Технология применения средств ИКТ в предметном обучении

Информационно-коммуникационная технология применения средств ИКТ в предметном обучении основывается на:

1. использовании некоторых фомализованных моделей содержания (педагогических програмных средствах);

2. деятельности учителя, управляюшего этими средствами;

3. повышенной (по сравнению с традиционным обучением) мотивации и активности обучающихся, вызываемой интерактивными свойствами компьютера.

Формализованные модели содержания включают на современном уровне: обучающие и контролирующие программы по предметам, базы данных, гипертекстовые и мультимедиа дополнения, микромиры, имитацию, компьютерные коммуникации, экспертные системы. Чрезвычайное разнообразие типов информации: текстовая, графическая, звуковая, анимационная и видеоинформация, предоставление свободного выбора логики ознакомления с информацией и оперативность обработки информации имеют практически неограниченный подъем «поддерживающей информации», информационную среду и играют огромную роль в процессе взаимодействия компьютера и ребенка.

Управляюще-обучающая деятельность учителя состоит из:

• общего стратегического планирования использования компьютерных средств, включающего целеполагание, планирование (тематическое и более притяженное) педагогического процесса. Здесь учитель подбирает и/или выстраивает дидактические модули и блоки с учетом методических, логических, психологических и др. соображений;

• тактического тематического планирования;

• планирования использования компьютера на отдельных учебных занятиях (уроке, практической работе и т.д.);

• управления познавательной деятельностью учащихся во время занятия, практического осуществления интеграции традиционных и компьютерных средств;

личностного взаимодействия с учащимися (общение, консультация, воспитательные действия).

Интерактивность компьютера позволяет существенно изменить способы управления учебной деятельностью, вовлечь учащихся в определенную игровую ситуацию. Кроме того, учащийся сам может задавать компьютеру предпочтительную форму помощи (например, демонстрацию способа решения с подробными комментариями), способ излодения учебного материала.

Акцент целей

● Формирование новой педагогической культуры, требующей обновления содержания, методов и форм учебно-воспитательного процесса на основе ИКТ.

● Реальное использование информации, содержащейся в обучающих програмных средствах (продуктах), программах, носителях.

● Рациональная организация и оптимизация познавательной деятельности в ходе учебного процесса.

● Индивидуализация обучения с помощью использования специфических свойств компьютера и обращения к принципиально новым познавательным целям.

● Повышение эффективности обучения (т.е. снижение числа ошибок и времени усвоения материала, повышение прочности усвоения знаний и навыков).

● Использование компьютерных средств в качестве инструмента познания окружающей действительности для:

• расширения культурного кругозора в предметных образовательных областях;

• применения в учебном процессе объемных изображений и мультимедийных средств;

• изучения явлений и процессов в микро- и макромире, внутри сложных технических и биологических систем на основе использования средств компьютерной графики и информационного моделирования;

• представления в удобном для изучения масштабе времени различных физических, химических, биологических и социальных процессов, реально протекающих с очень большой или очень малой скоростью;

• частичной компенсации недостатка учебной техники и наглядных пособий в предметных областях.

● Использование компьютера в качестве средства для развития личности учащихся, для повышения эффективности процессов самопознания, самоутверждения, самоопределения, самореализации.

● Использование компьютера в качестве средства автоматизации процессов обработки результатов эксперимента (лабораторного, демонстрационного, педагогического).

● Использование компьютера для процедур диагностики и мониторинга.

Концептуальные положения

● Компьютерные средства и информационные технологии значительно влияют на дидактический процесс, повышая его эффективность.

● Информационный подход к педагогическому процессу.

● Принцип педагогической целесообразности в применении информационно-компьютерных средств в учебном процессе. Дополнительные средства обучения надо применять там и только там, где они имеют конкретную методическую функцию или конкретный методический (или дидактическо-психологический) смысл.

● Принцип оптимизации в использовании информационно-компьютерных средств.

● Интеграция информационных технологий с педагогическими.

● Интерактивный характер общения «человек — компьютер».

