Принципы создания и уровни использования информационных обучающих технологий
Сегодня, в процессе обучения наряду с традиционными печатными из-даниями широко применяются электронные учебные пособия, которые ис-пользуются как для дистанционного образования, так и для самостоятельной работы при обучении физике. Персональные компьютеры, оснащенные элек-тронными учебниками, как показывает наш опыт, становятся ассистентами преподавателей, принимая на себя огромную рутинную работу, как при из-ложении нового материала, так и при проверке и оценке знаний обучающих-ся. Активное использование электронных пособий обусловлено и тем, что централизованное обеспечение учебной литературой, как правило, затрудне-но. В результате возрастает роль электронных пособий, разрабатываемых са-мими преподавателями для обеспечения этих курсов учебными материалами.
Электронное учебное пособие при грамотном использовании может стать мощным инструментом в изучении большинства дисциплин, особенно, связанных с информационными технологиями. Важно отметить, что элек-тронное пособие — это не электронный вариант книги (PDF или HTML файл), функции которой ограничиваются возможностью перехода из оглав-ления по гиперссылке на искомую главу. В зависимости от вида изложения (лекция, семинар, тест, самостоятельная работа) сам ход занятия должен быть соответствующим образом адаптирован для достижения эффекта от ис-пользования такого пособия, а само пособие должно поддерживать те режи-мы обучения, для которых его используют.
Как правило, электронные учебные пособия строятся по модульному принципу и включают в себя текстовую (аудио) часть, графику (статические схемы, чертежи, таблицы и рисунки), анимацию, натурные видеозаписи, а также интерактивный блок. Использование компьютерной анимации позво-ляет визуализировать сложные схемы, процессы и явления макро- и микро-мира, заглянуть внутрь уникального оборудования. Все это делает учебный процесс увлекательным, ярким и в конечном итоге более продуктивным.
Перечислим возможные области применения электронного пособия в учебном процессе вуза.
1. При изложении теоретического материала (лекции). Здесь электронное пособие призвано помочь доходчиво и наглядно из-ложить материал в соответствии с программой. Пособие должно обеспечить поддержку, как в проведении урока, так и в его подготовке. Полезны сле-дующие возможности электронных учебных пособий: интерактивная презен-тация с возможностью перехода в любой фрагмент и возврата к кадру, из ко-торого был произведен переход; просмотр анимационных и видеофрагмен-тов; возможность прерывания и запуска с любого фрагмента пособия; воз-можность демонстрации графических изображений на весь экран; возмож-ность предварительного выбора материала в соответствии с программой и др. Отдельно можно рассматривать режим автоматического представления материала, где программа полностью заменяет учителя, и обучаемый может только приостановить изложение или повторить необходимый фрагмент (ре-жим самостоятельного изучения материала).
2. При проведении лабораторных и практических занятий. Неотъемлемой частью многих учебных курсов являются лабораторные работы, которые могут быть проведены с использованием электронных посо-бий. Для дисциплин, ориентированных на информационные технологии, применение электронных симуляторов очевидно. Например, в электронных пособиях часто используются рабочие модели: так, на лабораторной работе по локальным сетям все опыты могут проходить на локальной сети лабора-тории. Данный процесс наиболее приближен к жизни. В тех же случаях, ко-гда создать ситуацию, изучаемую в данной работе, невозможно, используют-ся программы-симуляторы.
Кроме того, на экране преподавателя может собираться статистика вы-полнения заданий, что позволит учитывать разницу в скорости выполнения заданий обучаемыми. Электронное учебное пособие должно содержать из-быточное количество заданий, чтобы при необходимости преподаватель мог давать повторные и дополнительные задания по той же теме.
К достоинствам использования электронных пособий во время выпол-нения практических заданий можно отнести и то, что если при выполнении задания обучаемому понадобится обратиться к учебному материалу, то он может с легкостью найти ту лекцию, которая ему потребовалась; все перехо-ды должны быть предусмотрены, в том числе и на логически связанные те-мы. Если предполагается исключительно самостоятельная работа (без теоре-тического материала), то у преподавателя может быть предусмотрена воз-можность отключения доступа студентов к лекционным материалам.
