Использование наглядности при обучении информатике

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

1. Актуальность темы. По данным ЮНЕСКО, мы знаем, что когда человек слушает, он запоминает 15% речевой информации, когда смотрит - 25% видимой информации, когда смотрит и слушает - 65% получаемой информации. Эти данные напоминают о необходимости применения средств наглядности обучения для повышения эффективности учебных занятий. Современные IT имеют множество возможностей использования их в педагогическом процессе как средства наглядности.

Информатика - новая дисциплина, преподавание которой требует обязательного использования наглядности. Поэтому при подготовке учебного материала следует обратить внимание на дидактические возможности совместного использования мультимедиа и гипертекстовых технологий. Такое сочетание позволяет: представить учебную информацию в наглядном виде; структурировать учебную информацию и сделать изложение учебной информации более динамичным легко адаптируемым к ходу урока. Вот поэтому тема «Использование наглядности при обучении информатике» очень даже актуальна.

2. Степень разработанности темы. В настоящее время есть много ученых, которые занимаются разработкой использования наглядности при обучения информатике: А. Алексеев, Г. Евсеев, В. Мураховский, С. Симонович, В.И. Басалыга, Э.М. Кравченя, А.Д. Хомоненко, Б.С. Гершунский, Н.И. Гурин, и многие другие. Это живой пример тому, что есть люди, которым эта тема небезразлична, они углубляются в науку и открывают в ней все больше интересного.

3. Цель: изучить возможности использования наглядности при обучения информатике.

Задачи:

- изучить психологическую и педагогическую литературу с целью определения наглядности как принципа обучения;

- выявить методические особенности обучения информатике с использованием средств наглядности;

- показать возможности практического применения презентаций как средства наглядности при обучении информатике;

4. Объект работы: использование наглядности при обучении информатике.

Предмет работы: применение презентаций как средства наглядности при обучении информатике в средней школе.

5. Положения, выносимые на защиту:

- наглядность изложения учебной информации способствует обучению в естественной и доступной для ребенка форме;

- наглядность может быть эффективно использована при обучении информатике;

- презентация учебного материала должна быть разработана с учетом психолого-педагогических требований;

6. Структура работы: Работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложений.

1. Наглядность как принцип обучения

1.1 Принципы дидактики

Исторически сложилось так, что наряду с термином педагогика долгое время в том же значении использовался и термин «дидактика». Впервые ввел его в научный обиход немецкий педагог В. Ратке (1571-1635), назвавший свой курс лекций «Краткий отчет из дидактики, или искусство обучения Ратихия». В том же значении пользовался этим понятием и великий чешский педагог Ян Амос Коменский (1592-1670), опубликовавший в 1657 г. в Aмcтepдaме свой знаменитый труд «Великая дидактика».

Процесс обучения - это особый вид человеческой деятельности, это специфическая социально-педагогическая система, а любая система основывается на каких-то общих положениях, которые и называются принципами. Дидактические принципы являются определяющими при отборе содержания образования, при выборе методов и форм обучения.

Принципы обучения - это историческая и одновременно социальная категория. Они совершенствуются в зависимости от исторических особенностей развития общества, от уровня развития науки и культуры в нем. Коменский не пользовался понятием «принципы дидактики». Однако если считать принципами существенные положения, определяющие наиболее общие подходы к достижению целей обучения, то вполне правомерно говорить о разработке Коменским таких принципов. В первую очередь это достаточно всесторонние, теоретические основания и реализация в практике принципа наглядности обучения. Коменский обосновывает этот принцип гносеологическими положениями, вытекающими из его сенсуалистических взглядов и связанными с философией Ф. Бэкона о том, что источник знаний о мире это наши ощущения. Основываясь этим Коменский сформулировал Золотое правило наглядности: «…все, что только можно, предоставлять для восприятия чувствами, а именно: видимое для восприятия зрением, слышимое - слухом, запахи - обонянием, что можно вкусить - вкусом, доступное осязанию - путем осязания. Если какие-либо предметы сразу можно воспринимать несколькими чувствами, пусть они будут схватываться несколькими чувствами», - пишет Коменский в «Великой дидактике» [9, с. 384].

Иногда принципы рассматриваются не как основополагающие положения процесса обучения, а как некие «рабочие инструменты в руках обучающего», с помощью которых можно лишь «натаскать» учащегося, не дав ему возможности сознательно овладеть определенной суммой знаний. В других случаях принципы рассматриваются с житейских, упрощенных позиций. Так, например, выдвигается принцип «практичности» вместо «связи теории с практикой».

В обыденной жизни мы очень часто говорим о принципе интереса. Интерес, действительно, играет большую роль в процессе обучения, но возводить его в дидактический принцип нельзя, потому что недопустимо, чтобы один изучал только математику (она ему интересна); а другой только литературу в процессе общеобразовательной подготовки учащихся в школе. Интерес должен формироваться к самому процессу учения, познания, а не только к содержанию изучаемого материала.

Таким образом, нельзя подменять дидактические принципы житейскими понятиями интереса, практичности, легкости и т.д. При таком подходе принципы как бы подменяются системой методических правил, которые позволяют лишь выработать у учащихся определенных, механически выполняемых умений и навыков.

В учебном процессе все дидактические принципы очень тесно переплетаются и порой невозможно чётко определить, какой из них лежит в основе обучения. Однако они дают возможность осуществлять обучение таким образом, чтобы оно соответствовало логике познания как такового. Специфические связи и взаимообусловленность отдельных элементов процесса обучения осуществляются при соблюдении: сознательности и активности обучающихся; наглядности обучения; систематичности и последовательности; доступности обучения; прочности овладения знаниями, умениями и навыками; научности обучения; связи обучения с жизнью (теории с практикой); индивидуального похода к обучающимся.

