Использование персонального компьютера на уроках технологии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Актуальность темы. В XXI веке все больше внимания уделяется вопросу внедрения современных информационных компьютерных технологий практически во все сферы деятельности человека. Сфера образования не могла стать исключением. Именно сфера образования наряду с немногими другими характеризуется огромным потенциалом и разнообразием направлений применения компьютерных технологий.

Информатизация общества в современных условиях предусматривает обязательное применение компьютеров в школьном образовании, что призвано обеспечить компьютерную грамотность и информационную культуру учащихся.

Внедрение компьютерной техники может позволить одновременно искать ответ на несколько вопросов. Следовательно, в обучении гуманитарным предметам возникает возможность применять такие педагогические приемы, которые позволяют одновременно работать по нескольким направлениям, за минимальное время, обрабатывая огромную информацию, так как человеческая память и мышление получают существенную помощь на этапе отбора и сопоставления исходных данных. При этом существенно меняется положение, как ученика, так и учителя, по-иному строится их познавательная и обучающая деятельность.

Еще совсем недавно большинству практиков, да и педагогам-исследователям обсуждение различных аспектов проблемы «Школа и персональный компьютер» представлялось малоактуальным. Теперь среди важнейших задач совершенствования содержания образования прямо формулируется необходимость вооружать учащихся знаниями и навыками использования современной вычислительной техники, обеспечить широкое применение компьютеров в учебном процессе, создавать для этого специальные школьные и межшкольные кабинеты, а также методические пособия по школьным предметам с использованием электронно-вычислительных машин.

Выпускник средней школы должен знать общие принципы устройства, работы персонального компьютера и ее логико-функциональной структуры, основные направления их использования в народном хозяйстве, уметь самостоятельно поставить и решить с помощью электронно-вычислительных машин простые задачи на вычисление, управление, моделирование, хранение и обработку информации.

Учитывая быстрое развитие индустрии математического обеспечения, интенсивную разработку различных пакетов прикладных программ, можно достаточно обоснованно предположить, что подавляющее большинство будущих пользователей электронно-вычислительными машинами не станет самостоятельно готовить программы для решения собственных производственных задач.

А это значит, что общеобразовательное значение в составе компьютерной грамотности имеют те знания и умения, которые позволяют достаточно уверенно пользоваться персональной ЭВМ и применять ограниченный набор готовых средств программного обеспечения: работа с текстовыми и графическими редакторами, электронными таблицами, записной книжкой и пр. Овладение всеми этими знаниями и умениями и должно выступать в качестве целевой установки для нового общеобразовательного, а не специального профессионального учебного предмета в общеобразовательной школе.

Необходимость автоматизации обучения обосновывали несколькими соображениями: даже самый талантливый учитель не в состоянии одновременно адаптироваться к разным ученикам; в отличие от учителя - человека обучающая машина бесконечно терпелива, неутомима и беспристрастна. Один из аргументов созвучен известным словам К. Д. Ушинского о том, что «учитель не есть машина для задания и спрашивания уроков», т. е. отражает стремление, так сказать, демашинизировать учительский труд, оставить в нем лишь то, что достойно высококвалифицированного специалиста.

Еще 10-15 лет назад работа с компьютером требовала квалификации программиста, что и приводило к обязательному включению соответствующего компонента в состав компьютерной культуры. Ныне, когда созданы и широко распространены персональные компьютеры, работа с которыми не требует основательной программистской подготовки, в содержании компьютерной культуры произошли определенные изменения, изъятия, увеличилась доступность ее усвоения. К такому же выводу можно прийти, анализируя необходимость включения в состав компьютерной культуры проблемно-ориентированных языков, призванных облегчить работу пользователю-непрофессионалу. Широкое внедрение персонального компьютера позволяет без основательных знаний и умений в области программирования обеспечить любого человека индивидуальными средствами для решения сложных задач различного предметного содержания.

Создание серьезных программных систем, ориентированных на использование в тех или иных предметных областях,- сложная комплексная междисциплинарная задача, эффективность решения которой во многом определяется широтой профессиональных и фундаментальных научных знаний их разработчиков, относящихся обычно не к одной, а к нескольким областям. Сказанное в полной мере относится и к компьютеризации в сфере образования.

Поэтому очень важно учить школьников не решать абстрактные, отвлеченные задачи на персональном компьютере, составляя для этого программы на том или ином языке программирования, а именно ставить в известных им областях знаний и деятельности задачи в таком виде, чтобы их можно было решить на компьютере, а потом уже находить оптимальные способы решения, пользуясь имеющимися программными средствами, не исключая, конечно, в отдельных случаях и самостоятельную разработку необходимых программ.

В учебных заведениях, преобладают речевые занятия, и наблюдается недостаточность наглядной зрительной информации, что снижает эффективность получения знаний учащимися. Использование персонального компьютера, и в том числе мультимедийных средств, позволяет повысить эффективность учебного процесса и качества обучения детей. Использование мультимедийного проектора и создание презентаций помогут преподавателю привнести эффект дополнительной наглядности в занятия, что способствует усвоению учащимися материала быстрее и в большем объеме. По данным ученых более 60% информации поступает к нам через зрение и слух. Зрение и слух самые мощные и эффективные каналы передачи и приема информации. Чем разнообразнее будет представление информации, тем эффективнее будет процесс ее усвоения.

Важнейшей особенностью мультимедийных технологий является их интерактивность, т.е. пользователь является не пассивным слушателем, а играет роль активного деятеля. Программно-технические средства - являются материальной основой информационной технологии, с помощью которой осуществляется сбор, хранение, передача и обработка информации.

