификации и систематизации потока информации, предъявляемой учащимся.

Под термином «информация» мы подразумеваем учебное сообщение, осведомление о различных явлениях, условиях их протекания, закономерностях и т.п., воспринимаемое и осознаваемое учащимися.

Понятие «информация» мы отличаем от понятия «информационный поток». При этом мы различаем два вида информационного потока:

-   первый вид - это совокупность материальных объектов (явлений, процессов), которые необходимо проанализировать и систематизировать ученику для уяснения изучаемого материала;

-   второй вид - это набор различных условий и параметров, которые подбираются (задаются, вводятся учеником или учителем, программистом) с целью получения определенного результата (выполнения задания) компьютерного эксперимента. Под информационной технологией обучения мы понимаем такую технологию, при которой учащиеся должны работать с мощным специализированным потоком учебной информации, получаемой с помощью компьютерной технологии и ППС.

При изучении используются различные наглядные средства, но с внедрением компьютерной технологии представляло интерес произвести классификацию  этих средств обучения и дать их подробную характеристику (схема 3).

                                                                 Наглядные средства

 

                         Наглядность I рода                            Наглядность II рода

 

Наглядность III рода

 

Рис.3. Классификация наглядных средств

Наглядность I рода - это все то, что учащиеся видят непосредственно в результате проведения реальных экспериментов, а также внешний и внутренний облик зданий, цехов различных производств и т.п.

Наглядность II рода - это символьная (модельная) запись проводимых или демонстрируемых процессов и явлений, запись с помощью символов различных превращений (реакций), графическое отображение образования и разрушения связей и т.п.

Наглядность III рода - это мультимедийная наглядность, которая позволяет не только сочетать в динамике наглядности I и II рода, но и значительно расширить и обогатить их возможности введением фрагментов мультимедиа благодаря использованию информационной технологии. Отличительной особенностью III типа наглядности  является возможность объединения реального объекта и его сущности на разных уровнях. Наряду с этим компьютер предоставляет возможность пользователю (ученику или учителю) активно подключаться к демонстрациям, ускоряя, замедляя или повторяя, по мере необходимости, изучаемый материал, управлять и моделировать сложными процессами, систематизировать, классифицировать и фиксировать на экране монитора необходимую информацию и т.п.

Из классификации наглядных средств и предложенных выше определений видно, что наглядность III рода позволяет с высокой эффективностью изучать и моделировать объект и условия его существования, способствует повышению умственного развития учащихся.

Таким образом, очевидно, что применение информационной технологии в процессе обучения по традиционным программам возможно лишь эпизодически, при изучении отдельных тем. Для более полного и систематического применения информационной технологии в процессе обучения необходимо переработать образовательные программы в соответствии с учетом возможностей компьютера и разработанных критериев отбора и структурирования содержания. При работе с компьютерными программами следует различать термины «информация» и «поток информации». Обучение учащихся в среде потока учебной информации и является информационной технологией обучения.

Очевидно, что успешность использования информационной технологии во многом зависит от того, насколько свободно учащиеся владеют компьютером. Поэтому первой задачей эксперимента мы считали оперативное обучение учащихся использовать его в своей учебной деятельности. Вторая задача эксперимента состояла в изучении возможностей усвоения учащимися материала в условиях использования информационной технологии обучения. В ходе проведенного эксперимента было выявлено, что первый сеанс работы с обучающе-контролирующей программой является для большинства учащихся довольно тяжелым. Напряжение первого общения с обучающе-контролирующей программой в значительной степени снимается при последующих контактах с ЭВМ. У учащихся лучше регулируется внимание, стабилизируется время отработки вопроса, уменьшается число механических ошибок при использовании клавиатуры.

Систематическое применение компьютера в учебном процессе является первоочередной задачей эффективного использования ПЭВМ в обучении.

Результаты педагогического эксперимента показали, что, во-первых, учащиеся довольно быстро обучаются использовать компьютер в учебной деятельности. Во-вторых, использование информационной технологии позволяет повысить качество обучения, сделать его более полным, наглядным и доступным. Наличие устойчивой обратной связи в цепи «преподаватель-ученик» позволяет своевременно выявлять и устранять пробелы в знаниях учащихся, что способствует повышению успеваемости. Организация контроля с помощью предложенных обучающе-контролирующих компьютерных программ является достаточно эффективной, а сами программы соответствуют требованиям, предъявляемым к программному обеспечению. Разработанная методика их использования позволяет значительно повысить уровень успеваемости учащихся за счет индивидуализации процесса контроля знаний.

3.2. Возможности вычислительной техники

Рассмотрим ряд возможностей применения ЭВМ в других областях деятельности. Так, при изучении многих технических дисциплин возникает задача построения различного вида графических изображений, чертежей и т.д. Между тем задача вывода информации из ЭВМ в графической форме возникла одновременно с появлением первых вычислительных машин, так как графическое представление информации является более наглядным, а в ряде случаев, например при автоматизированном способе получения чертежей и графиков, является одной из основных целей  функционирования вычислительных комплексов.

Устройства вывода графической информации можно разделить на три основных класса:

-   электромеханические графопостроители векторного типа, в которых пишущее устройство ( например, чернильный записывающий элемент) перемещается по двум координатам ( планшетные графопостроители) или по одной координате; в последнем случае по второй координате производится перемещение бумажного носителя ( барабанные графопостроители) :

-   растровые устройства вывода графической  информации, изображение в которых получается за счет использования различных физических принципов ( электростатики, электрографии, тепловых процессов и др.)

-   устройства вывода информации на микрофильм.

По принципу действия электромеханические векторные графопостроители делятся на устройства с неподвижным носителем информации им устройства с перемещаемым носителем информации. Для устройств с  неподвижным носителем носитель информации укрепляется  на плоской рабочей поверхности планшета. Перемещение пишущего элемента осуществляется электромеханической координатной системой по двум осям. Этот тип графопостроителей принято именовать планшетами. Для устройств с перемещаемым носителем информации характерно наличие механизма перемещения пишущего элемента только по одной координате, запись информации по другой оси осуществляется путем перемещения самого носителя.

Основное преимущество графопостроителей состоит в обеспечение высокой точности черчения. Графопостроители могут работать автономно, воспринимая исходные данные с промежуточного носителя – диска, непосредственно с ЭВМ, используя интерфейсы различных типов.

Исторически автоматизация началась на производстве и затем распространилась на офис, имея вначале целью лишь автоматизацию рутинной секретарской работы. По мере развития средств коммуникаций автоматизация офисных технологий заинтересовала специалистов и управленцев, которые увидели в ней возможность повысить производительность своего труда.

Автоматизация офиса призвана не заменить существующую традиционную систему коммуникации персонала (с ее совещаниями, телефонными звонками и приказами), а лишь дополнить ее. Используясь совместно, обе эти системы обеспечат рациональную автоматизацию управленческого труда и наилучшее обеспечение управленцев информацией.

Автоматизированный офис привлекателен для менеджеров всех уровней управления в фирме не только потому, что поддерживает внутрифирменную связь персонала, но также потому, что предоставляет им новые средства коммуникации с внешним окружением.

Информационная технология автоматизированного офиса - организация и поддержка коммуникационных процессов как внутри организации, так и с внешней средой на базе компьютерных сетей и других современных средств передачи и работы с информацией.

Офисные автоматизированные технологии используются управленцами, специалистами, секретарями и конторскими служащими, особенно они привлекательны для группового решения проблем. Они позволяют повысить производительность труда секретарей и конторских работников и дают им возможность справляться с возрастающим объемом работ. Однако это преимущество является второстепенным по сравнению с возможностью использования автоматизации офиса в качестве инструмента для решения проблем. Улучшение принимаемых менеджерами решений в результате их более совершенной коммуникации способно обеспечить экономический рост фирмы.

В настоящее время известно несколько десятков программных продуктов для компьютеров и некомпьютерных технических средств, обеспечивающих технологию автоматизации офиса: текстовый процессор, табличный процессор, электронная почта, электронный календарь, аудиопочта, компьютерные и телеконференции, видеотекст, хранение изображений, а также специализированные программы управленческой деятельности: ведения документов, контроля за исполнением приказов и т.д.

Также широко используются некомпьютерные средства: аудио- и видеоконференции, факсимильная связь, ксерокс и другие средства оргтехники.

Возможности компьютера как технической основы системы обработки данных связаны с используемым программным обеспечением (программами).

Программа (program, routine) - упорядоченная последовательность команд (инструкций) компьютера для решения задачи.

Программное обеспечение (software) - совокупность программ обработки данных и необходимых для их эксплуатации документов.

Программы предназначены для машинной реализации задач. Термины задача и приложение имеют очень широкое употребление в контексте информатики и программного обеспечения.

Задача (problem, task) - проблема, подлежащая решению.

Приложение (application) - программная реализация на компьютере решения задачи.

Таким образом, задача означает проблему, подлежащую реализации с использованием средств информационных технологий, а приложение - реализованное на компьютере решение по задаче. Приложение, являясь синонимом слова "программа", считается более удачным термином и широко используется в информатике.

Предметная (прикладная) область (application domain) - совокупность связанных между собой функций, задач управления, с помощью которых достигается выполнение поставленных целей.

Взаимосвязь задачи, правил решения (алгоритма) и программы приведен на рис.4.