Из принципов обучения вытекают правила обучения, отражающие более частные положения того или иного принципа, т.е. каждый дидактический принцип имеет свои конкретные правила реализации. Если принципы обучения распространяются на весь процесс обучения, то правила только на отдельные его стороны, этапы, компоненты. Например, принцип систематичности и последовательности в обучении включает в себя такие правила, как связь вновь изученного с ранее изученным, изложение изучаемого материала по частям, последовательное закрепление приобретенных знаний [2, c. 101].

Каждый предмет имеет свои правила и принципы преподавания. Мы же рассмотрим принципы дидактики в контексте преподавания информатики.

Первый принцип - принцип научности он требует, чтобы в содержании образования нашли отражение новейшие достижения соответствующей области знаний с адаптацией на познавательные возможности учащегося. В информатике пока нет четкого деления на высшую и низшую, сильны внутрипредметные связи, любое понятие из «большой» информатики находит свои аналогии в информатике как школьном предмете. Безусловно, фундаментальными являются понятия «информация», «алгоритм», «исполнитель». С первыми двумя всё довольно ясно. Понятие «исполнитель» более многослойно и выполняет в информатике еще несколько функций:

1. Это дидактическое средство для придания процессу исполнения алгоритмов наглядности (например, «робот», «чертежник», «черепашка» и др.);

2. Это понятие, позволяющее с единых позиций трактовать многие вопросы. Например, «робот» - исполнитель над графикой, редактор - исполнитель над текстами, ОС - исполнитель над файлами и т.д.;

3. Устройство компьютерной модели любого исполнителя, которое можно раскрыть с целью формирования компьютерной образованности.

Компьютерную модель всякого исполнителя можно понимать в терминах объектно-ориентированного программирования (ООП) как модуль или объект. Конструкция «УТВ», введенная в учебном алгоритмическом языке (УАЯ), принадлежит к «завтрашнему программированию». Проясняя ученику и учителю, что является истиной в данном месте алгоритма, она вводит в обучение аппарат доказательного программирования (предусловия и постусловия, инварианты). В языке Си, Паскаль она пока не реализована, но легко моделируется ветвлением. Современными средствами УАЯ являются структурность записи алгоритмов, типизация данных.

Научность обучения подразумевает также современность методов обучения, что применительно к информатике означает, прежде всего, моделирование в самом широком смысле, исследовательскую деятельность учащегося.

Второй принцип - последовательность и цикличность. При буквальном понимании последовательности предполагается, что учебный материал выстраивается в логическую цепочку или может быть представлен в виде дерева, где нет порочных логических кругов, и повторение идет лишь как закрепление материала. В информатике это невозможно, сильные межпредметные связи, «прочность» содержания не позволяют «выпрямить» материал и изучить, например, команды цикла в один прием. Их смысл и сложность восприятия сильно зависят от типа данных.

Еще А.П. Ершов предложил реализацию принципа последовательности в форме цикличности. Это означает, что понятие повторяется, обогащаясь во всех новых контекстах. Если для других дисциплин это желательный путь, то для информатики - просто необходимость.

Третий принцип - это сознательность усвоения и деятельности. В традиционном понимании сознательность - это полное понимание учащимся содержания и средств своей деятельности, что не всегда достигается и в других дисциплинах. Но компьютер, будучи сложнейшим продуктом цивилизации, заранее вынуждает ограничивать эту сознательность целями обучения. Едва ли можно за ограниченное время доступно и полно рассказать обо всех процессах, происходящих в компьютере. Важно сформировать у учащегося несколько взаимодополняющих точек зрения на разные ситуации, что в совокупности и дает общую картину, а главное - многостороннее знание. Важно правильное использование этого знания при формировании плана дальнейших действий. Здесь решающее значение имеет уровень знаний учителя и умение отобрать, ограничит материал. Так сильный ученик на практике может «завалить» учащихся разнообразными сведениями об ЭВМ и ПО, если не выделит главного.

Четвертый принцип - доступность содержания. Принцип доступности содержания реализуется через выделение уровней обучения и работы за компьютером. Наличие уровня простого использования - практика с готовыми ПС обеспечивает доступность этого уровня для всех учащихся (так например, важная и трудная задача может быть начата с практического исследования).

Пятый принцип - наглядность содержания и деятельности. Наглядность - неотъемлемая черта преподавания информатики в силу гибкости содержания самого понятия «информация». Именно потому на информатике постоянно обращаются к блок-схемам, что они наглядно представляют и структуру алгоритма, и процесс его исполнения. Динамичность изображения, при работе на компьютере, подключение звука и цвета расширяют само понимание наглядности. Наглядной может быть и демонстрация учителем образца деятельности за компьютером при работе с готовой программой.

Шестой принцип - это активность и самостоятельность как условие и цель. Активность учащегося реализуется через его деятельность. При изучении других дисциплин педагог работает в прямом контакте с обучаемыми, видит их реакцию, реагирует сам. В информатике возможна работа ученика один на один с компьютером, поэтому активность ученика является не только целью, но и необходимым условием успешности обучения. Активность следует из интереса к учению, но при этом важно четко сформулировать, что является контролируемым результатом обучения. В начале обучения активизирует работу учеников совместная деятельность (ученики садятся по двое за одним компьютер, при этом уменьшается неуверенность, возникает диалог, происходит взаимное обучение).