● Принцип охраны здоровья детей при использовании информационно-компьютерных средств.

● Принцип неограниченных возможностей: дать ребенку столько материала, сколько он захочет и сможет усвоить.

● Невозможность замены человека машиной: компьютер может многократно усилить возможности человека, но не заменить его.

Методические особенности

Изменение технологии получения знания учащимися на основе таких важных дидактических свойств компьютера, как индивидуализация и дифференциация учебного процесса при сохранении его целостности, ведет к коренному изменению роли педагога. Главной его компетенцией становится роль помощника, консультанта, навигатора как в мире знаний, так и в становлении у ученика «целостного качества быть Личностью». Лозунг образования «Учить знаниям» также трансформируется через «Учить учиться» к актуальному для информационного общества «Учить оптимальному выбору индивидуального образовательного маршрута» и способов его прохождения, т.е. «навигации в образовании», а может быть, и еще шире — выбору образа жизни, области саморазвития.

В зависимости от методического построения занятия компьютер способен работать в режиме разных технологических парадигм:

• репродуктивной («педагогика Упанишад»: следуй за мной, делай, как я);

• интерактивной («педагогика Сократа»: движение к истине через размышление ученика, отвечающего на вопросы учителя);

• развивающей («педагогика саморазвития», «индивидуальная образовательная программа»: преподаватель определяет цель и средства познания, ученик сам избирает пути и способы, которые ведут к цели);

• парадигмы саморазвития — свободного путешествия в пространстве культуры.

Также широко варьируются и формы обучения.

Индивидуализация обучения. Компьютер практически решает проблему индивидуализации обучения. Обычно ученики, медленнее своих товарищей усваивающие объяснения учителя, стесняются поднимать руку, задавать вопросы. Имея в качестве партнера компьютер, они могут многократно повторять материал в удобном для себя темпе и контролировать степень его усвоения. Пространство компьютерной поддержки процесса индивидуализации обучения неограниченно. Индивидуальная образовательная программа может использовать различные информационные средства и быть в разной степени самостоятельной и осуществляться в виде:

• выполнения индивидуального задания в классе;

• работы с модульной частью электронного пособия (изучение нового, упражнения, лабораторная работа, контрольные работы);

• самостоятельного освоения учебного предмета по электронному учебнику;

• свободного путешествия по пространству культуры.

Компьютерные средства обучения называют интерактивными, они обладают способностью «откликаться» на действия ученика и учителя, «вступать» с ними в диалог, что и составляет главную особенность методик компьютерного обучения.

Интерактивный характер взаимодействия с компьютером обеспечивается обучающим диалогом, множественным выбором решений, выходом на базы данных и др.

Групповые формы работы. Помимо развития индивидуальных форм обучения появляются и новые многообещающие формы совместного компьютерного обучения. В перспективе создание компьютерных сетей позволит ученикам различных учебных заведений, и даже регионов, работать совместно, не выходя из своего дома, класса.

Компьютер может использоваться на всех этапах процесса обучения: при объяснении (введении) нового материала, закреплении, повторении, контроле. При этом для ребенка он выполняет различные функции: учителя, рабочего инструмента, объекта обучения, сотрудничества коллектива, досуговой (игровой) среды.

Представление информации. Компьютер значительно расширяет возможности представления информации. Главная методическая проблема преподавания смещается от того, «как лучше рассказать материал», к тому, «как лучше его показать». Применение цвета, графики, мультипликации, звука, всех современных средств видеотехники позволяет воссоздать реальную обстановку деятельности (например, «погрузить» учащегося в конкретную историческую эпоху, поставить его в положение участника исторических событий, первооткрывателя земель) и т.д.