Рис.4. Взаимосвязь задачи, правил решения (алгоритма) и программы

Алгоритм - система точно сформулированных правил, определяющая процесс преобразования допустимых исходных данных (входной информации) в желаемый результат (выходную информацию) за конечное число шагов.

Класс «Пакеты прикладных программ» наиболее представителен, что обусловлено, прежде всего, широким применением средств компьютерной техники во всех сферах деятельности человека, созданием автоматизированных информационных систем различных предметных областей.

Рис.5. Пакеты прикладных программ

Проблемно-ориентированные ППП - это самый представительный класс программных продуктов, внутри которого проводится классификация по разным признакам:

-   типам предметных областей;

-   информационным системам;

-   функциям и комплексам задач, реализуемых программным способом, и др.

Для некоторых предметных областей возможна типизация функций управления, структуры данных и алгоритмов обработки. Это вызвало разработку значительного числа ППП одинакового функционального назначения и, таким образом, создало рынок программных продуктов:

-   ППП автоматизированного бухгалтерского учета;

-   ППП финансовой деятельности;

-   ППП управления персоналом (кадровый учет);

-   ППП управления материальными запасами;

-   ППП управления производством;

-   банковские информационные системы и т.п.

-   создание программных комплексов в виде автоматизированных рабочих мест (АРМ) управленческого персонала;

-   создание интегрированных систем управления предметной областью на базе вычислительных сетей, объединяющих АРМы в единый программный комплекс с архитектурой клиент-сервер;

-   организация данных больших информационных систем в виде распределенной базы данных на сети ЭВМ;

-   наличие простых языковых средств конечного пользователя для запросов к базе данных;

-   настройка функций обработки силами конечных пользователей (без участия программистов);

-   защита программ и данных от несанкционированного доступа (парольная защита на уровне функций, режимов работы, данных).

Для подобного класса программ высоки требования к оперативности обработки данных (например, пропускная способность для банковских систем должна составлять несколько сот операций в секунду), велики объемы хранимой информации, что обусловливает повышенные требования к средствам администрирования данных БД (актуализации, копирования, обеспечения производительности обработки данных).

Наиболее важно для данного класса программных продуктов создание дружественного интерфейса для конечных пользователей.

Данный класс программных продуктов весьма динамичен как по составу реализуемых ими функций, так и по используемому для их создания инструментарию разработчика. Со временем границы компьютеризации информационных систем, как правило, расширяются, что приводит к изменению функций существующих ППП.

ППП общего назначения содержат широкий перечень программных продуктов, поддерживающих преимущественно информационные технологии конечных пользователей. Кроме конечных пользователей этими программными продуктами за счет встроенных средств технологии программирования могут пользоваться и программисты для создания усложненных программ обработки данных.

Настольные системы управления базами данных (СУБД) обеспечивают организацию и хранение локальных баз данных на автономно работающих компьютерах либо централизованное хранение баз данных на файл-сервере и сетевой доступ к ним.

Серверы баз данных - успешно развивающийся вид программного обеспечения, предназначенный для создания и использования при работе в сети интегрированных баз данных в архитектуре клиент-сервер.

Многопользовательские СУБД (типа Paradox, Access, FoxPro и др.) в сетевом варианте обработки данных хранят информацию на файл-сервере - специально выделенном компьютере в централизованном виде, но сама обработка данных ведется на рабочих станциях. Серверы баз данных, напротив, всю обработку (хранение, поиск, извлечение и передачу данных клиенту) данных выполняют самостоятельно, одновременно обеспечивая данными большое число пользователей сети.

Текстовые процессоры - автоматическое форматирование документов, вставка рисованных объектов и графики, составление оглавлений и указателей, проверка орфографии, шрифтовое оформление, подготовка шаблонов документов.

Развитием данного направления программных продуктов являются издательские системы.

Табличный процессор - удобная среда для вычислений силами конечного пользователя; средства деловой графики, специализированная обработка (встроенные функции, работа с базами данных, статистическая обработка данных и др.).

Средства презентационной графики - специализированные программы, предназначенные для создания изображений и их показа на экране, подготовки слайд-фильмов, мультфильмов, видеофильмов, их редактирования, определения порядка следования изображений.

Презентация может включать показ диаграмм и графиков, все программы презентационной графики условно делятся на программы для подготовки слайд-шоу, программы для подготовки мультимедиа-презентации.

Интегрированные пакеты - набор нескольких программных продуктов, функционально дополняющих друг друга, поддерживающих единые информационные технологии, реализованные на общей вычислительной и операционной платформе.

Наиболее распространены интегрированные пакеты, компонентами которых являются:

-   СУБД;

-   текстовый редактор;

-   табличный процессор;

-   органайзер;

-   средства поддержки электронной почты;

-   программы создания презентаций;

-   графический редактор.

Пакет фирмы Microsoft "Microsoft Office " включает в себя все вышеназванные компоненты.

Компоненты интегрированных пакетов могут работать изолированно друг от друга, но основные достоинства интегрированных пакетов проявляются при их разумном сочетании друг с другом. Пользователи интегрированных пакетов имеют унифицированный для различных компонентов интерфейс, тем самым обеспечивается относительная легкость процесса их освоения.

Отличительными особенностями данного класса программных средств являются:

-   полнота информационных технологий для конечных пользователей;

-   однотипный интерфейс конечного пользователя для всех программ, входящих в состав интегрированного пакета - общие команды в меню, стандартные пиктограммы одних и тех же функций (сохранение на диске, печать, проверка орфографии, шрифтовые оформления и т.п.), стандартное построение и работа с диалоговыми окнами и др.;

-   общий сервис для программ интегрированного пакета (например, словарь и средства орфографии для проверки правописания, построитель диаграмм, конвертер данных и др.);

-   легкость обмена и ссылок на объекты, созданные программами интегрированного пакета;

-   наличие единой языковой платформы для разработки макрокоманд, пользовательских программ;

-   возможность создания документов, интегрирующих в себе возможности различных программ, входящих в состав интегрированного пакета.

Интегрированные пакеты эффективны и при групповой работе в сети многих пользователей. Так, из прикладной программы, в которой находится пользователь, можно отправить документы и файлы данных другому пользователю, при этом поддерживаются стандарты передачи данных в виде объектов по сети или через электронную почту.

Офисные ППП охватывают программы, обеспечивающие организационное управление деятельностью офиса:

Органайзеры (планировщики) - программное обеспечение для планирования рабочего времени, составления протоколов встреч, расписаний, ведения записной и телефонной книжки.

В состав программ органайзеров входят: калькулятор, записная книжка, часы, календарь и т.п. Наиболее часто подобное программное обеспечение разрабатывается для ноутбуков, персональных компьютеров блокнотного типа.

Программы-переводчики, средства проверки орфографии и распознавания текста включают:

-   программы-переводчики, предназначенные для создания подстрочника исходного текста на указанном языке;

-   словари орфографии, используемые при проверке текстов;

-   словари синонимов, используемые для стилевой правки текстов;

-   программы для распознавания считанной сканерами информации и преобразования в текстовое представление.

Коммуникационные ППП - предназначены для организации взаимодействия пользователя с удаленными абонентами или информационными ресурсами сети.

В условиях развития глобальной информационной сети Internet появился новый класс программного обеспечения - броузеры, средства создания WWW-страниц. Они различаются возможностями поддержки языка HTML, использованием цвета при оформлении фона, текста, форматированием текста, использованием графических форматов изображений, таблиц, фонового звука, мультипликации и т.п.

Электронная почта также становится обязательным компонентом офисных ППП.

Методо-ориентированные ППП включают программные продукты, обеспечивающие независимо от предметной области и функций информационных систем математические, статистические и другие методы решения задач.

Наиболее распространены методы математического программирования, решения дифференциальных уравнений, имитационного моделирования, исследования операций.

Методы статистической обработки и анализа данных (описательная статистика, регрессионный анализ, прогнозирование значений технико-экономических показателей и т.п.) имеют всевозрастающее применение. Так, современные табличные процессоры, значительно расширили набор встроенных функций, реализующих статистическую обработку, предлагают информационные технологии статистического анализа. Вместе с тем необходимость в использовании специализированных программных средств статистической обработки, обеспечивающих высокую точность и многообразие статистических методов, также растет.

На базе методов сетевого планирования с экономическими показателями проекта, формированием отчетов различного вида оформилось новое направление программных средств - управление проектами, пользователями этих программ являются менеджеры проектов.

ППП автоматизированного проектирования предназначены для поддержания работы конструкторов и технологов, связанных с разработкой чертежей, схем, диаграмм, графическим моделированием и конструированием, созданием библиотеки стандартных элементов (шаблонов) чертежей и их многократным использованием, созданием демонстрационных иллюстраций и мультфильмов.

Отличительной особенностью этого класса программных продуктов являются высокие требования к технической части системы обработки данных, наличие библиотек встроенных функций, объектов, интерфейсов с графическими системами и базами данных.

Системы искусственного интеллекта реализуют отдельные функции интеллекта человека. Основными компонентами систем искусственного интеллекта являются база знаний, интеллектуальный интерфейс с пользователем и программа формирования логических выводов. Их разработка идет по следующим направлениям:

-   программы-оболочки для создания экспертных систем путем наполнения баз знаний и правил логического вывода;

-   готовые экспертные системы для принятия решений в рамках определенных предметных областей;

-   системы управления базами знаний;

-   системы анализа и распознавания речи и др.