Преимущество компьютерной презентации состоит в облегчении труда преподавателя, упорядочивании и сохранности наглядного материала, необходимого для конкретного занятия.

С помощью компьютера можно создавать презентации, они в свою очередь, дает возможность подать в привлекательном виде информацию. Главная дидактическая функция презентации обусловлена тем, что реализуемая в ней последовательность представления визуальных компонентов определяет порядок восприятия учебного материала. Презентация обеспечивает методически выверенное распределение внимания. Привносимая презентационной формой дополнительная регламентация действий обучаемого дисциплинирует его, существенно уменьшает эффект «разбегания глаз», снижает возможные отвлечения от работы с компьютерным учебником.

Таким образом, использование презентационных кадров можно сравнить с просмотром интерактивного фильма. Компьютерная презентация помогает упорядочить весь материал, выстроить его, следуя логике изложения и хранить его в одном файле. Сохранение наглядных материалов и возможность их корректирования тоже является важным моментом для преподавателя.

Информационные технологии характеризуются основными свойствами:

- предметом (объектом) являются данные;

- целью процесса является получение информации;

- процессы обработки данных разделяются на операции в соответствии с заданной предметной областью;

- выбор управляющих воздействий на процессы должен осуществляться лицами, принимающими решение;

- критериями оптимизации процесса являются своевременность доставки информации пользователю, ее надежность, достоверность, полнота.

Возможны различные виды уроков с применением информационных технологий: уроки-беседы с использованием компьютера как наглядного средства; уроки постановки и проведения исследований; уроки практической работы; уроки-зачеты; интегрированные уроки и т.д.

Одна из важнейших задач обучения школьников технологии - повышение уровня качества знаний учащихся. Использование необходимого программного обеспечения и ресурсов в сочетании с персональным компьютером, интерактивной доской, презентациями улучшает качество знаний учащихся.

Вышеизложенный материал показывает актуальность исследования и позволяет сформулировать цель.

Цель исследования:

- выявить зависимость между повышением уровня усвоения знаний и применением персонального компьютера в обучении технологии;

- разработать рекомендации по применению персонального компьютера на уроках технологии.

Задачи исследования:

- изучить психолого-педагогическую литературу по данному вопросу;

- разработать и апробировать уроки технологии с учетом использования персонального компьютера;

- провести диагностику и проанализировать результаты.

Объект исследования: процесс обучения технологии.

Предмет исследования: использование персонального компьютера для повышения качества знаний на уроках технологии.

Гипотеза исследования: если на уроках технологии используется персональный компьютер, то это способствует повышению качества знаний учащихся.

Теоретическая значимость:

- расширены представления о методах и способах повышения уровня качества знания на уроках технологии с помощью персонального компьютера.

Практическая значимость:

- составлены рекомендации по подготовке дидактического материала с использованием персонального компьютера;

- разработаны пакет слайдов для некоторых тем по предмету технология;

- предложена модель урока технологии с использованием компьютерных технологий.

Научная новизна исследования: разработка модели современного урока технологии с помощью информационно-коммуникационных технологий.

1. Персональный компьютер как средство обучения, воспитания и развития учащихся

1.1 История развития персонального компьютера

История развития вычислительной техники уходит корнями вглубь веков, к тем временам, когда наши далекие предки начали вести товарно-денежные взаимоотношения. Тогда им и потребовался какой-либо инструмент для ведения вычислений.

Слово «компьютер» означает «вычислитель», т.е. устройство для вычислений. Многие тысячи лет назад для счета использовались счетные палочки, камешки и т.д. Более 1500 лет тому назад (а может быть и значительно раньше) для облегчения вычислений стали использоваться счеты. Первая настоящая счетная машина появилась лишь в 1642г. Её изобрел французский математик Паскаль. Построенная на основе зубчатых колёс, она могла суммировать десятичные числа. В 1673г. немецкий математик Лейбниц изобрел машину, которая выполняла все четыре арифметического действия. Она стала прототипом арифмометров, использовавшихся с 1820г. до 60-х годов ХХ века. Начиная с XIX в. арифмометры получили очень широкое применение. На них выполняли даже очень сложные расчеты, например, расчеты баллистических таблиц для артиллерийских стрельб. Существовала и специальная профессия - счетчик - человек, работающий с арифмометром, быстро и точно соблюдающий определенную последовательность инструкций (такую последовательность инструкций впоследствии стали называть программой). Но многие расчеты производились очень медленно - даже десятки счетчиков должны были работать по несколько недель и месяцев. Причина проста - при таких расчетах выбор выполняемых действий и запись результатов производились человеком, а скорость его работы весьма ограничена. [1, с 12]

Первая идея программно-управляемой счетной машины, имеющей арифметическое устройство, устройства управления, ввода и печати (хотя и использующей десятичную систему счисления), была выдвинута в 1822г. английским математиком Бэббиджем. Его проект опережал технические возможности своего времени и не был реализован. Английский математик попытался построить универсальное вычислительное устройство - аналитическую машину, которая должна была выполнять вычисления без участия человека. Для этого она должна была уметь исполнять программы, вводимые с помощью перфокарт (карт из плотной бумаги с информацией, наносимой с помощью отверстий), и иметь память для запоминания данных и промежуточных результатов. Бэббидж не смог довести до конца работу по созданию Аналитической машины - она оказалась слишком сложной для техники того времени. Однако он разработал все основные идеи, и в 1943г. американец Говард Эйкен с помощью работ Бэббиджа на основе техники XX в. - электромеханических реле - смог построить на одном из предприятий фирмы IBM такую машину под названием «Марк-1». Еще раньше идеи Бэббиджа были переоткрыты немецким инженером Конрадом Цузе, который в 1941г. построил аналогичную машину.