Гипертекст — организация информационно-поисковых массивов, при котором отдельные информационные элементы (документографические, фактографические, полно-текстовые, графические и др.) связаны между собой ассоциативными отношениями, обеспечивающими быстрый поиск необходимой информации и/или просмотр взаимосвязанных указанными отношениями данных. Гипертекст позволяет информации стать составной частью глобального открытого полилога (широкий обмен мыслями, значениями, в который вступает автор любого гипертекста, возможность создания книги «тысячи и одного автора»), интертекстом (взаимодействие между гипертекстами, потенциальная сверхъемкость гипертекста). Главная характеристика гипертекста — не протяженность, а нелинейность, связанность, структурированность, насыщенность разнородными связями и, кроме того, содержательная полнота, что позволяет связывать в гигантском социальном спертексте все проявления культуры.

Поскольку наглядно-образные компоненты мышления играют исключительно важную роль в жизни человека, то использование их в обучении, в том числе при разъяснении многих теоретических понятий, оказывается чрезвычайно эффективным; компьютерная графика позволяет детям незаметно усваивать учебный материал, манипулируя различными объктами на экране дисплея, меняя скорость их движения, размер, цвет и т.д.

Компьютер в наглядной форме представляет различного рода зависимости, числовые соотношения, вводит ребят в мир математических абстракций за счет привязки их к наглядным образам, поэтому они прочнее запечатлеваются в сознании ребенка.

Компьютерное моделирование (экспериментирование) весьма эффективно с точки зрения понимания природных взаимосвязей и формирования естественно-научной картины мира. Компьютерная программа может задавать параметры какой-либо экологической системы, а ученик, используя (моделируя) различные воздействия на окружающую среду, будет наблюдать сложную динамику системы, в том числе последствия своего вмешательства в ее жизнь.

Мультимедиа. Современные програмные средства обучения являются мультимедий-ными. Мультимедиа — область компьютерной технологии, позволяющая объединить в одном техническом устройстве (компьютере) некоторые возможности других технических устройств (например, магнитофона, видеоплеера и т.д.), что позволяет работать с программами, оснащенными анимацией, стереозвуком, видеоизображением и массой других видео- и аудиоэффектов.

Мультимедиа обеспечивают переход от жестко фиксированного текста, характерного для классической письменной культуры, к «мягкому» - на экране компьютера. Мгновенная готовность мультимедиатекста к трансформации буквально подталкивает читателя-зрителя к диалогу с ним, в результате чего обеспечивается восприятие информации сразу несколькими органами чувств в сочетании с быстрым доступом и интерактивными возможностями работы с ней. Это дает большие возможности для развития особого, «визуального мышления». (Р.Арнхейм), играющего самостоятельную роль в развитии и жизнедеятельности человека.

Внедрение в технологии компьютерного обучения аудио-визуальных (мультимедий-ных) образов позволяет надеяться на использование всех важнейших способностей восприятия человека для развития детей.

Вариативность использования средств ИКТ. Возможности компьютера могут быть использованы в предметном обучении в следующих вариантах:

• полная замена деятельности учителя компьютерным програмным средством, электронным учебным пособием по предмету (CD-ROM, DVD). Компьютер позволяет внести принципи-альные изменения в содержание обучения, качественно иначе строя учебные предметы. Примеры: изменение в построении учебного предмета в компьютерных программах по геометрии, языкам, предметам художественного цикла — рисованию, музыке и предметам профессионального профиля;

• частичная замена деятельности учителя компьютерными обучающими программами (по отдельным темам, вопросам предмета) состоит в использовании учителем своего сценария изучения учебного материала с применением фрагментов имеющегося програмного обеспечения по предмету. При этом учитель, оставаясь центральной фигурой учебного процесса, выполняет управляющие воздействия по отношению к учащимся, отбирает учебные задачи, контролирует ход их решения и определяет характер и меру помощи;

• фрагментарное, выборочное использование дополнительного материала, аудио-видеонаглядности из электронных хрестоматий, энциклопедий, музеев, контролирующих и других дополнительных материалов предметного учебно-методического комплекта.