Как правило, интеллектуальный интерфейс включает:

-   диалоговый процессор на естественном языке;

-   планировщик, преобразующий описание задачи в программу решения на основе информации базы знаний;

-   монитор, осуществляющий управление компонентами интерфейса.

4. Методы обучения

4.1. Начальный этап

Поскольку информационное образование является частью общеобразовательной подготовки, то формы и методы для них во многом общие. Рассмотрим некоторые из них.

Методы, наиболее часто используемые для информационного образования, следующие:

Рассказ, объяснение, беседа. Используют их для сообщения учащимся новых информационных знаний, разъяснения содержания и значения информационных понятий, ознакомления с техническими основами компьютерной техники и преимуществами новых форм организации деятельности с применением вычислительной техники. Эти методы применяют также и при изучении нового материала по темам: «Оборудование и организация АРМ», «Основы компьютерных знаний», «Вычислительные сети» и др. Используют эти методы для осуществление анализа хода и результатов работы, поиска путей повышения производительности труда и т.д.

2. Учебная демонстрация. Этот метод применяют для раскрытия структуры информационных понятий; для отображения эффективности информационных процессов, результативности; для разъяснения системы информатики. Учебная демонстрация включает в себя показ схем, таблиц, плакатов, видео и кинофильмов, а также демонстрацию приемов наиболее эффективного выполнения компьютерных.

3. Проверка и оценка экономических знаний и умений учащихся в процессе устного и программированного опроса, решения задач информационного характера, анализа конкретных ситуаций, проведения деловых игр, подготовки рефератов, сообщений и т.п.

Для закрепления информационных знаний и формирования экономических умений наиболее приемлемы следующие методы:

1. Упражнения (рациональная организация рабочего места, использование элементов НОТ, определение на практике норм времени).

2. Практические работы, эксперимент, самостоятельные на­блюдения (фотографирование и самофотографирование рабочего процесса; хронометраж; наблюдение информационных процессов; наблюдение, сравнение и выяснение причин различной эффективности конечных результатов трудовых действий и т.д.).

3. Решение задач.

4. Работа с цифровым материалом (самостоятельная подборка цифровых данных с последующим их анализом; обработка сведений и составление на их основе графи­ков, таблиц, диаграмм; анализ цифрового материала для определения эффективности какого-либо экономического мероприятия).

5. Работа с научно-технической и экономической литерату­рой; со­ставление схем, графиков на основе прочитанного материала.

Среди всех перечисленных методов несомненное преимущество имеют те из них, которые активизируют познавательную деятельность учащихся в области экономики. Это, в частности, составление и решение задач с производственным содержанием, анализ конкретных производственных ситуаций, экономический эксперимент, деловые игры и др.

Деловые игры прочно заняли одно из первых мест среди наиболее перспективных методов обучения специалистов любого профиля. Игры используются для развития творческого мышле­ния участников игры, формирования умений и навыков практиче­ской деятельности, для повышения интереса к занятиям, активизации восприятия учебного материала и т.д.

Компьютерные и коммуникационные технологии являют собой вполне очевидные проявления информационной революции. Поэтому становится понятным тот пристальный интерес, который проявляют к компьютерной грамотности педагоги, занимающиеся поисками путей адаптации школы к современному миру.  Все большее число родителей, учителей и учащихся приходят к убеждению, что результате полученных знаний о компьютерах и приобретенных навыков работы на них дети будут лучше подготовлены к жизни и материальному благополучию в меняющемся мире.

Часть людей убеждены в том, что компьютер предоставляет новые возможности для творческого развития детей и их учителей, позволяет освободиться от нудного традиционного курса обучения и разработать новые идей и средства выражения, дает возможность решать более интересные и сложные проблемы.

Центральным фундаментом в пользу введения курса компьютерной грамотности является принцип равноправного доступа к образованию. Если ставится задача научить использовать возможности вычислительной техники, изучение компьютеров не может быть уделом только старшеклассников.

Ряд  педагогов сомневаются в реальности достижения целей компьютерной грамотности. Некоторые из них считают, что компьютеры представляют не что иное, как еще одно средство отвлечения внимания на занятиях. Другие настаивают на том, что невозможно подготовить учителей к использованию компьютеров на уроках и компетентному обучению компьютерной грамотности без серьезной профессиональной подготовки их в области вычислительной технике. Третьи выражают опасение, что постоянное использование компьютеров приведет к такому положению, когда целое поколение людей не сможет складывать и вычитывать числа, если не будет рядом компьютера. Одним из серьезных аргументов против включения компьютеров в содержание обучения является столь быстрое развитие вычислительной техники, что даже постоянно обновляемая программа будет хронически  отставать от него.

Еще более серьезным возражением является то обстоятельство, что ученики будут гораздо меньше общаться друг с другом, поскольку значительную часть времени они будут проводить за компьютером. В этой связи выражается опасение, что учащиеся, привыкшие к общению с компьютерами, будут оказывать более высокое предпочтение таким формам общения, которым свойственны точность и четкость, а не интуиция или неоднозначность, которые необходимы для искусства и гуманитарных видов деятельности.

Философия состоит в том, что нет иного выбора, кроме как адаптация к информационному веку. Ознакомление с вычислительной техникой является только частью такой адаптации. Основная же цель адаптации в том, что людей необходимо научить обрабатывать информацию, решать задачи, общаться с людьми и понимать суть  изменений, необходимых в обществе.

Если компьютеры обладают теми мощными интеллектуальными качествами, которые им приписываются, то ими можно вполне воспользоваться для достижения  и этой цели. Цели компьютеризации обучения и содержание учебно-образовательной деятельности должны быть интегрированы на уроках.

Такая интеграция не может быть  завершена в течение одного года или стать результатом реализации какого-то проекта или однократного пересмотра программы курса обучения. Наоборот, это процесс, у которого нет конца. Он содержит совокупность общих целей компьютеризации  учебного процесса, реализация которого возможна в результате совместной  работы администрации, учителей и педагогов, специализирующихся на разработке программ обучения. Реализация этих целей будет варьироваться от одного предмета к другому, от учителя к учителю, от одного года обучения к другому. Но важно отметить, что все эти вариации будут происходить в рамках общих целей, рассматриваемых в определенной последовательности, что позволит каждому ученику из года в год пополнять свои знания и формировать новые практические навыки работы на компьютерах  на основе ранее приобретенного опыта. Основные методы и подходы к решению задач, способы машинной обработки информации и социальные аспекты компьютеризации будут постепенно усложняться и обсуждаться различными способами в течение всего цикла обучения. В такой ситуации компьютер станет средством распространения и обмена информации между учениками и учителями. Если же компьютерная деятельность на уроке ориентирована на  поддержку традиционного курса обучения, то в этом случае она не только не будет отвлекать от предмета, а скорее будет способствовать развитию повышенного интереса  к нему. В том случае, когда основное внимание уделяется принципам обработки информации  и решения задач, а не техническим тонкостям устройства компьютера, риск создания таких учебных курсов, которые безнадежно устаревают еще до того, как по ним начинают учить, будет меньше.

Компьютер является лишь точкой фокуса для тех изменений в содержании обучения, которые должны быть осуществлены в качестве ответной реакции на сдвиги, которые происходят в мире.

По сравнению с прошлым в наше время пользоваться компьютером стало намного проще, для них характерно «дружественное» по отношению к пользователю программное обеспечение с простым меню  и легко выполняемыми инструкциями, а информация представляется с помощью четких графических изображений и звуковых эффектов. Чтобы заставить компьютер делать то, что вы хотите, теперь вовсе необязательно владеть программированием. Нас повсюду окружает новая техника, и для современных людей компьютер сегодня страшен не более, чем стереосистема.

Программирование, конечно, интересная и занимательная штука (и к тому же хороший способ развития навыков решения задач), однако уметь  программировать или знать, как отремонтировать компьютер пользователю совсем необязательно. Ведь не всякий обычный водитель является одновременно  и опытным автомехаником.

Конечно, существуют основы, которые  должны знать учащиеся, пользующиеся компьютером. Они должны научиться сохранять файлы, знать клавиатуру, знать правила обращения с дисками и т.д.

Для разработки нового высококачественного программного обеспечения совершенно необходимо тесное сотрудничество квалифицированных специалистов по программному обеспечению и опытных педагогов.

Благодаря новым технологиям, которые естественно, будут совершенствоваться, специальные знания по ЭВМ (различные языки программирования, методы разработки программ и т.д.) будут требоваться лишь от ограниченного круга специалистов.

4.2. Коммуникация как способ конструирования информационных знаний

В данном разделе предпринята попытка показать один из возможных способов взаимосвязи в процессе обучения информатики форм коммуникации и появляющимся в такой коммуникации знании. Рассматриваемая форма взаимосвязи отслеживалась в ходе семинаров, проводившихся сотрудниками Центра проблем развития информационного образования с преподавателями и студентами МГУ в 2002-2003 годах.

Основная претензия преподавателей, высказывавшаяся в ходе семинаров, сводится к тому, что «студенты не учатся», у них отсутствует мотивация к учению, они не готовятся к лекциям и пассивны на семинарских занятиях.

В свою очередь, студенты, принимавшие участие в семинарах, выражают неудовольствие по поводу устаревших форм и методов организации учебного процесса и неактуального, для запроса студентов, содержания образования.