Лишь в 40-х годах ХХ века удалось создать программируемую счетную машину, причем на основе электромеханических реле, которые могут пребывать в одном из двух устойчивых состояний: «включено» и «выключено». Это технически проще, чем пытаться реализовать десять различных состояний, опирающихся на обработку информации на основе десятичной, а не двоичной системы счисления. Во второй половине 40-х годов появились первые электронно-вычислительные машины, элементной базой которых были электронные лампы.

С появлением в 80-х годах первых персональных компьютеров, темпы развития резко возросли. Практически каждый день появляются новые разработки, и персональный компьютер становится, все более доступен и все более необходим. В настоящее время нет ни одной сферы деятельности, где не использовались бы компьютеры.

К началу XX века времени потребность в автоматизации вычислений, особенно для военных нужд - баллистики, криптографии стала настолько велика, что над созданием машин типа построенных Эйкеном и Цузе одновременно работало несколько групп исследователей.

В 1943г. группа американских специалистов под руководством Джона Мочли и Преспера Экерта начала конструировать подобную машину уже на основе электронных ламп, а не реле. Их машина, названная ENIAC, работала в тысячу раз быстрее, чем Марк-1, однако для задания ее программы приходилось в течение нескольких часов или даже нескольких дней подсоединять нужным образом провода. Для упрощения процесса задания программ, Мочли и Экерт стали конструировать новую машину, которая могла бы хранить программу в своей памяти. В 1945г. к работе был привлечен знаменитый математик Джон фон Нейман, который подготовил доклад об этой машине.

Этот доклад стал всемирно известным, так как в нем фон Нейман ясно и просто сформулировал общие принципы функционирования компьютеров. С той поры компьютеры стали гораздо более мощными, но они соответствуют тем принципам, которые изложил в своем докладе в 1945г Джон фон Нейман.

В 40-е и 50-е года компьютеры представляли собой очень большие устройства. Для одного компьютера требовалась комната, внушительных размеров заставленная шкафами с электронным оборудованием. Компьютеры работали на электронных лампах, которые были больших размеров и к тому же немало стоили. В те времена компьютеры были доступны только крупным компаниям и учреждениям.

С изобретением в 1948г. транзисторов - миниатюрных электронных приборов, которые смогли заменить в компьютерах электронные лампы, стало возможно уменьшение габаритов. А с тех пор, как в середине 50-х годов были найдены очень дешевые способы производства транзисторов, появились компьютеры, основанные на транзисторах. Они были в сотни раз меньше ламповых компьютеров такой же производительности. Единственная часть компьютера, где транзисторы не смогли заменить электронные лампы, - это блоки памяти, но там вместо ламп стали использовать изобретенные к тому времени схемы памяти на магнитных сердечниках.

В середине 60-х годов появились и значительно более компактные внешние устройства для компьютеров, что позволило фирме Digital Equipment выпустить в 1965г. первый мини-компьютер PDP-8.

Но производство транзисторов было очень трудоемким процессом. Они изготовлялись по отдельности, и при сборке схем их приходилось соединять и спаивать вручную. В 1958г. Джек Килби придумал, как на одной пластине полупроводника получить несколько транзисторов. В 1959г. Роберт Нойс изобрел более совершенный метод, позволивший создавать на одной пластине и транзисторы, и все необходимые соединения между ними. Такие электронные схемы стали называться интегральными схемами или чипами.

Изобретение интегральных схем стало главным шагом на пути к миниатюризации компьютеров. В дальнейшем количество транзисторов, которое удавалось разместить на единицу площади интегральной схемы, увеличивалось приблизительно вдвое каждый год. В 1968г. фирма был выпущен первый компьютер на интегральных схемах, а в 1970г. фирма Intel начала продавать интегральные схемы памяти.

Тогда же был сделан еще один важный шаг на пути к персональному компьютеру - Маршиан Эдвард Хофф сконструировал интегральную схему, аналогичную по своим функциям центральному процессору большой ЭВМ. Так появился первый микропроцессор Intel-4004, который был выпущен в продажу в конце 1970г. Конечно, возможности Intel-4004 были куда скромнее, чем у центрального процессора большой ЭВМ, он работал гораздо медленнее и мог обрабатывать одновременно только 4 бита информации. Но он продолжал совершенствоваться и в 1973г. фирма Intel уже выпустила 8-битовый микропроцессор Intel-8008, а в 1974г. - его усовершенствованную версию Intel-8080, которая до конца 70-х годов стала стандартом для микрокомпьютерной индустрии.

Первоначально эти микропроцессоры использовались только электронщиками-любителями и в различных специализированных устройствах. Но в 1974г. несколько фирм объявили о создании на основе микропроцессора Intel-8008 компьютера, т.е. устройства, выполняющего те же функции, что и большая ЭВМ. Вначале 1975г. появился первый коммерчески распространяемый компьютер Альтаир-8800, построенный на основе микропроцессора Intel-8080. Несмотря на такие недостатки, как маленькая оперативная память (всего 256 байт), отсутствие клавиатуры и экрана, его появление было встречено с большим энтузиазмом. Впервые же месяцы было продано несколько тысяч комплектов машины. Покупатели снабжали его дополнительными устройствами: монитором для вывода информации, клавиатурой, блоками расширения памяти и т.д. Вскоре эти устройства стали выпускаться другими фирмами.