Самостоятельность учащегося также является целью и условием успешного изучения информатики. Самостоятельность ведет к большей продуктивности обучения, умению самому находить выходы из затруднительных ситуаций, пользоваться литературой и компьютерными средствами помощи. Признаком высокой степени самостоятельности является «самоозадачивание», поисковая деятельность за компьютером.

Седьмой принцип - это прочность и системность знаний. Прочность знаний тесно связана с их системностью, основанной на поиске и построении внутри и межпредметных связей и ассоциаций.

Восьмой принцип - индивидуальность и коллективность обучения. Эти два понятия дополняют друг друга, особенно в информатике. Только организовав устойчивую коллективную работу можно найти время для занятий с более сильными и слабыми учениками. В этом отношении компьютер - дидактически двойственный инструмент. Обучающие или готовые программы способствуют организации единообразной, групповой деятельности, но способ работы учащегося с программой - все же «один на один», со своим индивидуальным темпом, своими путями преодоления трудностей.

При работе учащихся вдвоем за компьютером могут сложиться устойчивые отношения типа «работник-указчик», поэтому учащихся надо менять время от времени местами и ролями.

Девятый принцип - это эффективность учебной деятельности. Этот принцип предполагает оптимизацию усилий педагога и ученика. Это требует, прежде всего, отсутствия постороннего содержания в их деятельности. При дефиците машинного времени эффективность работы за компьютером должна обеспечиваться предварительной подготовкой учащегося. Эффективность должна подчиняться целям обучения.

Десятый принцип - это связь теории с практикой. С точки зрения краткости пути от приобретения знаний к их применению информатика превосходит даже уроки труда. Почти без материальных затрат учащиеся могут подготовить для учителя, класса, например, раздаточный материал, заполнить базу данных по школьному обучению, по библиотеке и т.д.

Другой аспект - это связь теории и практики при изучении собственно информатики. Так, теория объясняет или предсказывает результат опыта (запуск алгоритма на компьютере), а практика (работа на компьютере) служит средством проверки теории и источником гипотез, например о поведении программы [24, c. 115].

Таким образом, методика преподавания информатики конкретизирует и дополняет общие принципы дидактики, и в силу универсальности своих основных категорий обогащает в свою очередь общую дидактику, движется к более тесному взаимодействию с другими частными методиками, прежде всего физики и математики, вместе с интеграцией этих наук и школьных дисциплин.

1.2 Принцип наглядности

наглядность обучение дидактика информатика

В педагогике наглядность всегда считалась и считается важнейшим принципом обучения, фундаментом для осуществления всестороннего развития личности. Такой принцип обучения, как наглядность, был впервые сформулирован Я.А. Коменским и в дальнейшем развит И.Г. Песталоцци, К.Д. Ушинским и другими педагогами. Психологические исследования, посвященные использованию различных средств наглядности, проводились Л.В. Занковым, И.М. Соловьевым, Ж.И. Шиф, В.И. Пинским, Г.М. Дульневым, В.Г. Петровой, М.М. Нудельманом, М.П. Феофановым и другими. Принцип наглядности можете рассмотреть в приложении В.

Особо следует отметить, что наглядность используемых учебных материалов является одним из важнейших элементов любого учебного процесса по любой из учебных дисциплин. Это четко видно в (приложении А), где приведены научные данные по усвоению учебной информации с помощью зрения.

Впервые теоретическое обоснование принципа наглядности обучения ввел чешский педагог Ян Амос Коменский (XVII в.), который в своем труде «Великая дидактика» сформулировал правило, предполагающее непосред-ственное знакомство с изучаемыми объектами или их изображениями. Это, соответственно, требовало вовлечения в процесс восприятия учащимися нового материала как можно большего числа органов чувств. В своем известном «золотом правиле дидактики» Коменский указывал, что обучение следует начинать «не со словесного толкования о вещах, а с реального наблюдения над ними» [9, с. 44]. Коменский считал, что наглядное обучение - «это ход учения, от конкретного к отвлеченному, от представления к мысли» [9, с. 103]. И именно принцип наглядности, по мнению Я.А. Коменского, является «золотым правилом дидактики», которое требует сочетания наглядности и мысленных действий, наглядности и слова. Наглядность в понимании Коменского становится решающим фактором усвоения учебного материала. Причем вредным является как недостаточное, так и избыточное применение средств наглядности: их недостаток приводит к формальности знаний, а избыток может затормозить развитие логического мышления, пространственного представления и воображения.

В отличие от него, Г. Песталоцци [7, с. 300] видит в наглядности единственную основу всякого развития. Чувственное познание сводится к наглядности обучения. У Песталоцци наглядность превращается в самоцель.

Ж.Ж. Руссо [7, с. 350] вынес обучение непосредственно в природу. Поэтому наглядность обучения здесь не приобретает самостоятельного и существенного значения - ребенок просто непосредственно видит то, что должен узнать и изучить.

К.Д. Ушинский [24, с. 73] дал глубокое психологическое обоснование наглядности обучения. Наглядные пособия являются средством для активизации мыслительной деятельности и формирования чувственного образа. Именно чувственный образ, сформированный на основе наглядного пособия (а не само наглядное пособие), является главным в обучении. Ушинский [24, с. 55] придавал большое значение наглядному обучению как методу, который должен как можно чаще использоваться на уроках в первоначальный период, поскольку он:

- стимулирует элементарные умственные процессы;

- развивает устную речь;

- способствует лучшему, закреплению изучаемого материала в памяти учащихся;

- дает учителю возможность глубже изучить своих учеников.