Таким образом, если рассматривать учебный процесс как взаимодействие преподавателя и студентов на определенном учебном содержании, то ни преподавателя, ни студента не устраивают результаты такого взаимодействия, причем, претензии взаимны – студенты не учатся так, как хотелось бы преподавателям; преподаватели не учат тому и так, как хотелось бы студентам.

Конечно, представленная здесь картина достаточно обобщена и даже, отчасти, утрирована, но такое допущение необходимо, чтобы понять, почему так происходит и как можно изменить существующую ситуацию?

Начиная с семидесятых годов в ряде отечественных и зарубежных педагогических исследований при рассмотрении учебного процесса за его единицу принимается взаимодействие преподавателя и студентов (Битинас Б.П., Веблер В.-Д. [4], Левшин Л.А., Юнгер И.П. и др.). Попытки различных исследователей выстроить структуру педагогического взаимодействия привели к созданию нескольких, достаточно близких по своей сути, моделей.

В данной работе за основу взята модель, предложенная немецким исследователем В.-Д.Веблером для педагогического взаимодействия в учебном процессе в высшей школе.

Согласно модели В.-Д.Веблера, каждое педагогическое взаимодействие имеет некоторые рамочные условия, в которых оно протекает. Рамочные условия – это то, что определяет время, место, материальное обеспечение и юридическое нормирование единицы учебного процесса. Например, лекция, начинающаяся по учебному расписанию в 19 часов и продолжающаяся два академических часа, для студентов и лектора будет являться рамочным условием их взаимодействия.

Помимо рамочных условий, каждое взаимодействие имеет цель участия в нем преподавателя и студентов. Цель взаимодействия может быть согласована и несогласована его участниками, может быть осознанной и неосознаваемой, декларируемой и скрытой. Со стороны преподавателя цель, чаще всего, – передача важной учебной информации, для студента – усвоение этой информации. Это если говорить о деловом контексте взаимодействия, которое, кроме того, имеет еще и социально-психологический контекст, влияющий на успешность и результативность делового аспекта.

Часто для студента цель взаимодействия на самом деле лежит в социально-психологическом аспекте – увлекающий манерой своего преподавания лектор, боязнь негативных последствий на экзамене из-за отсутствия на лекциях, потребность в общении с однокурсниками и другие. Аналогичные цели из социально-психологического аспекта можно обозначить и для преподавателя – потребность признания его профессиональной компетентности, самоутверждение, та же необходимость в общении. Британский исследователь Д.Жак обнаруживает один, достаточно неожиданный, аспект цели преподавательской деятельности – «преподаватели становятся зависимыми от зависимости их студентов от них самих» и как во всякой зависимости нуждаются в «новой порции преподавания».

Взаимодействие, какие бы цели оно не преследовало, всегда строится на некотором содержании. Это еще один элемент, в котором согласование преподавателя и студента никак не предусмотрено. Кажется, что в сегодняшнем учебном процессе над содержанием всецело властвует преподаватель: он определяет что именно и в каком объеме должен усвоить студент. Но это лишь на первый взгляд. На самом деле, студент усваивает только то, что попадает в сферу его потребностей: все остальное забывается сразу же после сдачи экзамена.

Все названные выше элементы единицы учебного процесса (преподаватель, студент, цель, содержание, рамочные условия) начинают реально взаимодействоать через метод как способ достижения цели передачи преподавателем содержания студентам в определенных условиях.

Таким образом выстроенная иерархия элементов учебного взаимодействия делает метод основным «действующим лицом» учебного процесса, на него возлагается ответственность за удовлетворенность учебой и преподавателями, и студентами. Но как выбрать этот всех устраивающий метод? Как выстроить взаимодействие, способное решать проблемы и делового, и социально-психологического аспектов учебного процесса?

Поставим ряд практических вопросов.

Какие знания, способности и навыки по компьютерным технологиям необходимы выпускникам университета, чтобы полностью реализоваться и в жизни, и на работе? Что они должны делать, чтобы овладеть этими знаниями и навыками? Делают ли они это? Понимают ли они то, что выучили? Могут ли они использовать это в своей деятельности?

Вряд ли можно уверенно утвердительно ответить по крайней мере на три последних вопроса. Скорее всего, у кого-то из студентов это случается, а кто-то уходит из университета, так и не поняв, что же он действительно знает и умеет делать с компьютером и как может распорядиться этим в своей профессиональной – и не только – жизни.

В работах современных исследователей по поводу природы появления знания существует две полярные точки зрения:

-   знания находятся «вовне» и передаются преподавателями по «частям» и «крупицам»;

-   знания находятся в умах людей, формируются на основе индивидуального опыта, а значит, их конструируют, создают, и получают.

Обсуждая процесс приобретения компьютерных знаний в сегодняшнем университете, американские исследователи Роберт Б.Бар и Джон Таг, отмечают, что «главный агент в процессе образования – преподаватель, дающий знания. Студенты рассматриваются как пассивные сосуды, заглатывающие знания для того, чтобы воспроизвести их на экзаменах. Частично из-за того, что учитель знает, какие порции знания являются самыми важными, он контролирует учебную деятельность. Предположительно, образование носит собирательный характер, так как сводится к поглощению все большего количества порций знания. Диплом выдается тогда, когда студент поглотил необходимое количество порций».

Ряд современных исследователей разных стран – О.Басис (Франция) [2], Р.Барнетт (Великобритания) [1], С.Ренегар (США) – формулируют другое утверждение относительно появления знания – «размышлять и конструировать знание самому возможно, потому что знание образуется в ходе реальных процессов, продуцирующих мысль и действие. Эти процессы должны происходить в ситуации открытого столкновения собственных сомнений и противоречий с сомнениями и противоречиями других. Вовсе не для того, чтобы вытеснить чье-то мнение или мысль, но для того, чтобы вместе обучаться в ситуации ненасильственного разрешения конфликтов в таких условиях, которые одновременно сближают и дифференцируют, обучаться тому, как научиться прислушиваться к себе и как обдумывать, аргументировать, решать, не бросать работу над получением знания, наталкиваясь при конструировании на многочисленные препятствия».

При втором подходе к процессу появления знания, сторонником которого является автор работы, принципиально меняется цель педагогического взаимодействия – не передача информации, а конструирование знания. Это совсем не означает, что будет изобретаться нечто новое для человечества. Нет, содержание может оставаться прежним, но сам процесс его «присвоения» студентом будет принципиально другим. По образному выражению Р.Бара и Д.Тага этот процесс будет напоминать процесс «учиться ездить на велосипеде» – велосипед давно изобретен человечеством, миллионы людей пользуются этим изобретением, но кто-то когда-то сталкивается с необходимостью научиться ездить на велосипеде. И это будет лишь его умение, его способ езды, его приемы управления.

Приобретая такой опыт получения компьютерных знаний в университете, выпускник сможет конструировать знания и в профессиональной деятельности. Благодаря опыту учебы в университете, эта работа будет знакома ему: у него выработано представление об особенности своего конструирования, он умеет соотносить свое знание со знанием других, не пугается расхождений и умеет находить оптимальный вариант в неординарной ситуации.

Очевидно, что в процессе конструирования знания необходимо принципиальное изменение ролей преподавателя и студента. Теперь преподаватель обеспокоен не передачей информации, и даже не способами передачи, а тем, как обеспечить процесс конструирования знания студентом. Студент, в свою очередь, сам несет ответственность за свою «конструкцию»: насколько она устойчива, насколько отвечает запросу конструктора, чего в конструкции не хватает.

Проверяя создаваемую конструкцию, студент пользуется некоторым набором характеристик знания. Например, могут быть использованы характеристики, предложенные белорусским исследователем Фурсом В.Н.: характеристика плюрализма (т.е. у каждого человека свое собственное знание); характеристика прагматизма (т.е. для чего мне, в конечном итоге, нужно знание); характеристика инструментализма (т.е. одно и то же знание может быть по-разному интерпретировано в разных проблемных областях); характеристика знания как разновидности изобретательской деятельности (т.е. использование знания в прагматическом, иногда неожиданном, применении).

Остается ответить на самый трудный вопрос: каким должно быть педагогическое взаимодействие, чтобы в нем состоялось конструирование знания?

В привычной форме учебного процесса в качестве способа передачи информации используется односторонняя коммуникация. Суть ее достаточно проста: владеющей информацией преподаватель сообщает ее внимающим студентам.

Иногда эта односторонность может нарушаться и тогда возникает двусторонняя коммуникация (например, когда студент что-либо уточняет или задает вопрос). В этом случае схема частично изменяется – стрелки, указывающие направление коммуникации, становятся двусторонними.

Характерно, что такая форма коммуникации существует не только в лекционных занятиях, но и в семинарских. Отличие только в том, что А не преподаватель, как это читается в схемах, а студент, транслирующий некоторую информацию. Это могут быть ответы на поставленные преподавателем до начала семинара вопросы, рефераты, воспроизведение лекционного материала.

Такая форма коммуникации, существующая столь долгое время, неприемлема сегодня по многим причинам и ее критика становится общим местом. Назовем лишь два из недостатков такого способа учения.

Прежде всего, – пассивность студента во время занятия (его функция – слушание). Педагогические и социологические исследования показали, что от пассивного участия в процессе обучения очень скоро не остается и следа. Было подсчитано, что после отличной лекции внимательный слушатель мог восстановить 70% материала через три часа и 10% через три дня.

Существует определенная закономерность обучения, описанная американскими исследователями Карникау Р. и Макэлроу Ф.: человек помнит 10% прочитанного; 20% услышанного; 30% увиденного; 50% увиденного и услышанного; 80% того, что говорит сам; 90% – до чего «дошел» в деятельности.