В конце 1975г. Пол Аллен и Билл Гейтс создали для компьютера «Альтаир» интерпретатор языка Basic, что позволило пользователям достаточно просто общаться с компьютером и легко писать для него программы. Это облегчило обращение с компьютером и стало еще одной вехой на пути к популярности ПК. [2, с 23-25]

Многие фирмы занялись производством персональных компьютеров. Стали издаваться периодические издания, посвященные вычислительным машинам. Персональные компьютеры стали продаваться с клавиатурой и монитором, спрос на них составил сотни тысяч штук в год. Росту объема продаж весьма способствовали многочисленные полезные программы, разработанные для деловых применений. Появились и коммерчески распространяемые программы, например в 1978г. появилась программа для редактирования текстов WordStar. С помощью таких программ стало возможно значительно эффективнее выполнять бухгалтерские расчеты, составлять документы и т.д. В результате оказалось, что для многих организаций необходимые им расчеты стало возможно выполнять не на больших ЭВМ или мини-ЭВМ, а на персональных компьютерах, что делало ПК выгодным и быстро окупаемым вложением капитала, так как они были значительно дешевле.

Рост спроса на персональные компьютеры к концу 70-х годов привело к некоторому снижению спроса на большие ЭВМ и мини-ЭВМ. Это стало предметом серьезного беспокойства фирмы IBM (International Business Machines Corporation) - ведущей компании по производству больших ЭВМ, и в 1979г. фирма IBM решила попробовать выпустить персональный компьютер.

Руководство фирмы не рассматривало это как серьезный проект, а всего лишь как мелкий эксперимент, нечто вроде одной из десятков по созданию нового оборудования. Чтобы не тратить на этот эксперимент слишком много денег, руководство фирмы позволило подразделению, ответственному за данный проект не конструировать персональный компьютер с нуля, а использовать блоки, изготовленные другими фирмами. И это подразделение сполна использовало предоставленный шанс.

В качестве основного микропроцессора компьютера был выбран новейший тогда 16-разрядный микропроцессор Intel-8088. Его использование позволило увеличить потенциальные возможности компьютера, так как новый микропроцессор позволял работать с 1 Мбайтом памяти, в отличие от всех имевшиеся тогда компьютеров, которые были ограничены 64 Кбайтами. В компьютере были использованы и другие комплектующие различных фирм, а его программное обеспечение было поручено разработать небольшой фирме Microsoft.

В августе 1981г. новый компьютер под названием IBM PC был официально представлен широкой публике. Проблема состояла в том, что рынок потребителей настольных компьютеров отличался большим диапазоном запросов, и производство первых IBM PC не давало никакой уверенности в том, что компьютеры кто-то купит.

К удивлению многих, в том числе и самой фирмы IBM, люди покупали компьютеры. Покупали представители малого бизнеса и огромные корпорации. PC продавались так быстро, что IBM не могла просто произвести требуемое количество. Через один-два года компьютер IBM PC занял ведущее место на рынке, вытеснив модели 8-битовых компьютеров. Фактически IBM PC стал стандартом персонального компьютера. Сейчас такие компьютеры («совместимые с IBM PC») составляют около 90% всех производимых в мире персональных компьютеров.

IBM РС стали пользоваться огромным успехом и были очень мощными компьютерами того времени. Логические и практические разработки, используемые в машине, установили стандарт для молодой индустрии. Дюжины производителей, начиная от отдельных лиц и заканчивая огромными корпорациями с многомиллиардным оборотом, создавали свои собственные версии PC, стараясь, чтобы их продукт по возможности был более совместим с оригиналом IBM.

Со времени появления первого компьютера прошло совсем немного времени - чуть больше 20 лет, а компьютерная индустрия развилась и стала одной из основных отраслей экономики многих стран. Невозможно представить современную жизнь без компьютера. Он служит для множества целей - начиная с воспитания и обучения детей и заканчивая контролем над важнейшими военными объектами. Трудно переоценить роль, которую играет ЭВМ в нашей жизни. Компьютерные разработки ведутся и по сей день, постоянно появляются новинки, которые позволяют усовершенствовать электронный мозг.

Прежде всего - компьютеры открывают возможность для создания автоматизированных технологий производства. С их помощью можно создать новые виды машин, приборов и устройств, управляемых с помощью электронно-вычислительных машин. К началу ХХI века вычислительные машины на базе таких устройств сделают возможным создание «бумажных» технологий производства. На таких «фабриках будущего» физическая работа будет выполняться роботами, а роль людей сведется к планированию производства, программированию роботов и проектированию новых изделий с помощью компьютера.

С самого раннего детства человек вовлечен в процесс обмена информации. Он получает информацию, когда читает книги, газеты и журналы, слушает радио или смотрит телевизор, слушает учителя, родителей или товарищей. Общение людей друг с другом - дома и в школе, на работе и на улице - это передача информации: сведений и суждений, данных и сообщений. Любая совместная деятельность людей - работа, учеба и даже игра - невозможна без обмена информацией. Передаваемая информация обычно касается каких-то предметов или нас самих и связанно с событиями, которые происходят в окружающем нас мире.

Термин «информация» происходит от латинского слова information, означающего разъяснение, изложение, осведомленность. Информацию друг о друге мы передаем в устной и письменной форме, а также в форме жестов и знаков. Любую нужную информацию мы осмысливаем, передаем другим и делаем определенные умозаключения на ее основе.[3, с 352]

В информационном обществе, где главным ресурсом является информация, именно на основе владения информацией о самых различных процессах и явлениях можно эффективно и оптимально строить любую деятельность. Современное общество характеризуется высоким уровнем информационных технологий. Одно из важнейших направлений процесса информатизации современного общества - это информатизация образования - процесс обеспечения сферы образования теорией и практикой разработки и использования современных, новых информационных технологий, ориентированных на реализацию психолого-педагогических целей обучения и воспитания.