Л.В. Занков [4, с. 33] исследовал различные формы сочетания слова и наглядности в обучении: «наглядность обучения и воспитания предполагает как широкое использование зрительных ощущений, восприятий, образов, так и постоянную опору на свидетельства органов чувств, благодаря которым достигается непосредственный контакт с действительностью». Им было изучено несколько основных форм сочетания слова и наглядности, которые следует учитывать и при обучении:

- посредством слова преподаватель руководит наблюдением, которое осуществляется обучаемыми, а знания об облике предмета, его непосредственно воспринимаемых свойствах и отношениях обучаемые извлекают из самого наглядного объекта в процессе наблюдений;

- посредством слова преподаватель на основании осуществленного обучаемыми наблюдения наглядных объектов и на базе имеющихся у них знаний ведет обучаемых к осмыслению таких связей в явлениях, которые не могут быть увиденными в процессе восприятия;

- сведения об облике объекта, о его непосредственно воспринимаемых свойствах и отношениях обучаемые получают из словесных сообщений педагога, а наглядные средства служат подтверждением или конкретизацией словесных сообщений;

- опираясь на осуществляемое обучаемыми наблюдение наглядного объекта, педагог сообщает о таких связях между явлениями, которые непосредственно не воспринимаются учащимися, либо делает вывод, объединяет, обобщает отдельные данные.

И наконец, Л.М. Фридман [26, с. 403], изучая роль наглядности в обучении, сформулировала следующую формулу: «Наглядность - это понимание и активность».

Таким образом, наглядность обучения - это одно из важнейших условий, обеспечивающих успешное у учащихся всех форм мышления, служит для них источником приобретения объективных научных знаний об окружающей действительности, развития речи и самостоятельности понимания. В процессе восприятия объекта наряду с ощущением участвуют память и мышление. Образ воспринимаемого объекта является наглядным только тогда, когда человек анализирует и осмысливает объект, соотносит его с уже имеющимися знаниями. Наглядный образ возникает не сам по себе, а в результате активной познавательной деятельности человека. Степень наглядности может быть различной в зависимости от индивидуальных особенностей человека, от уровня развития его познавательных способностей, от его знаний, а также от степени наглядности исходных образов восприятия.

Принцип наглядности вытекает из сущности процесса восприятия, осмысления и обобщения учащимися изучаемого материала. Дидактика исходит из единства чувственного и логического, считает, что наглядность обеспечивает связь между конкретным и абстрактным, содействует развитию абстрактного мышления, во многих случаях служит его опорой. Причем конкретная наглядность (например, рассмотрение моделей геометрических тел) должна постепенно уступать место абстрактной наглядности (рассмотрению плоских чертежей).

Педагоги прошлого отождествляли наглядность с чувственностью (наблюдаемостью) предметов и явлений, при этом ссылаясь на психическую природу человека. Чувственность есть одно из свойств, один из этапов процесса познания. Во всяком процессе познания участвуют познающий субъект и познаваемый объект. Само познание осуществляется субъектом с помощью органов чувств и мышления. Для познания объекта субъект обычно не ограничивается простым его восприятием, но активно на него воздействует: рассматривает его с разных сторон, расчленяет на части (если это возможно), производит с ним те или действия. В процессе такого непосредственного чувственного познания получает различного рода ощущения. Чтобы расширить сферу познания и изучать объекты, непосредственно не воспринимаемые, разрабатываются особые методы и средства. Во всех этих случаях мы имеем дело с опосредованным чувственным познанием, когда между субъектом и объектом находятся какие-то посредники (приборы, аппараты, другие объекты или их модели), например различные приборы, «усиливающие» органы чувств (бинокль, телескоп, эхолот и др.).

Очевидно, с появлением компьютеров обучение стало более наглядным. Преподаватель может использовать новые средства наглядно-демонстрационного метода обучения: на экране ПК реальные объекты нетрудно заменить их моделями. С помощью программ компьютерной графики можно создавать плакаты, схемы, рисунки, чертежи, видеоматериалы, слайды и другую технологическую документацию. Для реализации принципа наглядности на практике широко применяются компьютерные (информационные) технологии обучения, которые дают возможность преподавателю творчески применять средства наглядности сообразно поставленной дидактической задаче, особенностям учебного материала и конкретным условиям обучения [2, с. 37].

1.3 Использование принципа наглядности при изучении различных дисциплин в средней школе

В качестве конкретного примера рассмотрим роль наглядности в профессии его педагога естественнонаучного направления по специализации «Учитель изо и черчения», т.е. концепцию содержания образования будущего педагога по черчению и графике (начальное, основное среднее (полное) общее образование).

Цель обучения будущего педагога - формирование и развитие у него графической культуры, которую он впоследствии будет воспитывать у своих учеников, развивая их пространственное мышление и творческие возможности. При этом в педагогическом вузе могут использоваться курсы обучения как без применения информационных технологий (дизайн, техническое черчение, начертательная геометрия, инженерная графика), так и с их использованием (компьютерное моделирование, компьютерная графика техническое черчение, начертательная геометрия, полиграфия, анимация, web дизайн и др.). При этом будущие педагоги осваивают методы формально-выразительного мышления, приемы и технологии современной графической культуры. Кроме того, графическая подготовка будущих педагогов обеспечивает условия качественного усвоения других предметов учебного плана. Работа с графикой наиболее эффективно и целенаправленно развивает наглядно-образное мышление, очень важное в любом творческом процессе, поскольку любое новое решение обычно предстает перед мысленным взором в виде картин, схем, моделей. В процессе овладения данной дисциплиной также совершенствуется продуктивное и репродуктивное воображение, проявляющееся в создании объемных образов реального мира (конструирование, совершенствование, преобразование и т.д.). Перечисленные интеллектуальные операции носят универсальный характер и могут быть применены в других формах и видах деятельности. Этот предмет способствует созданию пространственного представления большей или меньшей степени обобщенности и схематичности. Развитие же пространственного представления позволяет сформировать у будущих педагогов эффективные способы визуализации информации, что способствует огромной экономии времени. При таком способе работы информация практически одномоментно трансформируется в некоторую обобщенную модель, содержащую необходимые и достаточные элементы для понимания формы, ситуации, явления и др.