Вторая причина еще более проста и очевидна: односторонняя коммуникация оправдана лишь в случае недостатка информации, невозможности ее получения другим способом, кроме как из рассказа лектора. Сегодня в большинстве случаев это не так. Преподаватель, как правило, использует материал, который не является оригинальным. Оригинальны лишь способы его конструирования, логика и манера изложения. Но ведь это помогает лишь преподавателю: он работал, он присваивал знание, открытое на протяжении многого времени другими. Это, безусловно, ценно, свидетельствует об уровне мастерства преподавателя, но мало чем способствует студенту в конструировании знания – чужая конструкция знания никогда не становится своей. Ею можно восхищаться, но создавать, все равно, придется свою.

Требование сегодняшнего образования – выход за границы обучения как средства распространения результатов исследований и научных толкований. «Вместо этого должны быть разработаны новые методы обучения, которые позволят сформулировать сомнения и получить опыт освоения спорности. Лекции должны быть заменены интерактивными методами обучения, которые бы заставляли студентов работать с конфликтующими идеями и перспективами».

Такие методы обучения строятся на принципиально другом способе коммуникации – на многосторонней коммуникации. В такой коммуникации нет одного носителя информации – есть равноправные, паритетные участники, занятые конструированием, – совместным по форме и индивидуальным по сути.

Такая схема коммуникации является необходимым (но не достаточным!) условием для конструирования студентом своего знания. Действительно, каждый участник коммуникации имеет возможность «открытого столкновения собственных сомнений и противоречий с сомнениями и противоречиями других», что позволяет продвигаться в конструировании знания.

В этой коммуникации заранее отсутствует некто, владеющей истиной, к которой, в конечном итоге, должны прийти все, как это предполагается в сегодняшних учебных дискуссиях. Здесь каждый строит свое знание, на которое у студента есть запрос сегодня и которое может развиваться по мере возникающей необходимости (завтра или через несколько лет после окончания университета).

Однако, столь просто представленная схема не так проста в реализации. Возникает, по крайней мере, два вопроса: какова позиция преподавателя в предложенной форме коммуникации и с помощью каких методов организуется коммуникация, в которой происходит конструирование знания?

Приведем конкретный пример использования многосторонней коммуникации для конструирования своего знания. Пример взят из семинара с преподавателями МГУ по применению активных методов обучения (апрель, 2003 г.).

На одном из этапов семинара участниками обсуждались аспекты учебного взаимодействия студентов и преподавателя, которые влияют на успешность учебы студента. На основании материалов исследований Кингстонского университета был составлен список из двадцати пяти утверждений, выполнение которых обеспечивает эффективность учебы студента. Для упрощения дальнейшего понимания, приведем данный список утверждений полностью, в таком варианте, как он был предложен участникам семинара.

ОБРАЗОВАНИЕ ДЛЯ СТУДЕНТА

В преподавании важно помнить, что:

Студенты часто нуждаются в ориентировании и «подзарядке» в начале занятия или курса.

Различные студенты имеют различные типы внимания.

Студентам необходимо формулировать свои собственные взгляды и теории.

Студентам необходимо испытывать к своим преподавателям доверие и искренность.

Некоторые студенты воспринимают медленнее, чем другие.

Студенты, как и все мы, нуждаются в признании того, что они делают хорошо.

Студенты нуждаются в высокой самооценке.

Студентам необходимо чувствовать безопасность для выражения своих недооформленных мыслей.

Студенты часто испытывают трудности в усвоении знаний.

Именно лекторы дают студентам обратную связь об успешности их работы.

Внимание студентов на лекции имеет тенденцию снижаться после 20 минут.

Система предполагает, что на лекции лежит отвественность за процесс обучения, знания каждого и т.д.

Учеба обычно считается серьезным и поэтому достаточно скучным занятием.

Интеллектуальная автономия каждого – основная цель высшего образования.

Студентам часто трудно преодолевать психологический барьер в осуществлении контактов с преподавателями вне класса.

Студенты редко учатся таким прямолинейным способом, как предполагает последовательность курса.

Лекторы часто недопонимают проблемы и приоритеты студентов.

Студенты имеют тенденцию работать над заданием дольше чем предполагает преподаватель.

Студенты с одинаковыми возможностями могут получать слишком разные оценки, так как метод оценивания просто не подходит им.

Традиционные процедуры оценивания имеют возможность измерять только узкий спектр студенческих знаний и основных образовательных целей.

Студенты лучше знают, какой вид обратной связи может помочь им в их работе.

Более конкретные ссылки на литературу делают более вероятным, что студенты будут ее читать.

Большинство студентов не знает как выглядит кусок работы на оценку «отлично».

Уровень интереса, с которым студенты выполняют задания, падает с течением времени.

Если студенты могут общаться неформально по предмету, то они склонны лучше учить и понимать его.

Далее каждому участнику семинара (всего было 16 участников) необходимо было самостоятельно, без консультации с другими, определить пять наиболее значимых, с его точки зрения, утверждений, влияющих на успешность учебы студента. Этот этап был чрезвычайно важен, его нельзя было миновать или не придать ему должного значения. Именно здесь каждым создавалась первоначальная конструкция своего знания. Если каждый из участников не сделает собственный выбор, если он, хотя бы немного, не обоснует себе свой выбор, – дальнейшая работа вряд ли будет целесообразной.

Сделав выбор, участники разбивались на группы по 4-5 человек. Деление должно было быть как можно более случайным, желательно, чтобы в группе оказались люди, которые мало знакомы друг с другом. Ибо чем больше внутренней разнородности группы, тем лучший результат работы, тем больше разного опыта вынесет каждый, тем более прочной будет собственная конструкция знания.

Задача группы заключалась в выборе общей пятерки утверждений, при этом в группе нельзя было голосовать, можно было только аргументировать. Совместный выбор должен был разделяться всеми. Пока нет согласия каждого – нет выбора.

Этот этап, по сути, являлся самым важным во всем процессе конструирования знания – тут возникали идеи, осваивался опыт спорности, шли «реальные процессы, продуцирующие мысль и действие. Эти процессы происходят в ситуации открытого столкновения собственных сомнений и противоречий с сомнениями и противоречиями других».

Далее группам предлагалось проранжировать сделанный выбор по степени важности, давая самому значимому пункту 5 баллов, а наименее значимому – 1 балл. Этот этап помогал выявить наиболее важные решения, еще раз обосновать свой выбор, совершить некоторую коллективную мыслительную деятельность по получению общего результата.

Когда всеми группами была закончена работа по ранжированию, представители групп презентировали результаты своей работы. Результаты записывались на доске без посторонних комментариев: комментарии делала лишь презентирующая группа.

После того, как каждая группа представила свой ранг выборов, важно было подчеркнуть ценность выбора участников, тем более, что как видно из первоначального перечня, все выборы осуществлялись из положительного перечня, а потому не подпадали под оценку лучше/хуже.

И здесь возник вопрос о позиции преподавателя (в данном случае, ведущего семинара). Студенты обычно очень заинтересованы выбором (мнением) педагога, часто признавая его за “правильный”. Поэтому важно понять, что это только один из возможных вариантов, еще один взгляд на проблему, еще одна конструкция, а не истина в последней инстанции. Педагог, однако, несет ответственность за точную аргументацию своего выбора и подведение итогов работы.

Что происходило в данной работе с точки зрения коммуникации?

С помощью задания определенных правил работы была организована многосторонняя коммуникация участников педагогического взаимодействия, каждый из которых имел первоначальную конструкцию знания о важности различных аспектов преподавательской деятельности для успешности обучения студента. В процессе выбора общей для группы пятерки утверждений, каждый из участников группы вступал в коммуникацию с другими участниками группы, уточняя свое знание, сверяя его со знанием других. При этом задача для каждого заключалась не в том, чтобы «вытеснить чье-то мнение или мысль», а в том, чтобы «вместе обучаться в ситуации ненасильственного разрешения конфликтов в таких условиях, которые одновременно сближают и дифференцируют, обучаться тому, как научиться прислушиваться к себе и как обдумывать, аргументировать, решать, не бросать работу над получением знания, наталкиваясь при конструировании на многочисленные препятствия».

Замечательная особенность проделанной работы заключалась в том, что конструкция проходила как бы три этапа: сначала создавалась индивидуальная конструкция, затем в рамках коммуникации в малой группе конструкция дополнялась, наращивалась, и на этапе презентации группами своих вариантов подвергалась некоторому сравнению, проверке на прочность (прежде всего, для тех, кто конструировал).

Столь подробное рассмотрение примера было предпринято для того, чтобы проиллюстрировать как может срабатывать механизм многосторонней коммуникации при конструировании знания студентов во взаимодействии. Вместе с тем, при описании конкретного опыта конструирования знания еще больше обозначилась необходимость определения позиции преподавателя в таком способе организации коммуникации.

Вновь вернемся к сегодняшнему учебному процессу в университете и его единице – педагогическому взаимодействию. Рассмотрим позиции преподавателя и студента через призму коммуникации.