Применение персональных компьютеров во многих видах деятельности уже сейчас позволяет существенно упростить работу людей по подготовке, накоплению и переработке информации, проведению проектно-конструкторских работ и научных исследований. Электронно-вычислительные машины уже есть в школах, и они будут помогать при изучении физики и математики, химии и биологии, технологии и ИЗО и многих других предметов.

1.2 Компьютеризация образования

Широкое внедрение компьютерных технологий во все сферы человеческой деятельности - в науку, производство, образование, быт означает наступление новой, компьютерной эры. «В настоящее время владение навыками работы с ЭВМ рассматривается как вторая грамота». [4, с 34-38] Но компьютеризация образования - это не только обеспечение компьютерной грамотности или изучение одного-двух языков программирования и основ информатики. Это в первую очередь средство для увеличения производительности труда преподавателей и учащихся, способ повышения эффективности и интенсификации обучения и самообучения. Таким образом, компьютерные технологии можно трактовать в узком и широком смысле слова. Первое означает применение компьютера как средства обучения, второе - многоцелевое использование компьютера в учебном процессе. В то же время не утихают споры о роли и функциях компьютеров, используемых в целостной системе обучения.

Так Катышева И.А. и соответственно Тихомиров О.К. утверждают, что «отличительная черта компьютерного обучения - ориентация на новый, более высокий уровень восприятия и репродуцирования профессионального знания: если традиционные формы обучения дают, как правило, возможность получения и механического его отображения, то компьютерное обучение позволяет овладеть механизмами и законами использования знания, т. е. овладеть навыками и умениями, на что, по сути, и ориентирована средняя специальная и высшая школа»; «компьютеризация воздействует на развитие не только познавательной, но и мотивационной, эмоциональной сферы личности, ее самосознания. Вывод: компьютер способствует развитию творческого мышления». [5, с 73; 6, с 67-69]

Талызина Н.Ф. доказывает, что «практика использования технических средств обучения не привела к серьезному повышению эффективности учебного процесса ни по одному из показателей, в том числе и по качеству усвоения». [7,с 22-25]

В итоге, компьютер должен освобождать преподавателя от рутины и однообразия, а компьютерные технологии должны в первую очередь способствовать творческим начинаниям учащихся, стать ступенью для повышения эффективности учебного процесса.

Правильность данной позиции подтверждает тот факт, что апробированы два направления информатизации образовательного процесса: овладение всеми способами применения компьютера в качестве средства учебной и самостоятельной деятельности; использование компьютера как объекта изучения.

Первое направление зародилось в рамках программированного обучения. Вначале компьютер рассматривался, как более совершенное, по сравнению с другими устройствами, техническое средство реализации обучающих программ, построенных в соответствии с принципами программированного обучения. По мере совершенствования технических характеристик самого компьютера и его программного обеспечения, расширения его дидактических возможностей утвердилась идея о принципиально новых свойствах компьютера, как средства обучения.

Компьютер позволяет строить обучение в режиме диалога, реализовывать индивидуальное общение с обучаемым, опирающееся на его модель и базовые знания.

С изменением оценки роли и места компьютера в образовательном процессе, компьютер принято рассматривать в контексте новых информационных технологий обучения, которые включают технологии, значительно отличающиеся друг от друга, прежде всего заложенными в них теоретическими принципами, обучающими функциями и способами их реализации.

К настоящему времени созданы тысячи обучающих систем, однако их общепринятой классификации не существует. Многие авторы выделяют следующие типы систем: тренировочные, предназначенные для закрепления знаний, умений и навыков; когнитивистские, ориентированные на усвоение понятий и работающие в режиме, близком к программированному обучению; проблемного обучения, ориентированные на обучение решению учебно-познавательных задач и реализующие принципы непрямого управления; имитационные и моделирующие; игровые, которые в качестве средства обучения используют игру; тестирующие и экзаменующие; справочно-информационные (базы данных и банки знаний, информационно-поисковые системы, словари и др.). [8, с 79-80; 9, с 27-36; 10, с 16-17]

Недостатком такой классификации является то, что она не отражает способов реализации управляющих функций.

Анализ известной литературы и история развития компьютерного обучения диктует необходимость различать два вида обучающих систем - традиционные и интеллектуальные. Основные особенности интеллектуальных обучающих систем заключаются в управлении учебной деятельностью, с учетом всех ее особенностей, на всех этапах решения учебно-познавательной задачи, начиная от постановки и поиска принципа решения и кончая оценкой оптимальности решения; обеспечения диалогового взаимодействия на языке, близком к естественному. В ходе диалога может обсуждаться не только правильность действий тех или иных учащихся, но и строится поиск решения, планирования действий, приемы контроля и т.д. В таких обучающих системах индивидуальное обучение осуществляется на основе динамической модели обучаемого. Системы этого вида позволяют обеспечить распределение управляющих функций между компьютером и учащимся, передавая последнему, по мере формирования учебной и самостоятельной деятельности, новые обучающие функции, обеспечивая тем самым оптимальный переход от учения к самообучению. По мере накопления данных интеллектуальная система может совершенствовать свою стратегию обучения. [11, с 65-67; 12, с 88; 13, с 111; 14, с 223]

В отличие от традиционных компьютерных систем, которые функционируют на основе заложенного алгоритма, интеллектуальные обучающие системы в соответствии с заложенными в нее алгоритмами организуют управление учебной и самостоятельной деятельностью на эвристическом уровне.