Учебные предметы, связанные с формированием наглядности и графической культуры, также активно развивают сенсорные способности учеников. Так, «Черчение» является учебным предметом, в котором интегрируются знания из области начертательной геометрии, метрологии, стандартизации, деталей машин и механизмов, графики и компьютерной графики, проектирования, технического и художественного конструирования, технологии. Интеграция этих направлений осуществляется на основе понимания информационной и технологической сущности каждой из областей знания, общности методов и способов выполнения, чтения, хранения, передачи, преобразования графической информации посредством как традиционных, так и вновь созданных языковых графических систем, понимания, что информация представляется графическими изображениями (рисунками, проекциями, видами, разрезами, течениями, графиками, схемами, графами, наглядными изображениями, техническими рисунками, эскизами и т.д.) [16, c. 23].

Содержание учебного предмета «Черчение» базируется на следующих принципиальных положениях:

- необходимость наличия графических знаний и умений для ориентации в информационном пространстве;

- общность целевой направленности методов и способов отображения и преобразования информации;

- использование графических методов для визуализации информации;

- практическая направленность курса на применение полученных графических знаний и умений в различных видах деятельности;

- использование компьютерной поддержки графического проектирования.

Структуру и совокупность знаний, лежащих в основе предмета «Черчение», следует распределить по следующим трем образовательным линиям: «Типы графических изображений», «Графические системы, методы, способы, средства выполнения и чтения графических изображений», «Формообразование. Конструирование. Моделирование». При этом теоретические вопросы рассматриваются на примерах геометрических образов, моделей, промышленных и художественных изделий.

Рассмотрим содержание каждой из вышеназванных образовательных линий предмета «Черчение» более подробно.

«Типы графических изображений»:

1. Рисунок, технический рисунок, пиктограмма, диаграмма, проекция, вид, разрез, сечение, план, фасад, перспективное и аксонометрическое изображения, схемы;

2. Выполнение и чтение графических изображений, проектной документации;

3. Графические системы визуализации информации (изобразительные, знаковые и др.);

4. Графический язык как элемент графической культуры человечества;

5. Системы графического языка (изобразительная, знаковая).

«Графические методы и способы отображения и чтения информации об объектах, процессах, явлениях»:

1. Средства создания (формирования) изображений (ручные, компьютерные);

2. Правила выполнения конструкторской документации (графической и текстовой);

3. Чертежи различного назначения;

4. Приемы чтения чертежей различных изделий, виды изделий, соединения деталей в изделии, деталировка.

«Формообразование. Конструирование. Моделирование»:

1. Форма, поверхности и тела, простые и сложные формы, факторы, влияющие на формообразование, элементы формы, способы формообразования, анализ формы;

2. Общие сведения о техническом и художественном проектировании, конструирование изделий, проектирование в дизайне, архитектуре и технике;

3. Моделирование, создание материальных и виртуальных моделей.

Проверка графической подготовленности учеников осуществляется с помощью итоговых заданий и творческих работ, которые диагностируют усвоение ими графических знаний и умений.

Таким образом, курс «Черчение» (как, впрочем, и курс «Компьютерная графика») является общеобразовательным предметом в том смысле, что он развивает пространственное, логическое, абстрактное мышление, творческие качества личности, наблюдательность, внимание, формирует пространственное воображение и пространственные представления, обеспечивает политехническую и графическую грамотность, знакомит с началами на проектирования и конструирования [16, c. 24].

Следует подчеркнуть важность дисциплин, формирующих графическую культуру педагога, для социальной адаптации выпускников, поскольку они формируют представления о графических системах, методах, средствах и способах представления информации, а также важный характер графической культуры по отношению к другим предметам учебного плана. Черчение, графика и дизайн развивают творческие способности человека, формируют эстетический вкус, соединяют научно-техническое с эстетическим, способствуя тем самым гуманитаризации образования. Обучение графической культуре («дизайн-образование») в современных условиях, как и любая другая деятельность, очевидно, должно вестись с использованием всего арсенала технологий, которыми располагает общество, в том числе и информационных. Изучение возможностей компьютерной графики, а также широкое ее применение как вспомогательного средства при изучении различных дисциплин становятся неотъемлемой частью современного образования.

Задание по черчению: по двум видам детали построить:

а) три вида детали с необходимыми разрезами и нанесением размеров,

б) прямоугольную изометрическую проекцию детали по чертежу с 1/4 выреза.

Требования: определить компоновку изображения на листе заданного формата, выполнить построения в соответствии с требованиями стандартов ЕСКД по типам линий, расположению видов и разрезов, построению прямоугольной изометрической проекции и нанесению размеров (ГОСТ 2.301-68… 2.321-84), проявить графическую культуру исполнения задания.

Занятия проводятся в компыотерном классе (10 рабочих мест) на базе ПЭВМ Pentium-m 1000 МГц, ОЗУ 128 Мб.HDD 30 Мб, SVGA 32 Мб. Программное обеспечение: Windows 98, Paintbrush, CorelDRAW, 3D Studio Max, AutoCAD, Adobe PhotoShop, PageMaker. Программное обеспечение подобрано таким образом, оно соответствовало требованиям, и решить предъявляемым к учебным программным средствам, и устойчиво работало на имеющихся в наличии компьютерах.