3. При проведении семинарских занятий (текущее тестирование, контроль знаний и срезовые работы). Многие возможности компьютерных технологий могут оказаться по-лезными при их приложении к семинарским занятиям. Персональная работа каждого обучаемого может контролироваться программой, а статистическая информация — собираться у преподавателя. Таким образом, преподаватель получает инструмент мониторинга успеваемости обучаемых в реальном вре-мени.
Использование компьютеров на семинарских занятиях позволяет суще-ственно упростить проведение тестов, сбора и анализа информации об успе-ваемости. Становится возможным проведение моментальных тестов, в кото-рых повторяемость вариантов и неточность оценки минимальны. Также зна-чимым может стать использование «разветвленной» системы оценок, в кото-рой задачи, относящиеся к нескольким темам, оцениваются соответствую-щим количеством оценок, выставляемых в различные разделы. Таким обра-зом, у преподавателя будет складываться целостная картина и об успеваемо-сти , и об усваеваемости материала. Предварительный анализ, выполненный компьютером, поможет препо-давателю лучше понять, что студент упустил, недопонял или, наоборот, что ему объяснять не нужно.
4. При проведении итогового тестирования (экзаменов) Экзамен по пройденному за год материалу может также проходить с использованием электронного учебного пособия. Для его проведения исполь-зуется тот же механизм, что и для текущих тестов.
5. При самостоятельной работе с электронным пособием. В большой степени возможности электронных учебных пособий рас-крываются при самостоятельной работе обучаемых. Здесь могут оказаться востребованными все мультимедийные функции: анимация и видео, интерак-тивные компоненты, вовлекающие обучаемого в учебный процесс и не даю-щие ему отвлечься, дикторский голос и подобранное музыкальное сопровож-дение, и все возможности компьютерной поисковой системы.
Даже самый полный учебник не в состоянии вместить в себя весь объ-ем информации, которая может понадобиться студенту по данному предмету, всегда требуется дополнительная литература. С появлением Интернета и бурным развитием тематических сайтов и порталов различного назначения стало возможным найти практически любую информацию, подключившись к сети и сделав несколько запросов к поисковым машинам. Но и с подобной системой поиска информации возможны определенные сложности.
В данном случае преимуществом электронного пособия является то, что весь (или большая его часть) необходимого для освоения дисциплины материала собрана в одном месте и обучаемым не приходится тратить время на поиск этого материала по различным источникам. Кроме того, ученик мо-жет провести самопроверку усвоенного материала, если учебное пособие со-держит тестовые задания для проверки знаний.
Таким образом, электронные учебные пособия могут использоваться как в контексте лекции, так и в качестве материалов для самостоятельной ра-боты. Последнее особенно важно в условиях развития дистанционных форм образования. Несмотря на все преимущества, которые вносит в учебный процесс ис-пользование электронных учебных пособий, следует учитывать, что элек-тронные пособия являются только вспомогательным инструментом, они до-полняют, а не заменяют преподавателя. В настоящее время в условиях развивающегося информационного об-щества с учетом всеобщего применения и распространения компьютерных классов в аудиториях появляется потребность электронных учебников по многим предметам. Электронный учебник должен содержать только мини-мум текстовой информации, в связи с тем, что длительное чтение текста с эк-рана приводит к значительному утомлению и как следствие к снижению вос-приятия и усвоения знаний.
В традиционном обучении преобладают вербальные средства при предъявлении нового материала. В связи с этим применение аудио-фрагментов в электронном учебнике позволяет не только приблизить его к привычным способам предъявления информации, но и улучшить восприятие нового материала, при этом активизирует не только зрительные, но и слухо-вые центры головного мозга. Несмотря на развитие и улучшение мультиме-дийных средств в настоящее время большая часть компьютеров, используе-мых в обучении, еще не оснащена звуковыми системами. Кроме того, во время аудиторных занятий (при индивидуализированном обучении) звук це-лесообразнее воспроизводить с помощью наушников, а не внешних акусти-ческих систем (колонок). Таким образом, вышесказанное накладывает огра-ничения на использование электронных учебников, со встроенными звуко-выми фрагментами. Электронный учебник должен содержать гиперссылки по элементам учебника. Желательно иметь содержание с быстрым переходом на нужную страницу. Исключительное дидактическое значение имеет компоновка тек-стового, графического и другого материала. Качество восприятия новой ин-формации, возможность обобщения и анализа, скорость запоминания, полно-та усвоения учебной информации в значительной мере зависят как от распо-ложения информации на странице (экране компьютера), так и от последова-тельности идущих друг за другом страниц.