Система, составляющая компьютерную технологию обучения, включает техническое (собственно компьютер), программное и учебное обеспечение. С точки зрения дидактики ядро компьютерной технологии составляет учебное обеспечение. Как указывает ряд авторов, в первых моделях компьютерной технологии учебное обеспечение реализовывалось с помощью единой обучающей программы, содержащей компоненты, обеспечивающие управление учебной и самостоятельной деятельностью: учебный текст, задание и оценку выполнения предыдущего задания, а в случае необходимости и некоторую подсказку [15, с 412; 16, с 306; 17, с 50]. По мере усложнения функций, возложенных на компьютер, усложнилось и учебное обеспечение. Так для реализации диалога появилась потребность в дружественном интерфейсе с пользователем. Особенно усложнилась структура обучающей системы по мере роста ее интеллектуальности. Были созданы программы для учета истории обучения конкретного ученика, для построения его модели. [18, с 192]

Иными словами создано множество компьютерных программ и программных систем, моделирующих физические и химические процессы, экономические и социальные аспекты современного общества. Однако основным недостатком является бессистемность, антицелостность и фрагментарный характер [19, с 19]. И только после разработки соответствующих дидактических рекомендаций, их можно использовать в отдельных видах обучения (иногда даже только на одном-двух занятиях) или охватывать весь комплекс по какому-либо курсу (предмету).

В связи с широким распространением программных средств общего назначения (текстовые и графические редакторы, электронные таблицы, различного рода справочно-информационные системы и другие) - их применение позволяет ускорить подготовку документации: доклады, рефераты, курсовые (дипломные) работы и проекты (для студентов); методические указания, лекции, доклады, статьи для преподавателей. Использование выразительного рисунка или плаката, наглядной детали механизма - это не второстепенные детали в учебном процессе, а наиболее рациональная, адекватная восприятию форма представления материала. Из-за сокращения общего времени на поиск, создание и редактирование (т.к. любая работа не удовлетворяет поставленным требованием с первого раза) появляется возможность для более детальной проработки вопросов, «доводки» работы до презентабельного вида, предоставит возможность сосредоточится на главном, расширит творческие возможности.

Следовательно, компьютерные технологии оказывают существенное влияние на все компоненты целостного образовательного процесса, что в свою очередь доказывает влияние компьютера на содержание обучения, в смысле доступности для учащегося многого из того, что ранее считалось посильным только для специалистов высокой квалификации. В то же время компьютер позволяет включить в содержание обучения различные эвристические средства, направленные на стратегию поиска в решении учебно-познавательных задач. Большое значение имеет и то, что компьютер создает реальные предпосылки для создания интегрированных учебных программ, разработки содержания профессионально-ориентированного обучения с учетом реальных научно-производственных процессов, делает объектом изучения собственно учебно-познавательную и самостоятельную деятельность учащегося. Более того, последний (учащийся) освобождается от необходимости выполнения рутинных операций, имеет возможность, не обращаясь к педагогу, получать требуемую информацию, в том числе, относящуюся к способу решения поставленной им самим конкретной учебно-познавательной задачи; получает возможность приобщения к исследовательской работе.

Компьютер в качестве средства деятельности используется также как консультант педагога, при принятии им решений, относящихся к диагностике учащегося, оценке учебного материала, выбору метода обучения и технологии. В качестве отдельных способов применения компьютера, как средства деятельности, можно выделить использование его в деятельности педагога-исследователя, разработчика программных средств, специалиста в области информационных технологий. [20, с 168]

Основной акцент второго направления компьютерной технологии, связанного с применением компьютера в качестве объекта изучения, делается на решение задач с помощью компьютера и рациональное использование математического обеспечения, что позволяет не программировать весь процесс решения учебно-познавательных задач, а использовать готовые блоки стандартных программ.

Очевидно, что обучение на базе компьютерных технологий это динамический процесс, основные тенденции развития которого связаны с расширением сферы использования компьютера в учебном процессе. Дальнейшее развитие компьютерных технологий связано также с расширением круга учебно-познавательных задач: применение задач на моделирование и имитацию, задач нового типа, например, «введение» обучаемого в «реальную» социальную среду или производственную ситуацию. Делаются попытки перейти от эпизодического к систематическому применению компьютера в образовательном процессе; к управлению учебной и самостоятельной деятельностью не после решения определенных задач и проблем, а в процессе их решения; широкой диалогизацией учебного процесса. Происходит замена систем с жестким управлением на системы, предоставляющие широкие возможности для проявления познавательной активности учащихся. Начинают появляться принципиально новые средства компьютерно-информационных технологий обучения: учебные и игровые среды, экспертные системы, гипертекстовые и мультимедийные обучающие системы.

На основании вышеизложенного можно утверждать, что основная цель компьютерных технологий: подготовить молодое поколение к жизни в информатизованном обществе, где значительный удельный вес занимают различные виды деятельности по обработке информации и ведущее место во всех отраслях производственной и научной деятельности принадлежит подобным технологиям; повысить эффективность образовательного процесса путем внедрения средств информатизации, к которым в первую очередь принадлежит компьютер.

1.3 Использование компьютера как инструмента образовательного процесса

Концепция непрерывного образования требует внести определенные коррективы в стратегию использования компьютерной техники в качестве средства обучения, а также в разработку соответствующих программ. Ключевое слово в определении подобной стратегии - преемственность. Необходима четкая дифференциация потребностей и возможностей использования компьютера как средства обучения (воспитания, развития) на каждой ступени целостной системы непрерывного образования. В системе дошкольного воспитания и в младших классах школы - это преимущественно компьютерные игры; далее компьютер выступает в роли консультанта и тренажера; на последующих ступенях это справочник и экзаменатор; на уровне профессионального обучения - партнер в решении конкретных учебных и производственных задач (в процессе курсового и дипломного проектирования). Очевидно, при таком подходе существенно возрастает роль психолого-педагогических исследований, дифференцированных с учетом конкретных целевых установок компьютерного обучения, возрастных особенностей учащихся. Столь же дифференцированно следует подходить к разработке программных средств.