Одновременно с изучением этого курса и после его завершения ученики применяют освоенные технологии для реализации проектов (или их отдельных элементов) по таким дисциплинам, как «Проектирование», «Формообразование», «Шрифт».

По результатам обучения с использованием компьютерных информационных технологий выявлены следующие их преимущества:

- уменьшается время, затрачиваемое учениками на рутинную работу при выполнении учебных заданий, - вместо трех заданий, выполняемых вручную, при использовании компьютера можно выполнить 5 - 6 заданий, причем качество их выполнения повышается (например, исправить графическую ошибку на компьютере гораздо проще, чем на ватмане);

- графические технологии макетирования и моделирования на компьютере способствуют развитию проектного и алгоритмического мышления;

- библиотеки готовых изображений, шрифтов и шаблонов документов помогают любому пользователю независимо от уровня его подготовки создавать работы на уровне профессионалов;

- виртуальная среда компьютера позволяет моделировать практически, все, что существует в реальном (материальном) мире.

Одной из основных задач курса графики является развитие пространственного мышления как некоей базы, позволяющей обеспечить эффективность общения при создании учениками графических моделей процессов и объектов. Развитие пространственного мышления учащихся на уроках графики осуществляется по следующей схеме (приложение С).

Обучение визуальной и пространственной грамотности сходно с обучением чтению книги. Малышу трудно из букв складывать слова, а из слов осмысленную фразу. Но впоследствии (после обучения) ему достаточно взглянуть на слово, чтобы понять его значение. Изучение графических примитивов, форм простых геометрических тел тоже способствует накоплению в памяти обучающегося набора мерок и эталонов, позволяющих ему создавать графические модели. Умение проводить анализ и синтез, сравнение, сопоставление и перенос знаний, обобщение и систематизацию - все это развивает структуры умственной деятельности, характерные для творчества.

Объект моделирования для обучающихся выбирается в зависимости от уровня развития их пространственного мышления. Уровень определяется, согласно методике И.С. Якиманской, после проведения диагностики в рамках системы контроля - входного, рубежного, итогового. Различают начальный, средний и высокий уровни пространственного мышления. При этом высокий уровень пространственного мышления дает обучающемуся право работать по индивидуальному плану в рамках учебных модулей.

В качестве критериев оценки уровней развития пространственного мышления обучающихся используются следующие показатели (с учетом времени выполнения заданий):

- успешность создания пространственного образа, адекватного графическому изображению;

- типы оперирования образом - изменение положения воображаемого объекта, изменение его структуры, комбинация указанных преобразований;

- широта оперирования образом (степень свободы манипулирования им с учетом графической основы, на которой образ первоначально создавался);

- полнота образа (отражение различных характеристик - формы, величины, пространственной размещенности, протяженности) [16, c. 25].

Использования принципов наглядного обучения и компьютерных технологий в учебном процессе для формирования графической культуры будущего педагога позволил сформулировать следующие принципы эффективности такой работы:

- соответствие содержания учебного материала современному уровню развития науки и техники в предметной области учебной дисциплины;

- прогностический характер содержания курса компьютерной графики;

- унификация содержания учебного материала для смежных специальностей на базе информационной среды учебной дисциплины;

- соблюдение формы представления информации, соответствующей конкретной предметной области и современному уровню развития информационных технологий обучения.

Одним из способов проверки результатов использования наглядности на повышение качества обучения может служить и тест структуры интеллекта, разработанный западногерманским психологом Р. Амтхауэром для дифференциации кандидатов на различные виды обучения я деятельности в практике профессионального отбора. (На русском языке классический вариант теста Амтхауэра впервые описан в монографии В.М. Блейхера и Л.Ф. Бурлачука.) Амтхауэровский тест структуры интеллекта пригоден не только для индивидуальных, но и для массовых исследований, что особенно важно при обследовании больших контингентов учащихся ограниченным количеством психодиагностов. С точки зрения же формирования графической культуры и компьютерной графики интересен не весь тест Амтхауэра, а его субтест 8 (проверка пространственного воображения). На выполнение заданий теста в экспериментальной группе ученикам отводилось 15 минут. При этом проверялось выполнение заданий №7 («Геометрические фигуры») и №8 («Кубики Кроса»).

Таким образом, сочетание принципа при наглядности обучения с компьютерными технологиями позволяет добиться качественно более высокого уровня наглядности предлагаемого материала, значительно расширяет возможности включения различных упражнений в процесс обучения, оживляет, способствует повышению его динамизма, что, в конечном счете, ведет к достижению едва ли не главной цели собственно процессуальной стороны обучения формированию положительного отношения к изучаемому. Однако для эффективного применения компьютерных технологий обучения необходимо пересматривать структуру учебных дисциплин и, как следствие, преобразовывать весь учебный процесс. Кроме того, реализация всех преимуществ такого обучения требует решения проблемы обеспечения учащихся вычислительной техникой.

Можно прогнозировать, что в ближайшем будущем графические информационные технологии будут все шире внедряться в различные учебные дисциплины. Это означает, что большое внимание при подготовке любых специалистов должно уделяться изучению фундаментальных дисциплин, к которым следует отнести также и информационные графические технологии. Это потребует совершенно иного взгляда на подготовку специалистов и существенного измерения структуры и содержания дисциплин учебного плана [16, c. 30].