В электронном учебнике должен быть список рекомендованной лите-ратуры, изданной традиционным, печатным способом. Список литературы может быть дополнен не только ссылками на статьи в журналах, сборниках научных конференций и др., но также и на электронные публикации, разме-щенные на серверах учебного заведения или в сети Internet. Применение компьютеров в обучении создает возможность использо-вания их для аудиторных (лекционных и лабораторных), аудиторно-самостоятельных и самостоятельных занятий. В настоящее время, во всех вышеперечисленных случаях, используется в основном программное обеспечение общего назначения - текстовые редакторы, электронные таблицы и др., но по нашему мнению необходимо применение специализированных обу-чающих систем. Существует множество различных подходов к классификации обу-чающих компьютерных программ, но единого мнения и соответственно об-щей классификации нет, что отмечается рядом авторов. Одна из предлагае-мых классификаций основывается на целях и задачах обучающих программ или режимах использования автоматизированных обучающих систем, с вы-делением следующих типов: иллюстрирующие, консультирующие, операци-онная среда, тренажеры, обучающий контроль. Электронный учебник - компьютерное, педагогическое программное средство, предназначенное, в первую очередь, для предъявления новой ин-формации, дополняющей печатные издания, служащее для индивидуального и индивидуализированного обучения и позволяющее в ограниченной мере тестировать полученные знания и умения обучаемого. Автоматизированная обучающая система - это также компьютерное, педагогическое программное средство, предназначенное как для предъявления новой информации, так и для получения навыков и умений, промежуточного и итогового тестирования (экзаменования). Обладающее развитой системой помощи, как по самой обу-чающей программе, так и по изучаемому предмету; обладающее возможно-стью поднастройки к обучаемому (его уровню знаний, скорости и пути про-движения по изучаемому материалу и т.д.); обладающее развитой системой сбора и обработки статистической информации об отдельном обучаемом, группе и потоке обучаемых; накапливающее информацию о часто встречаю-щихся ошибках при работе с обучающей системой и ошибках по изучаемой теме или дисциплине.
Электронный учебник, как учебное средство нового типа, может быть открытой или частично открытой системой, т.е. такой системой, которая по-зволяет внести изменения в содержание и структуру учебника. При этом, ес-тественно, должно быть ограничение от несанкционированного изменения учебника, таким образом, чтобы, во-первых, не нарушался закон "Об автор-ских и смежных правах", а для защиты электронного учебника от несанкцио-нированного изменения должен применяться пароль или система паролей. Во-вторых, изменения, если предусмотрена такая возможность, должны быть разрешены только опытному преподавателю, чтобы не нарушалась общая картина. Следует отметить, что электронный учебник должен не просто по-вторять печатные издания, а использовать все современные достижения ком-пьютерных технологий.
«Роль информационных технологий (ИТ), к которым относятся: элек-тронные решебники, учебники, шаблоны, справочники и так далее, в системе соотносится с тремя уровнями их применения. На первом информационные технологии выступают в качестве инструментария для решения задач. На данном уровне они лишь обеспечивают поддержку образовательного процес-са наравне с прочими учебно-методическими средствами». [1].
Данный уровень можно условно назвать «ситуационно-прикладным». В его рамках ИТ средства используются в пассивном качестве и не оказыва-ют существенного влияния на образовательный процесс. Однако даже на этом уровне к используемым ИТ-продуктам следует предъявить ряд условий (принципов):
- многофункциональность
- эффективность
- простота в использовании
- доступность в освоении
- распространённость
- управляемость
- наглядность
- возможность модернизации
Рассмотрим каждый пункт по порядку.