Образование - непрерывный и динамичный процесс, который должен продолжаться и за пределами урока. И не последнюю роль здесь играет способность учителя заинтересовать ученика, в том числе, и посредством применения современных технологий. [21, с 23-25]

Во всех сферах образования ведутся поиски способов интенсификации и быстрой модернизации системы подготовки, повышения качества обучения с использованием компьютерных технологий. Применение компьютерных технологий в учебном процессе дает возможность использовать в педагогической практике психолого-педагогические разработки, позволяющие интенсифицировать учебный процесс, реализовывать идеи развивающего обучения. Возможности компьютерных технологий как инструмента человеческой деятельности и принципиально нового средства обучения привело к появлению новых методов и организационных форм обучения и более быстрому их внедрению в учебный процесс.

Переход к компьютерным технологиям обучения, создание условий для их разработки, апробации и внедрения, поиск разумного сочетания нового с традиционным сложны и требуют решения целого комплекса психолого-педагогических, учебно-методических и других проблем. Среди них можно выделить следующие направления:

- Выработка единого комплексного научно-методического подхода к решению проблемы внедрения компьютерных технологий в образовательный процесс.

- Разработка методики использования компьютерных технологий в практической деятельности.

- Подготовка педагогических кадров к освоению компьютерных технологий обучения и внедрению их в образовательный процесс.

- Подготовка обучающихся к использованию компьютерных технологий для приобретения знаний и умений.

- Материально-техническое оснащение образовательного учреждения.

- Поиск, разработка и создание соответствующего методического обеспечения.

В образовательном процессе компьютер может быть как объектом изучения, так и средством обучения, воспитания, развития и диагностики усвоения содержания обучения, т.е. возможны два направления использования компьютерных технологий в процессе обучения. При первом - усвоение знаний, умений и навыков ведет к осознанию возможностей компьютерных технологий, к формированию умений их использования при решении разнообразных задач. При втором - компьютерные технологии являются мощным средством повышения эффективности организации учебно-воспитательного процесса.

Основой подготовки ребенка к использованию компьютерных технологий в обучающем процессе служат принципы дидактики, определяющие требования к содержанию, методам, организационным формам и средствам обучения, ориентированным на достижение цели обучения. Из анализа общих свойств информации, ее видов и функций, влияния на развитие и воспитание человека вытекает требование: информация, циркулирующая в образовательном процессе, должна эффективно использоваться на каждом конкретном этапе учебного процесса, в каждый момент деятельности обучающего и обучающегося. Это определяет выбор методов, организационных форм и средств обучения, которые должны обеспечивать активность познавательной деятельности обучающихся, когда все их внимание сосредотачивается на сути изучаемого явления или процесса, а не на компьютере, который выступает в качестве средства обучения.

Главной задачей использования компьютерных технологий является расширение интеллектуальных возможностей человека. В настоящее время изменяется само понятие обучения: усвоение знаний уступает место умению пользоваться информацией, получать ее с помощью компьютера.[22. с 67-69]

Применение компьютерных технологий в современном образовательном процессе - вполне закономерное явление. Однако эффективность их использования в обучении зависит от четкого представления о месте, которое они должны занимать в сложнейшем комплексе взаимосвязей, возникающих в системе взаимодействия «преподаватель - обучающийся».

Использование компьютерных технологий изменяет цели и содержание обучения: появляются новые методы и организационные формы обучения. Обновление содержания обучения связано, прежде всего, с повышением роли гуманитарной подготовки, формированием у обучаемых последовательного естественнонаучного представления об окружающем мире.

Внедрение компьютерных технологий создает предпосылки для интенсификации образовательного процесса. Они позволяют широко использовать на практике психолого-педагогические разработки, обеспечивающие переход от механического усвоения знаний к овладению умением самостоятельно приобретать новые знания. Компьютерные технологии способствуют раскрытию, сохранению и развитию личностных качеств обучаемых.

Исторически педагогика всегда использовала в своей деятельности информационные средства (средства хранения, обработки и передачи информации); их совершенствование повышало эффективность обучения. Поэтому использование компьютера как самого совершенного информационного средства наряду с использованием книги, авторучки, телевизора, калькулятора, видеомагнитофона и пр. в изучении учебных предметов естественно влечет совершенствование процесса обучения. Эволюция компьютеров и программного обеспечения привела к достаточной простоте их освоения для самых неподготовленных пользователей, в том числе даже дошкольников.

В современной педагогической литературе все чаще употребляется понятие «компьютерное образование», т.е. развитие, воспитание и обучение человека в компьютерной среде, в условиях, когда компьютер является предметом изучения, инструментом деятельности, средством самореализации.

При таком подходе четко определяются цели компьютерного образования - развитие высших психических функций, формирование качеств личности - образованности, самостоятельности, критичности, ответственности, рефлексивности. Более четко представляются и виды деятельности в компьютерной среде: ученик обучается, развивается, общается. Компьютер в современных условиях не просто электронная вычислительная машина; это источник информации, инструмент ее преобразования и универсальная система связи, обеспечивающая взаимодействие всех субъектов дидактической системы, включая и тех, с кем общение идет опосредованно через компьютерную программу. [23. с 7]

В качестве рабочего инструмента компьютер применяется уже давно и признан обществом как необходимость. В сфере образования компьютер завоевывает прочные позиции. Идея использовать компьютеры в обучении детей принадлежит профессору Сеймуру Пейперту. Работая с Ж. Пиаже, С. Пейперт (60-е г. прошлого столетия) пришел к выводу, что ребенок развивается, если имеет условия для креативной деятельности в соответствующей среде.