2. Методические особенности обучения информатике с использованием средств наглядности

2.1 Обоснование необходимости использования наглядности при обучении информатике

Сравнительная новизна предмета информатика, нестабильность содержания, разнотипность технических и программных средств, недостаточная разработанность методики преподавания информатики вынуждают нас вновь и вновь возвращаться к отбору содержания, средств и методов преподавания курса. Но при любом выборе необходимо соблюдение некоторых общих дидактических принципов:

- принцип научности;

- принцип последовательности и цикличности;

- принцип сознательности усвоения деятельности;

- принцип доступности содержания;

- активность и самостоятельность;

- индивидуализация и коллективность обучения;

- эффективность учебной деятельности;

- связь теории и практики;

- принцип наглядности или, как еще говорится, наглядные методы содержания и деятельности.

Под наглядными методами обучения понимаются такие методы, при которых усвоение учебного материала находится в существенной зависимости от применяемых в процессе обучения наглядного пособия и технических средств. Наглядные методы используются во взаимосвязи со словесными и практическими методами обучения и предназначаются для наглядно-чувственного ознакомления учащихся с явлениями, процессами, объекта в их натуральном виде или в символьном изображении с помощью всевозможных рисунков, репродукций, схем и т.п. В современной школе широко используются с этой целью экранные технические средства в паре с компьютерами. Наглядные методы обучения условно можно подразделить на две большие группы: метод иллюстраций и метод демонстраций. Метод иллюстраций предполагает показ ученикам иллюстративных пособий, плакатов, таблиц, картин, карт, зарисовок на доске, плоских моделей и пр. Метод демонстраций обычно связан с демонстрацией приборов, опытов, технических установок, кинофильмов, диафильмов и др. Вообще наглядность является неотъемлемой чертой преподавания информатики в силу гибкости содержания понятия «информация»: одну и ту же информацию можно представить в виде множества графических образов. Например, блок-схемы (они наглядно представляют структуру небольшого алгоритма и процесс его исполнения), таблицы исполнения, демонстрация учителем образца деятельности за компьютером при работе с готовой программой.

Результат учебно-воспитательного процесса во многом зависит от того, насколько он обеспечен разнообразными средствами обучения. Трудно представить себе современного учителя, не использующего дополнительных методических пособий, кроме учебника. Довольно сложно оспорить тот факт, что наглядность в обучении занимает далеко не последнее место.

Дидактический принцип наглядности, являющийся ведущим в обучении, следует понимать несколько шире, нежели возможность зрительного восприятия. Воздействуя на органы чувств, средства наглядности обеспечивают более полное представление образа или понятия, что способствует более прочному усвоению материала. Наглядность способствует развитию у учащихся эмоционально-оценочного отношения к приобретаемым знаниям. Проводя самостоятельные опыты, учащиеся могут убедиться в реальности тех процессов и явлений, о которых узнают от учителя. А это, в свою очередь, позволяет ребенку убедиться в истинности полученных сведений, что ведет к осознанности и прочности знаний. Средства наглядности повышают интерес к знаниям, позволяют облегчить процесс их усвоения, поддерживают внимание ребенка [14, c. 55].

Сказанное выше не является науным открытием, однако применительно к

предмету информатики наблюдается практически полное отсутствие фабрично изготовленного наглядного учебного оборудования. Поэтому приходится самостоятельно разрабатывать и изготавливать наглядный материал, приходится доставать в разных фирмах, занимающихся ремонтом компьютерной техники, схемы, платы и т.д. Также в изготовлении наглядных пособий иногда помогают учащиеся.

Для изготовления наглядных пособий привлекаются учащихся, которым трудно дается предмет.

Например, можно изготовить стенды такие как:

- сетевое оборудование;

- накопители информации;

- устройство жесткого диска.

На стенде каждый предмет укреплен в определенном месте согласно классификации. Под предметом учащиеся указывают его наименование и дают краткое пояснение.

Когда эти дети занимаются изготовлением стендов, они получают сильное эмоциональное впечатление, вызвавшее повышенный познавательный интерес к предмету, и это способствовало тому, что у этих учащихся улучшается успеваемость и дисциплина на уроках информатики.

Помимо самостоятельно сделанных стендов можно использовать стенды фабричного производства («Языки программирования», «Словарь терминов», «Основные операторы языка Бейсик», «Классификация ЭВМ», «Поколения ЭВМ»).

Также для изготовления печатных пособий можно создать группу учащихся, которые хорошо владеют многими программами. Вообще печатные пособия широко используются в обучении. Они дешевле, проще в изготовлении, печатаются и выполняются учителем совместно с учащимися. С помощью этой группы подготавливаются различные плакаты, карточки, схемы.

Также возможно попросить учеников о помощи в оформлении альбома, в котором будут представлены портреты и биографии выдающися деятелей науки, внесших значительный вклад в становление предмета информатики.

Для проведения уроков надо подготавливать презентации по различным темам. Если же нет в школе видеопроектора, можно продемонстрировать их с помощью программы NetMeeting. Это вызывает некоторые затруднения, особенно на первых уроках, т.к. перед использованием любых новых технических средств обучения (ТСО) учащихся необходимо научить пользоваться ими. Здесь средство обучения выступает как предмет освоения. При первоначальном ознакомлении с обучающей техникой учащиеся обычно бывают крайне возбуждены и заинтересованы, поэтому они часто обращают большое внимание на второстепенные моменты и не всегда усваивают учебную информацию. Чтобы поднять эффективность первого занятия, необходимо специально учить учащихся работать с новым средством, готовить их к восприятию и запоминанию информации, проводить инструктаж, давать познавательное задание, проверять готовность к работе и четко определять цели работы, объекты оценки и контроля.

Все изготавливаемые и приобретаемые пособия должны быть систематизированы по темам, это нужно для их оперативного использования.

На уроках надо использовать все то, что подготавливают учащиеся под руководством преподавателя (стенды, схемы, рисунки, таблицы).