Поскольку коммуникация, в основном, носит односторонний характер – преподаватель говорит, студент внимает, то, по образному выражению Р.Бара и Д.Тага, преподаватель выступает в роли «мудреца на сцене». «Критики рисуют мрачную картину скучного старого зануды, безразлично бормочущего длинные и глупые предложения, взятые из потрепанных пожелтевших записей. Несомненно, в утомительных речах господина Бормочущего есть и важные факты, и ценная мудрость, но они потеряны для студентов, увлеченных фантазиями о вчерашнем успехе или о предстоящей вечеринке. В лучшем случае, лекция заканчивается за 5 минут до того, как профессор спросит, есть ли вопросы. Обычно вопросов нет».

Преподаватель, несомненно, более компетентен, чем студенты, в изучаемом материале, его конструкции знаний заведомо более прочны, устойчивы, апробированы. Именно поэтому он сразу оказывается вне паритетной многосторонней коммуникации, ему нет места в предложенной выше схеме многосторонней коммуникации. Следовательно, в большинстве случаев, если придерживаться естественной логики распределения ролей, позиция преподавателя в многосторонней коммуникации принципиально другая. Как один из возможных вариантов такой позиции – рассмотрение деятельности преподавателя как организатора коммуникации студентов.

В зарубежной литературе по проблемам дополнительного образования на протяжении последних двадцати лет активно используются для такого понимания роли преподавателя термины «модератор», «фасилитатор» (как человек, который создает условия для мыслительной деятельности участников образовательного процесса). Если согласиться с тем, что конструирование знания происходит при многосторонней коммуникации, то задача преподавателя – организация коммуникации.

Более распространенный термин в отечественной системе дополнительного образования – «тренер». В статье Р.Бара и Д.Тага позиция преподавателя как тренера заявлена достаточно определенно: «преподаватель выступает в роли тренера, взаимодействующего с командой. Его задача заключается в разработке и реализации командной игры. Тренер не только дает указания футболистам, но и разрабатывает упражнения и план игры. Он участвует в игре, вводя в нее игроков и принимая другие решения. Новая роль преподавателя есть шаг вперед потому, что он не только разрабатывает план игры, но также создает новые лучшие игры, которые лучше производят образование».

Можно соглашаться или нет с метафорой «преподаватель-тренер», но очевидно одно – деятельность преподавателя в таком контексте знания и коммуникации становится другой, она ближе к управленческой: уметь хорошо организовать деятельность других людей. Понятно, что применительно к учебному процессу эти другие люди – студенты, занимающиеся конструированием своего знания.

Тогда возникает прагматичный вопрос: что необходимо преподавателю для успешной реализации этой новой функции?

Одну из версий ответа предлагают Д.Бар и Р.Таг, утверждая, что “преподаватели – это, прежде всего, «дизайнеры» методов обучения и учебной среды”.

Очевидно, что распределение ролей между преподавателем и студентами как между организатором и участниками многосторонней коммуникации, ставит преподавателя перед проблемой точного выбора способа организации коммуникации. Его ответственность меняет свою направленность: если прежде преподаватель отвечал за точный подбор содержания и лишь потом за способ его передачи, то теперь для него основной задачей становится выбор методов, с помощью которых его студенты будут осваивать содержание.

Метод, с помощью которого организуется односторонняя коммуникация, хорошо известен. Это лекция. Однако на сегодняшний день известен целый ряд приемов, которые позволяют и в лекции переходить от односторонней коммуникации к многосторонней. Так, Питер Дж.Фредерик рассматривает восемь вариантов чтения лекции, в которых рассматривает способы организации многосторонней коммуникации. Если преподавателю предстоит выбрать способы организации коммуникации, то он выбирает между двумя крайними точками – способами, обеспечивающими одностороннюю коммуникацию, и способами, обеспечивающими многостороннюю коммуникацию. Две крайние точки, которые обеспечивают «чистые» виды коммуникации, и множество точек между ними, определяющих направленность к тому или другому типу коммуникации.

Опираясь на результаты исследований ряда авторов (Бонвелл Ч., Коэн Р., Ренегар С.), рассмотрим три фактора, влияющие на выбор преподавателем методов организации коммуникации – опыт преподавателя, цели курса, опыт студентов. При этом мы будем использовать понятие континуума, как непрерывности каждого из обозначенных факторов: континуум уровня опыта преподавателя, континуум целей курса, континуум опыта студентов.

Осознанно или нет, но в своей деятельности каждый преподаватель идет от себя: от своего типа преподавания, от своих ценностей в образовании, от своих представлений об идеальном преподавании. Преподаватель, который в течение двадцати лет использует в учебном процессе лишь одностороннюю коммуникацию и твердо уверен в том, что он знает истину, с большим трудом может представить себе пользу от многосторонней коммуникации. Как точно подмечает представитель теории группового обучения Руди Фалтус, «преподаватели, которым мешает шум на занятиях, должны хорошо подумать, действительно ли они хотят пользоваться методикой работы в группах».

Используя понятие конитуума опыта преподавателя, обозначим две крайние точки этого континуума – низкий уровень опыта и высокий уровень опыта (в данном случае, речь идет об опыте организации многосторонней коммуникации).

Если преподаватель действительно принимает необходимость многосторонней коммуникации в учебном процессе, но не имеет опыта ее организации, то начинать ему придется с очень несложных форм, например, с организации взаимодействия студентов в парах. При этом, прежде всего, преподавателю предстоит преодолеть желание контролировать абсолютно все, например, о чем действительно беседуют студенты, когда им предлагается обсудить в парах какой-то аспект из прочитанной лекции (а о чем действительно думает студент, когда конспектирует лекцию?).

Если вернуться к континууму опыта преподавателя, то очевидно, что в этом континууме приведенный выше пример будет находиться ближе к точке «низкий уровень опыта преподавателя».

Возможно, что преподаватель, не переводя прежде свои действия на язык коммуникации, предпочитал проводить занятия, в которых разными способами организовывал активность студентов, провоцируя дискуссии и не претендуя на знание «истины в последней инстанции». Очевидно, что такой опыт может быть отодвинут к крайней правой точке континуума и организация дальнейшей деятельности преподавателя будет зависеть от двух других континуумов – уровня опыта студентов и цели курса.

Определяя способы организации коммуникации, преподаватель опирается на свои знания об опыте студентов, с которыми ему предстоит проводить занятие. В данном случае под опытом подразумевается и опыт участия студентов в многосторонней коммуникации, и опыт освоения содержаний учебного предмета. Так, если преподаватель имеет дело со студентами-первокурсниками и читает дисциплину, имеющую очень косвенное отношение к школьным учебным курсам, то легко можно предположить, что в континууме опыта студентов такая ситуация будет занимать место ближе к крайней левой точке.

Анализируя уровень своего опыта и уровень опыта студентов, преподаватель более аргументированно может определять способ организации коммуникации в учебных занятиях. Но окончательный выбор делается им лишь при четком представлении цели своего курса.

Исследователи Бонвел Ч. и Сазерленд Т., определяя континуум целей курса, выделяют в качестве крайних точки континуума «приобретение знаний» и «приобретение навыков».

Крайняя левая точка континуума цели курса – простое знание студентов о чем-либо, например, знания из курса «История вычислительной техники». Понятно, что для приобретения таких знаний не требуется коллективной мыслительной деятельности, необходимы механизмы наиболее эффективной передачи информации.

Другое дело, если речь идет, например, о приобретении навыка работы в команде для студентов, изучающих курс программирования. Здесь чрезвычайно важными оказываются навыки точности сообщения информации коллегам, оперативности и слаженности действий нескольких человек, доверие профессионализму друг друга и т.д. Понятно, что в таком курсе целью будет именно приобретение названных навыков, а не знание о том, как они важны.

Подводя итог, можно констатировать, что выбор способов организации коммуникации будет наиболее адекватным, если, опираясь на три определенных выше точки, у преподавателя будет возможность найти подходящий метод. Эта возможность обеспечивается некоторой “копилкой” таких способов. Скорее всего, все, лежащее в копилке, первоначально будет заимствовано. Однако в ходе реализации разных способов, будут вырабатываться и свои (как это бывает в любой другой деятельности).

Данный раздел начинался с основанной на материалах семинаров с преподавателями и студентами МГУ фиксации недовольства как самим учебным процессом, так и его результатами. Что позволяет думать, что изменение формы коммуникации и конструирование знания может изменить описанную ситуацию неудовлетворенности преподавателей и студентов?

Основным представляется ответ, заимствованный у А.Маслоу. Согласно выстроенной им иерархии потребностей человеку необходимо чувство самоактуализации, как «полное использование талантов, способностей, возможностей и т.п.». В предлагаемом варианте конструирования знания в многосторонней коммуникации для самореализации студента гораздо больше возможностей, чем в существующем сегодня учебном процессе.

4.3. Этапы создания обучающих программных средств

Создание любого компьютерного приложения, а особенно обучающих мультимедиа-систем, сегодня не мыслится без тщательно продуманного плана разработки. В настоящее время существует хорошо отработанная методология создания компьютерных обучающих систем. Как  и всякая методология проектирования, она включает целый ряд последовательных этапов. Каждый из них обладает определенными временными рамками, исчисляемыми в процентах от общего времени разработки приложения. Рассмотрим эти этапы и цели, которые на них реализуются:

I этап: техническое предложение, сделанное на основе учебных потребностей и целей обучения – на этом этапе подвергается анализу ситуация с использованием компьютерных обучающих систем, сложившаяся в образовании. В настоящее время на рынке компьютерных обучающих систем появилось множество программных продуктов довольно высокого качества, предназначенных для применения в процессе обучения. Они выпускаются как отечественными, так и (в большинстве) зарубежными производителями. Русификация импортных обучающих систем занятие довольно трудоемкое, не всегда простое с юридической точки зрения, к тому же при «механическом» переводе содержания остаются неучтенными многие психологические и психолого-педагогические факторы, не происходит учет местных, национальных особенностей обучения, и результат в итоге не покрывает затраченных усилий. В силу этих обстоятельств я не буду рассматривать здесь обучающие компьютерные системы зарубежного производства.