Появление мультимедиатехнологий вывело взаимодействие компьютера и человека на новый уровень. Сегодня ученик на своем рабочем месте может просмотреть видеосюжет документальной или художественной кинохроники, прослушать голоса природы, наблюдать социальные и физические явления в высококачественной анимации, пройти аудио-тренинг по иностранному языку, стать участником общественного мероприятия;

• использование тренинговых программ для закрепления материала. Тенденции развития компьютерной техники обещают почти фантастические возможности имитации действительности. Человек в этой имитации, называемой виртуальной реальностью, становится как бы частью среды, субъектом действий. В таких имитациях компьютер обращается к эмоциональной сфере личности субъекта. Это может оказать стимулирующее воздействие на творческую активность ребенка, поскольку обращение к эмоциям способно создать психологический климат, благоприятный для формирования новых подходов и более эффективного решения познавательных задач. Компьютер включает творческое соображение человека;

• использование диагностических и контролирующих материалов, имеющихся на электронном носителе или разработанных учителем; компьютер позволяет качественно улучшить контроль за деятельностью учащихся, ввести мониторинговый режим, создает возможность сохранения хода и результатов решения различных задач, обеспечивая при этом гибкость управления учебным процессом;

• выполнение домашних самостоятельных и творческих заданий учащимися с последующей демонстрацией их на уроках или внеклассной работе. Компьютер позволил разработать новые типы учебных задач, в частности, задачи, направленные на рефлексию учащимися своей деятельности, на ее саморегуляцию;

• использование компьютера для вычислений, построения графиков;

• использование программ, имитирующих опыты и лабораторные работы (программа «Матлаб» и др.);

• использование игровых и занимательных программ для закрепления материала, мотивации, психологической разрядки.

Деятельность учителя, организующего учебный процесс, т.е. целенаправленную и сложную по структуре работу ученика при получении, закреплении или контроле знаний, содержательно соответствует деятельности разработчика автоматизированных информа-ционных обучающих программ. Учитель должен не только понимать, какие знания и в каком виде передаются ученику, как можно проверить полноту знаний, какую роль должны и могут сыграть компьютерные средства, но и продумать и организовать сам процесс общения учеников с компьютером, сопоставить функции компьютерных средств и действия ученика, виды представления и способы подачи учебного материала с помощью компьютерных средств. В этом случае и идет речь о разработке учебного процесса, понимаемого как определенная технология.

Мотивация деятельности учения. Компьютер позволяет усилить мотивацию учения. Усвоение знаний, связанных с большим объемом цифровой и иной конкретной информации, путем активного диалога с персональным компьютером более эффективно и интересно для ученика, чем штудирование учебника. С помощью обучающих программ ученик может моделировать реальные процессы, а значит — видеть причины и следствия, понимать их смысл. Интерес создается также разнообразием и красочностью информации (текст + звук + видео + цвет). Этому способствует не только новизна работы с компьютером, но и возможность регулировать предъявления учебных задач по трудности, поощрение правильных решений.

Компьютер позволяет устранить одну из важнейших причин отрицательного отношения к учебе — неуспех, обусловленный непониманием сути проблемы, значитель-ными пробелами в знаниях и т.д. На компьютере ученик получает возможность довести решение любой задачи до конца, опираясь на необходимую помошщь.

Компьютер может влиять на мотивацию учащихся, раскрывая практическую значимость изучаемого материала, предоставляя им возможность испробовать умственные силы и проявить оригинальность, поставив интересную задачу, задавать любые вопросы и предлагать любые решения без риска получить за это низкий балл, — все это способствует формированию положительного отношения к учебе.

Наконец, еще одним источником мотивации являются игровые возможности компьютера.

Програмное обеспечение компьютера вообще создает общий игровой фон общения человека с машиной. Эта особенность не ограничивается сугубо игровыми моделями компьютера. Предлагая интерфейс, имеющий иронически-шутливую окраску, компьютер привносит положительный эмоциональный характер в мыслительный и творческий процесс.

Дружественность. Особым достоинством компьютера, неоценимым в процессе обучения, являются его «выдержка» и «спокойствие», «дружественность» по отношению к пользователю.

Эффективное использование информационных технологий в общеобразовательных предметах может быть достигнуто при условии а) овладения учителями-предметниками основами компьютерной грамотности; б) тесного взаимодействия с учителями информатики.