Например, для объяснения одного из пунктов темы «Устройство персонального компьютера» используется стенд «Накопители информации», на котором представлены различные магнитные диски (как целые, так и разобранные), компакт диски, видео и аудио кассеты, грампластинка.

Стенд «Сетевое оборудование», который очень полезен при объяснении материала по организации компьютерных сетей. На нем представляются различные виды кабелей, необходимые для объединения компьютеров в сеть, причем кабеля представлены как в целом виде, так и в разрезанном, кроме этого на стенде представляются различные коннекторы, сетевая плата.

При знакомстве с устройством хранения информации можно использовать стенд «Принципиальное устройство жесткого диска», на котором представлен жесткий диск в разобранном виде.

При использовании наглядности в обучении необходимо соблюдать ряд условий:

- применяемая наглядность должна соответствовать возрасту учащихся;

- наглядность должна использоваться в меру, и показывать ее следует постепенно и только в соответствующий момент урока;

- наблюдение должно быть организовано таким образом, чтобы все учащиеся могли хорошо видеть демонстрируемый предмет;

- необходимо четко выделять главное, существенное при показе иллюстраций;

- детально продумывать пояснения, даваемые в ходе демонстрации явлений;

- демонстрируемая наглядность должна быть точно согласована с содержанием материала;

- привлекать самих учеников к нахождению желаемой информации в наглядном пособии или демонстрационном устройстве.

Значительную роль в обучении играют коллекции, под которыми мы понимаем наборы предметов, подобранных по определенным признакам или характеристикам и служащих, как для изучения нового материала, так и для повторения и самостоятельной работы. Многие коллекции для учебных целей изготовляются учащимися совместно с преподавателями [23, c. 25].

Хочется сказать, что компьютер обеспечивает хорошую наглядность в обучении любых предметов в школе. Возможно сопровождение урока не только путем показа хороших иллюстраций, но и привлечение звукового сопровождения. Можно использовать на уроке материалы из сети Internet. Примерами такого использования являются уроки учителей физики и географии.

Активное использование информационных и коммуникационных технологий в Учебно-воспитательном процессе формирует новую педагогическую технологию обучения. Наблюдения специалистов показали, что работа в компьютерных сетях актуализирует потребность учащихся быть членом социальной общности. Отмечаются улучшение грамотности и развитие речи детей через телекоммуникационное общение, повышение их интереса к учебе и, как следствие, общий рост успеваемости.

По мнению российских экспертов, новые информационные технологии обучения (НИТО) в образовательных учреждениях позволяют повысить эффективность практических и лабораторных занятий по естественнонаучным дисциплинам не менее чем на 30%, объективность контроля знаний учащихся - на 20 - 25%. Успеваемость в контрольных группах, обучающихся с использованием НИТО, как правило, выше в среднем на 0,5 балла (при 5-балльной системе оценки). Скорость накопления словарного запаса при компьютерной поддержке изучения иностранных языков повышается в 2 - 3 раза.

Внедрение новых технических средств в учебный процесс расширяет возможности наглядных методов обучения.

В современных условиях особое внимание уделяется применению такого средства наглядности, каким является компьютер. В настоящее время решается задача создания в школах кабинетов, снащенных компьютерной техникой, и проведения на их базе уроков по разным предметам. Они позволяют учащимся наглядно увидеть в динамике многие процессы, которые раньше усваивались из текста учебника.

Применение компьютеров в учебном процессе увеличивает объем информации, сообщаемой ученику на уроке, активизирует, по сравнению с обычными уроками, организацию познавательной деятельности учащихся.

Вообще компьютерный класс предоставляет множество дидактических возможностей, таких как:

- подача дозированной текстовой информации на экраны мониторов учащихся или на экран от проектора;

- постановка различных задач учащимся;

- организация коллективной мыслительной деятельности;

- демонстрация схем, чертежей и другой видеоинформации;

- работа с электронными учебниками по разным предметам.

2.2 Средства наглядности, используемые при обучении информатике

Учащиеся познают окружающий мир с помощью органов чувств, при этом основными являются слух и зрение. Но и данные каналы получения информации различны по своей пропускной способности. Так, система «ухо - мозг» может пропустить в секунду до 50 бит (единиц информации), пропускная способность зрительного анализатора в 100 раз больше. Не случайно около 90% сведений об окружающем мире человек получает с помощью зрения, 9%- с помощью слуха и только 1% - с помощью других органов чувств. Русский физиолог И.П. Павлов открыл так называемый ориентировочный рефлекс, названный рефлексом «Что такое?». Суть его состоит в следующем.

Если в поле зрения человека попадает какой-то объект, то человек непроизвольно начинает приглядываться, чтобы понять, «Что это такое?». Внимание приковывается к предмету, на который он смотрит. Кроме того, психологи доказали, что у взрослого человека, слушающего монотонную непрерывную речь, уже через 20 минут ослабевает внимание. Если же речь сопровождается показом каких-то объектов, то в действие наряду со слуховым вступает и зрительный анализатор. Появление перед глазами наглядного образа приковывает внимание слушающих («Что это такое?»), и они начинают лучше воспринимать объяснения. Поэтому человек, только слушая, запоминает 15% речевой информации, только глядя, 25% видимой информации, а слушая и глядя одновременно - 65% преподносимой ему информации. На основании таких особенностей физиологии нервной высшей деятельности и основанной на них психологии человеческого восприятия педагоги и психологи утверждают, что наиболее высокое качество усвоения учащимися информации достигается при сочетании слова учителя и изображения, показываемого с помощью технических средств обучения.