Сейчас на рынке программного обеспечения появился выбор и отечественных компьютерных обучающих систем. Одними из первых были системы, разработанные КУДИЦ г. Москва, ВЦ СО АН СССР, г. Новосибирск, НИИ ШОТСО АПН СССР, г. Москва. С тех пор появилось множество новых электронных учебников и обучающих систем. Сейчас их разработкой занимаются фирмы специализирующиеся на компьютерных средствах обучения. Фирмы «Кирилл и Мефодий», «1С», «Логос» и некоторые другие являются лидерами по выпуску таких систем на нашем рынке.

Однако при более подробном ознакомлении с продукцией этих фирм можно заметить некоторый крен в тематике выпускаемых приложений. Имеются в виду те предметные области для изучения которых предназначается программное обеспечение предлагаемое вышеназванными фирмами. В первую очередь, это предметные области связанные с компьютером,  его применением и смежные с этим вопросом области. Сюда можно отнести такие системы, как «Анатомия компьютера», «Computer Inside», «Учебник по Турбо-Паскалю» и многие другие.  Во-вторых, это исторический материал, организованный скорее как энциклопедия, но также успешно применяемый в обучении. Наконец, это области языкознания, обучения различным языкам. Здесь достигнуты очень хорошие результаты, заключающиеся в разработке большого числа обучающих систем разной ориентации и направленности: «Английский с нуля», «English Gold», «French Gold», «English Platinum» и многие другие. Применение, в последнее время, средств мультимедиа, позволило резко повысить информационную насыщенность предлагаемого учебного материала, расширить диапазон воздействия на обучаемого, и приблизить компьютерный процесс обучения к естественному. Поэтому авторы и разработчики гораздо охотнее берутся за выпуск компьютерных обучающих систем  по тематикам, способным в полной мере использовать последние достижения мультимедиа-технологий в сфере представления данных. Те же предметные области, для изложения которых требуется серьезное программирование и программное моделирование различных процессов пока что пользуются у разработчиков небольшой популярностью.

II этап: планирование разработки, решение вопросов об установке сроков, финансирования и составе группы разработчики – здесь устанавливаются сроки реализации отдельных этапов разработки и всего продукта в целом, назначается конечная дата его выпуска. В дальнейшем, составленный график позволяет гибко реагировать на возникающие в процессе разработки трудности, контролировать отставание или опережение, подключать или высвобождать ресурсы и перераспределять их между отдельными стадиями разработки.

Вопрос о финансировании проекта является одним из самых важных в процессе создания любого программного продукта. В настоящее время создаются супермаштабные проекты, в разработке которых принимают участие от нескольких десятков до нескольких сотен человек. Бюджеты таких проектов составляют несколько миллионов американских долларов. Поэтому вопросы финансирования и координации выходят сегодня на первый план.

Состав группы разработчиков определяется, исходя из тематической направленности разрабатываемого приложения, но в целом состав таких групп более или менее стабилен. Сюда обязательно входят сценаристы, психологи, дизайнеры, художники и специалисты по компьютерной анимации, композиторы и музыканты, оцифровщики звука и видеоизображения, артисты и звукоинженеры, фотографы и редакторы, продюсеры и переводчики, команда контроля качества и контроля совместимости, тестеры, юристы, координаторы, всевозможные ассистенты и конечно программисты. Каждый из них является специалистом в своей области и отвечает за выполнение определенного участка работ.

III этап: разработка содержания курса – на этом этапе проводится анализ учебного плана и состав слушателей, происходит определение стратегии курса, разрабатывается сценарий и интерактивное взаимодействие программы с пользователями.

IV этап: описание курса – здесь приводится описание всех информационных фрагментов курса: текстовых, анимационных, звуковых и видео.

V этап: реализация курса – на этом этапе происходит выбор технико-программных платформ и непосредственно программирование с помощью выбранной авторской системы или системы программирования.

VI этап: опробование и тестирование – на этом этапе начинается испытание разработанного приложения, проводится серия тестов с целью выявить ошибки программирования. Проект еще далек от завершения, но «экспериментальный» образец уже готов. После ряда проверок на аппаратную совместимость команда контроля за качеством выносит свое заключение и предлагает перечень недочетов замеченных в ходе испытаний, которые предстоит исправить разработчикам. И так повторяется несколько раз, пока не получится окончательная версия продукта, лишенная, в большей или меньшей степени, недочетов и ошибок.

VII этап: эксплуатация и внедрение – на этом этапе происходит внедрение полностью законченной компьютерной системы обучения в образовательные учреждения. Разрабатывается план занятий с использованием этой системы и начинается ее эксплуатация.

Принципы изложения учебного материала в условиях компьютерного обучения приобретает все большее значение  по мере того как возрастают возможности компьютера  в предъявлении и интерпретации разных типов разнообразной информации и углубляется понимание наиболее  рационального  использования мультимедийного предъявления информации. Современный компьютер обладает большими возможностями в применении  разнообразных типов информации. Это и текст, и чертежи, и графика, и анимация, и видео изображения, и звук,  и музыкальное сопровождение. Эффективное использование различных типов предъявления информации  с учетом психологических особенностей ее переработки  позволяет значительно повысить эффективность учебного процесса.

Нередки примеры, когда разработчики обучающих программ механически переносят способ расположения текста на экран монитора, пренебрегают закономерностями психологии  восприятия текста и рисунка, задавая темп изменения      изображения, не учитывают, что разные учащиеся имеют неодинаковую смысловую скорость и требуют для переработки информации различные временные интервалы.

В связи с этим, следует предоставить учащимся возможность самим выбирать темп смены изображения, при  этом учащийся должен иметь возможность в любое  время повторно вывести на экран любую необходимую  ему информацию.

При построении интерфейса обучающей системы необходимо учитывать достижения теории дизайна.  Это прежде всего касается таких основных принципов  теории живописи, как пропорция, порядок, акцент,  единство и равновесие.

Принцип пропорции касается соотношения между  размерами объектов и их размещением в пространстве.  Организуя данные на экране дисплея, необходимо  стремиться к тому, чтобы логически связанные данные  были явно сгруппированы и отделены от других категорий данных. Функциональные зоны на дисплее должны разделяться с помощью пробелов и других  средств: разные типы строк, ширина, уровень яркости,  геометрическая форма, цвет. Для сокращения времени поиска табличные данные должны разделяться на  блоки. Необходимо учитывать, что плоскость теплых  цветов обычно кажется больше, чем холодных. Разбиение на блоки, использование пробелов, табуляции,  ограничителей, а также варьирование яркости цвета групп данных – важнейшие средства упорядочения  графической информации.       

При размещении данных необходимо помнить  о правиле «золотого сечения», в соответствии с которым объекты, которые привлекают внимание, лучше  размещать в разных третях изображения, а не группировать в центре.

Порядок означает такую организацию объектов на  экране дисплея, которая учитывает движение глаза.  Установлено, что глаз, привычный к чтению, начинает  движение обычно от левого верхнего угла и движется  взад-вперед по экрану к правому нижнему. Поэтому  начальная точка восприятия должна находиться в левом верхнем углу экрана, а списки для быстрого просмотра должны быть подогнаны к левому полю  и выровнены вертикально.

Для облегчения восприятия разные классы информации должны специально кодироваться. Так, связанные, но разнесенные по экрану данные должны кодироваться одним цветом. Цвет можно использовать  и для выделения заголовков, новых данных или данных, на которые следует немедленно обратить внимание. В целом организация данных на экране должна  облегчать нахождение подобий, различий, тенденций  и соотношений.

Акцент – это принцип выделения наиболее важного  объекта, который должен быть воспринят в первую  очередь. При соблюдении этого принципа взгляд учащегося привлекается к зоне акцента. Для создания  такого акцента можно использовать разнообразные  средства: размещение важных сообщений в центре  поля, отделение их от остальной информации свободным пространством, применение яркого цвета. Следует  избегать излишних украшений, злоупотреблений цветом, избыточного кодирования и большого объема вводимой информации. Рекомендуется, например, использовать не более 90 % площади экрана.

Подсказки необходимо специально выделять с помощью цвета. Для них желательно отвести определенную зону экрана.

Необходимо выделять критическую информацию,  необычные данные, элементы, требующие изменения, сообщения высокого приоритета, ошибки ввода, предупреждения о последствиях команды и т.п.       Для того чтобы привлечь внимание учащихся  к  основному  объекту,  целесообразно  использовать  цветовое пятно: самым ярким цветом изображается  основной объект, остальные его части – дополнительным. Если цветовая гамма строится без учета психологии восприятия рисунка, это затрудняет выделение  главного, приводит к утомлению зрения.

Нужно учитывать, что светлые цвета на темном  фоне кажутся приближенными к зрителю, а темные на  светлом – удаленными. В тех случаях, когда речь  идет об эвристических рекомендациях, цвет можно  согласовывать с обычным изображением: красный –  запрет, зеленый – рекомендация, желтый – предосторожность.