1. Многофункциональность – возможность решать наиболее пол-ный перечень учебных задач без привлечения дополнительных средств и оборудования. Иными словами, универсальность применения технологии, возможность её использования в различных разделах физики и на различных ступенях обучения. 2. Эффективность – информационная технология должна в наибо-лее полном объёме решать поставленные перед ней задачи, используя мини-мум ресурсов. 3. Простота в использовании и доступность в освоении –ориентированность технологии на базовый уровень владения персональным компьютером, адаптивно понятный интерфейс. 4. Распространённость– разработанную технологию может ис-пользовать кто угодно и где угодно. 5. Управляемость – возможность управлять ИТ-продуктом на всех этапах его использования 6. Наглядность – возможность визуализации исследуемых процес-сов и явлений, построение таблиц, графиков и диаграмм. 7. Возможность модернизации Активная роль ИТ проявляется на втором и третьем уровнях. Исполь-зование компьютерных средств обучения (КСО) на этих уровнях не только значительно повышает качество существующих функций традиционного об-разовательного процесса, но и предоставляет ряд новых. Схематично таблицу уровней использования ИТ можно представить следующим образом:
Рис. 3
Активная роль ИТ в образовании состоит в том, что они выступают не только в роли прикладного инструмента, используемого для решения опре-делённых педагогических задач, но и стимулируют развитие дидактики и ме-тодики, способствуют созданию новых форм обучения и образования. Основные преимущества использования информационных технологий: - рост качества обучения; - снижение временных затрат на организацию и проведение учебных ме-роприятий; - перераспределение нагрузки на преподавателей с рутинной на творче-скую деятельность - возможность обновления учебно-методической базы Одним из видов использования ИТ является создание электронных решебников. «Очевидно, что наличие «решебника» перемещает центр тяже-сти с самостоятельного решения новых задач на разбор задач, выполненных профессионалами. А это несет в себе ряд совершенно новых моментов. Ко-гда задача решена, ее очищают от промежуточных, поисковых действий, как освобождают здание от «строительных лесов», которые помогали его стро-ить. Описание решения сжимается, лаконизм и простота придают особую «красоту» всей задаче. А это - немаловажное качество для ее запоминания – красивое помнится дольше, к нему приятно возвращаться, в нем меньше за-гадочного и непонятного. Работа с известной задачей более приятна, ком-фортна, поскольку требует меньших напряжений и не грозит осложнениями и чувством неуверенности. Поэтому: а) на таких задачах можно задерживаться дольше и охватывать больший объем учебного материала; б) наличие готового решения открывают возможность задавать для до-машнего выполнения трудные и сложные задачи в большом количестве; в) увеличение количества рассматриваемых задач способствует форми-рованию прочных и многочисленных алгоритмов и навыков; г) обилие усвоенных алгоритмов непроизвольно потребует их обобщения и систематизации, а это – обязательная ступень при переходе от репродук-тивного к исследовательскому типу мышления.»[4] Уже этот, по-видимому, далеко не полный перечень плюсов «решеб-ника» вполне достаточен для признания их психологических и методиче-ских достоинств. Учитывая фундаментальный характер физики, как учебной дисципли-ны, проблему содержания и качества решебника следует отнести к чрезвы-чайно актуальным. Значительно изменятся форма и объём объяснительного материала, включая: а) детальный анализ физической ситуации, б) обоснование применяемых моделей и физических законов, в) объём и уровень используемого математического аппарата, г) демонстрации логических действий при проверке ответа, д) вариативность решения и объяснения отдельных задач, и т.п. Одним из видов электронных решебников является электронный шаб-лон. Обладая рядом преимуществ по сравнению с обычными решебниками, шаблон является, по сути, наиболее доступным и универсальным средством применения ИТ в процессе образования физике.
Используемые источники
- ↑ Тихоненко А.В., Использование компьютерного моделирования процессов различной степени реалистичности в курсе физики, О:Пирамида, 2002 год