Для развития абстрактного мышления необходима среда, позволяющая активно создавать продукт, используя и создавая новые абстрактные понятия. Такой средой может оказаться компьютер.

Теория Ж. Пиаже, согласно которой ребенок учится в процессе игры с окружающими его предметами, оказала на С. Пейперта сильное влияние. Вспоминая о своем детском увлечении автомобилями, С. Пейперт, например, сделал вывод, что именно интерес к ним открыл ему связь «объект - мысль» и облегчил в дальнейшем постижение математических абстракций.

Сеймура Пейперта считают живым классиком. С его именем связывают разработку и реализацию не только среды обучения ЛОГО, но и основополагающей концепции конструкционизма - особого направления в педагогике.

Ребенок, будучи от природы весьма одаренным учеником (в этом С. Пейперт убежден, и основания убежденности находит в теории Ж. Пиаже о когнитивном развитии), может постепенно терять вкус к обучению. Одну из причин формирования у ребенка боязни и нежелания учиться он, С. Пейперт, усматривает в принятом в современном обществе разделении всех людей на способных и не способных к учению, на склонных к математическим наукам и «гуманитариев». С. Пейперт считает, что дело не в способностях, а в организации процесса обучения.

Для С. Пейперта компьютер - это, в первую очередь, средство, способное придать процессу обучения естественный, неформализованный характер. По его мнению, компьютер может изменить характер учения - не чему-то определенному, а учения вообще - и сделать его более интересным и эффективным, а получаемые знания - более глубокими и обобщенными.

По сути дела, С. Пейпертом предложена концепция школы будущего, исходными моментами которой являются естественное любопытство детей и средства для удовлетворения этого любопытства. С. Пейперт не пытается переложить на компьютер функции учителя или учебника. Основная идея - это микромиры, представляющие собой некоторые модели реального мира, которые с той или иной степенью детализации творит сам ребенок.

Если ребенок есть «зодчий собственного интеллекта» (Ж. Пиаже), то под рукой у него должно быть все необходимое для работы, и прежде всего - «переходные объекты», с помощью которых мы превращаем опыт телесных манипуляций с вещами в понятийные обобщения и абстракции.[24, с 44-49]

В настоящее время с задачей может справиться компьютер, сущность которого - в его универсальности, способности к имитации. Поскольку он может принимать тысячи ликов и выполнять тысячи функций, он может удовлетворить тысячи вкусов и запросов.

Вышеизложенный материал показывает, что диапазон использования компьютера в учебно-воспитательном процессе очень велик: от тестирования детей, выявления их личностных особенностей до игры. Компьютер может быть как объектом изучения, так и средством обучения, т.е. возможны два вида направления компьютеризации обучения:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Схема 1. Виды компьютеризации

При этом компьютер является мощным средством повышения эффективности обучения. Еще никогда педагоги не получали столь мощного средства обучения.

Компьютер значительно расширяет возможности предъявления учебной информации. Применение цвета, графики, звука, современных средств видеотехники позволяет моделировать различные ситуации и среды.

Компьютер позволяет усилить мотивацию ребенка. Не только новизна работы с компьютером, которая сама по себе способствует повышению интереса к учебе, но и возможность регулировать предъявление учебных задач по степени трудности, оперативное поощрение правильных решений позитивно сказываются на мотивации. Кроме того, компьютер позволяет полностью устранить одну из важнейших причин отрицательного отношения к учебе - неуспех, обусловленный непониманием, значительными пробелами в знаниях. Работая на компьютере, ученик получает возможность довести решение задачи до конца, опираясь на необходимую помощь.

Одним из источников мотивации является занимательность. Возможности компьютера здесь неисчерпаемы, и очень важно, чтобы эта занимательность не стала превалирующим фактором, чтобы она не заслоняла учебные цели.

Компьютер позволяет существенно изменить способы управления образовательной деятельностью, погружая занимающихся в определенную игровую ситуацию, давая возможность занимающимся запросить определенную форму помощи, излагая учебный материал с иллюстрациями, графиками и т.д.

Применение компьютерной техники позволяет сделать занятие привлекательным и по-настоящему современным, осуществлять индивидуализацию обучения, объективно и своевременно проводить контроль и подведение итогов.

Одно из главных условий внедрения компьютера в образовательный процесс образовательных учреждений - с детьми должны работать специалисты, знающие технические возможности компьютера, владеющие навыками работы с ними, четко выполняющие санитарные нормы и правила использования компьютеров в учреждениях образования, хорошо ориентирующиеся в компьютерных программах, разработанных специально для школьников, знающие этические правила их применения и владеющие методикой приобщения учеников к новым технологиям. Кроме того, специалисты должны хорошо знать возрастные анатомо-физиологические и психические особенности детей и воспитательно-образовательную программу в образовательных учреждениях.

При реализации информационных технологий следует исключить всякое принуждение и подавление желаний ученика.

Как известно, проблема информатизации и непосредственно связанной с ней компьютеризации всех сфер человеческой деятельности является одной из глобальных проблем современного мира. Причина тому - неслыханное для предшествующих эпох повышение роли информации, превращение ее в одну из важнейших движущих сил всей производственной и общественной жизни. Происходящий параллельно стремительный скачок в развитии аппаратных средств, т.е. собственно компьютеров как технических устройств, за последние годы сделал эту технику достаточно доступной. Поэтому внедрение компьютерных технологий в образование можно охарактеризовать как логичный и необходимый шаг в развитии современного информационного мира в целом.