Принцип единства требует, чтобы элементы изображения выглядели взаимосвязанными, правильно соотносились по размеру, форме, цвету. С этой целью  необходимо позаботиться об упорядочении организации  данных. Они могут быть организованы последовательно, функционально, по значимости. При этом  учащегося следует ознакомить с принципом расположения данных.

Следует позаботиться о том, чтобы идентичные данные были представлены унифицировано, а разноплановые – по-разному.      

Для передачи разграничения нужно использовать  контрастные цвета, а для передачи подобия – похожие,  но различные. Представление информации должно быть унифицированным и логичным.     

Для достижения единства изображения в целом  используются рамки, оси, поля. Впечатление единства  группы создает свободное пространство вокруг них,  Считается, что уравновешенное изображение создает у пользователя ощущение стабильности и надежности,  а неуравновешенное вызывает стресс.

Для правильного распределения визуальной тяжести на экране дисплея необходимо помнить, что любой  хроматический цвет зрительно тяжелее, чем ахроматические – белый и черный; большие предметы зрительно  тяжелее маленьких; черное тяжелее белого, неправильные формы тяжелее правильных.

Принцип равновесия (баланса) требует равномерного распределения оптической тяжести изображений.  Поскольку одни объекты зрительно воспринимаются  как более тяжелые, а другие как более легкие, необходимо распределять эту оптическую тяжесть равномерно по обеим сторонам изображения.

Информация не должна скапливаться на одной  стороне экрана, логические группы информации должны продуманно размещаться в пространстве, заголовки  хорошо центрироваться.

Несмотря на то что большинство учащихся воспринимает информацию на слух хуже, чем с помощью  зрения, все же не следует игнорировать использование  звука даже тогда, когда усвоение речевых навыков  не является целью обучения. Однако при этом следует       иметь в виду, что время переработки звуковой информации больше, чем зрительной, и многократное обращение к ней более затруднительно, чем к зрительной  информации.

Для эффективного применения звука необходимо четко представить, с какой целью он используется,  например, для лучшего усвоения произношения или  чтобы обратить внимание на некоторые аспекты изучаемого материала, использовать его для активации  познавательной деятельности учащихся, для стимулирования его внутреннего диалога. Звуковые реплики  могут быть с успехом применены и с целью организации вспомогательного диалога.

В последнее время широко применяется музыкальное сопровождение зрительной информации. Основной  функцией музыкального сопровождения является создание соответствующего эмоционального тона и поддержание внимания учащихся. Негромкая спокойная  музыка поддерживает внимание, а музыка  с резко выраженным ритмическим рисунком может  переключать внимание лишь на музыку. Не следует  стремиться к тому, чтобы музыка часто использовалась  в обучении.

Создание хорошо спланированной и продуманной обучающей системы, которая отвечала бы всем психологическим и психопедагогическим требованиям, невозможно без учета этих принципов. Современное развитие компьютерных технологий снимает все больше и больше технических ограничений, позволяет глубже учитывать принципы дизайна и построения подобных систем. В ближайшем будущем можно ожидать появления обучающих компьютерных систем нового поколения, в которых описанные принципы изложения будут являться основополагающими.

Одним из важнейших этапов разработки любого программного продукта является планирование его возможностей, тех, которые будут реально доступны по окончанию разработки, и тех, которые не получат реального воплощения. Для последних всегда должна существовать возможность их реализации в последующем, в новой версии программного продукта. Такие возможности получили название потенциальных – их, по разным причинам, нет в подготовленной редакции продукта, но они могут появиться в будущем.

Заключение

Из анализа прочитанной литературы и опыта использования компьютеров в реальном учебном процессе, можно сделать вывод, что в условиях НИТ появляются новые возможности для развития:

-   социальной и познавательной активности учащихся: имеется в виду уровень субъективного контроля ученика, интеллектуальная инициатива;

-   компетентности учащегося: имеется в виду его самостоятельность, информационная грамотность, уверенность в себе, проявляющиеся в способности принять решение, а также ориентация на задачу и конечный результат, ответственность, социальная независимость;

Способности к самореализации: в частности, стремление к реализации знаний в программных продуктах, в познавательной внеучебной деятельности, успешность реализации, удовлетворенность результатами деятельности; гармоничной  индивидуальности, соотношение практического и вербального интеллекта, эмоциональная стабильность, соотношение гуманитарных интересов и информационных потребностей, активности учащегося и его компетентности. НИТ детерминирует специальную педагогическую деятельность, обеспечивающую создание условий для развития интеллектуальной активности, гибкого открытого мышления, способности к коллективной деятельности, для воспитания ответственности за принимаемые решения.

Применение в обучении компьютерной техники поможет сделать преподавание более эффективным.

Сейчас, когда идет повсеместное внедрение средств новых информационных технологий в высшую школу и образовательный процесс вообще, остро ощущается нехватка программных средств. Для усиления эффективности этого процесса необходимо наличие развитого и многоцелевого программного обеспечения, на основе которого будут строится новые подходы к обучению с применением СНИТ. Актуальность этого вопроса продиктована самой ситуацией на рынке программного обеспечения, когда есть люди готовые и стремящиеся внедрять новые программно-методические разработки, новые формы и методы обучения на практике, а несбалансированность российского рынка прикладного обеспечения не позволяет использовать целиком богатый потенциал, заложенный в СНИТ.

Список литературы

1. Агапова Р. О трех поколениях компьютерных технологий обучения в школе. //Информатика и образование. – 2003. -№2.

2. Анкитон Р. Человеческая память и процесс обучения. –М., 2002.

3. Белавина И.Г. Восприятие ребенком компьютера и компьютерных игр. // Вопрос психологии. – 2002. - №3.

4. Борк A. История новых технологий в образовании / Российский открытый университет - М., 2000.

5. Брановский Ю.С. Введение в педагогическую информатику. - Ставрополь: СГПУ, 2003.

6. Буцин Е.С. Обучение младших школьников началам информатики. //Информатика и образование. – 2002. - №3.

7. Видерхольд. Компьютер в начальной школе. // Информатика и образование. – 2003. - №2.

8. Гершунский Б.С. Компьютеризация в среде образования. –М., 2002.

9. Глушко А.И. Компьютерный класс в школе. // Информатика и образование. – 2001. - №4.

10.   Гребенев И.В. Методические проблемы компьютеризации  обучения в школе. // Педагогика – 2002. - №5.

11.   Заничковский Е.Ю. проблемы информатики – проблемы интеллектуального развития общества. // Информатика и образование. – 2002. - №2.

12.   Зверев И. Д. Взаимная связь учебных предметов. - М., 1977.

13.   Инструментальные средства для конструирования программных средств учебного назначения: (Обзор) / Институт проблем информатики АН CCCP; (Отв. ред.: Г.Л. Кулешова). - М., 1990.

14.   Интеллектуализация ЭВМ / (E.C. Кузин, А.И. Ройтман, И.Б. Фоминых, Г.К. Хахалин). - М.: Высшая школа, 2003.

15.   Информационная технология: Вопросы развития и применения. - Киев: Наук. думка, 2002.

16.   Кершан Б. И др. Основы компьютерной грамотности. – М., 2001.

17.   Клейман Т.М. Школы будущего: Компьютеры в процессе обучения. –М.: Радио и связь, 1997.

18.   Кокорников Е.А., Курс ОИВТ в средней школе – К., 2003.

19.   Компьютер как средство повышения эффективности интегративного подхода к обучению. - Материалы XLV Герценовских чтений (Всероссийской научно-практической конференции) 13-16 мая 1999г., С.-Петербург, с.43. (в соавт.)

20.   Концепция информатизации образования // Информатика и образование. - 2000. - № 1.

21.   Концепция использования новых информационных технологий в организационно-методическом обеспечении учебного заведения / Российский Центр информатизации образования - М., 1992.

22.   Кржен Дж. Компьютер дома. –М., 1996.

23.   Куприенко В.Д., Мещерин И.В. Педагогические программные средства: Методические рекомендации для разработчиков ППС. / Омский ГПИ им. А.М. Горького. - Омск, 2002.

24.   Лапчик М. Информатика и технология: компоненты педагогического образования. // Информатика и образование. – 2000. -№6.

25.   Материалы IV Международной конференции "Применение новых компьютерных технологий в образовании" (Троицк, 24 - 26 июня 2001 г.) / - Троицк, 2001.

26.   Машбиц Е.И. Психолого-педагогические проблемы компьютеризации обучения. – М.: Педагогика, 2001.

27.   Методические аспекты применения информационной технологии в процессе обучения. - Тезисы научной конференции преподавателей, аспирантов и студентов МГУ. Апрель, 2003 г., Москва. (в соавт.)

28.   Мирская А, Сергеева Т. Обучающие программы оценивает практика // Информатика и образование. 2002. - № 10.

29.   Положение о порядке аттестации и сертификации педагогического программного продукта (ППП): Методические рекомендации / Российский центр информатизации образования. - M., 2000.

30.   Свириденко С.С. Современные информационные технологии. - М.: Радио и связь, 2002.

31.   Уваров A.IO. Компьютерная коммуникация в учебном процессе // Педагогическая информатика. - 2004. - № 1.

32.   Цивенков Ю.М., Семенов Е.Ю. Компьютеризация в образовании развитых стран: (Средства обучения в высшей школе).- М.: Высшая школа - М., 2002.