Компьютерные технологии в обучении географии

Размещено на http://www.allbest.ru/

55

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

Компьютерные технологии в обучении географии

Введение

Процесс формирования знаний длительный и сложный, через восприятие, осмысление, запоминание и применение их. Он усложняется еще и тем, что само по себе «знание», в том числе и географическое, представляет собой сложный конгломерат структурных элементов - понятий, категорий, законов и т.д. Для получения хорошего результата в процессе обучения - формирование качественных знаний - необходима правильная организация этого процесса (Методика обучения географии…, 1968; Даринский, 1975; Давыдов, 1996). Сама по себе проблема успешности учения не является новой в теории обучения. Ее исследованию были посвящены еще работы Я.А. Коменского, Г. Пестолоци, К.Д. Ушинского. Одним из критериев успешности учения, по мнению многих дидактов, является уровень усвоения знаний, умений и навыков. В частной дидактике, например, в методике обучения географии, это работы Л.М. Панчешниковой, И.В. Бариновой, И.С. Матрусова, В.А. Щенева, Г.В. Понуровой, И.В. Душиной и др.

Одной из особенностей современной образовательной системы является поиск оптимального соответствия между сложившимися традициями и введением инноваций, обусловленных постоянным уплотнением и модернизацией содержания образования, его вариативностью. Прежде всего, исследования проводятся в области интенсификации педагогического процесса (С.И. Архангельский, Ю.К. Бабанский, Г.А. Бордовский, А.А. Вербицкий, А. М. Данилов, Н.Ф. Родионова, А.П. Тряпицына и др.). Значительное количество работ посвящено изучению роли педагога в повышении целенаправленности обучения, эффективности усвоения знаний; исследованию факторов, влияющих на познавательную деятельность учащихся; мотивации учения; активизации учебной деятельности через увеличение самостоятельной работы учащихся и использование активных форм обучения; увеличение роли аудиовизуальных средств обучения.

В настоящее время главная задача состоит в организации процесса обучения таким образом, чтобы он обеспечивал умственное развитие учащихся и значит, необходимо сделать это обучение развивающим. Поэтому теоретической основой процесса обучения должна быть теория развивающего обучения, сущность которой раскрыта в трудах JI.C. Выготского, А.А. Смирнова, В.В. Давыдова, JI.B. Занкова, А.Н. Леонтьева, Д.Б. Эльконина, П.Я. Гальперина. Находят свое применение и другие теории, такие, как теория активизации обучения (А.А. Вербицкий, Г.И. Щукина.); теория поэтапного формирования умственных действий (П.Я. Гальперин, Е.Н. Кабанова-Меллер; Н.Ф. Талызина, И.С. Якиманская.); теория формирования знаний (А.Н. Звягин, Л.Я. Зорина, И.Н. Пономарева, А.П. Усова, Э.Э. Карпова, В.А. Щенев); теория проблемного обучения (И.Я. Лернер, М.И. Махмутов, А.Н. Леонтьев, Крутецкий В.А.) и другие.

Развитие информатизации общества затронуло и сферу образования. Одним из направлений современного образования является его компьютеризация. Она основывается на использовании компьютерных технологий в учебном процессе (Гутгарц, Чебышева, 2000).

Теоретико-методологической основой применения компьютера в учебном процессе считают теорию активизации познавательной деятельности (С.И. Архангельский, Ю.К. Бабанский, И.Я. Лернер, Н.Ф. Талызина, В.П. Беспалько). Труды в области автоматизированных систем интенсивного обучения на базе компьютерной и аудиовизуальной технологии (С.И. Архангельский, А.А. Вербицкий, Т.Н. Носкова, Н.Ф. Талызина). Исследование вопросов компьютеризации образования (Г.А. Бордовский, Б.С. Гершунский, А.П. Ершов, В.А. Извозчиков, Е.И. Машбиц, И.В. Роберт, В.Ф. Шолохович и др.). Концепция гуманизации и информатизации образования (С.В. Алексеев, Е.З. Власова, Б.С. Гершунский, В.В. Лаптев, А.В. Петровский, И.А. Румянцев, В.П. Соломин, И.Д. Урсул).

То, что компьютеризация обучения остается актуальной темой и в настоящее время, свидетельствуют работы по вопросу возможности применения компьютерных технологий в обучении в школе (С.З. Алборова, О.И. Беляков, И.Р. Высоцкий, И.Б. Горбунова, А.А. Ездов, Н.И. Пак, И.В. Симонова, А.И. Шейнис, А.В. Шелухина). А также как средства обучения с целью подготовки учащихся к использованию компьютерных технологий в их дальнейшей профессиональной деятельности (В.В. Алейников, Ю.В. Башкатова, Л.В. Белецкая, О.В. Бурносова, Е.З. Власова, Т.Ю. Волошинова, В.М. Горбунов, Т.И. Носкова, И.А. Цвелая, Т.Ш. Шихнабиева, А.В. Штырев и др.).

Современные научно-психологические исследования показывают, что применение компьютерных технологий (КТ) в учебном процессе является закономерным явлением. Так как в настоящее время процесс обучения это не только усвоение знаний, а, прежде всего, процесс получения знаний с помощью различных источников информации, в том числе компьютера. Компьютерные технологии в обучении можно определить как совокупность систематических, массовых способов и приемов сбора, хранения, обработки учебной информации с использованием современных средств ЭВТ и идей программированного обучения, которые способствуют интенсификации учебного процесса и реализации принципа развивающего обучения, посредством использования компьютерных сетей при стационарном и дистанционном обучении (Машбиц, 1988).

Результаты современных исследований показывают, что использование КТ позволяет интенсифицировать учебный процесс и реализовать идеи развивающего обучения. Они способствуют раскрытию, сохранению и развитию личностных качеств обучаемых. КТ в состоянии обеспечить более высокий уровень научности, доступности, проблемности и наглядности обучения, активизировать познавательную деятельность учащихся, способствовать прочности усвоенных знаний, обеспечить единство развивающих, образовательных и воспитательных целей. Таким образом, использование КТ в учебном процессе может способствовать развитию образовательного компонента, развитию личности и формированию учебно-методического комплекса (Новенко, 1999).

Современные компьютерные технологии привлекают внимание, прежде всего, возможностью получения актуальной географической информации по странам мира посредством информационных ресурсов Интернет, CD-дисков учебного назначения, возможностями дистанционного образования через компьютерные сети. По мнению ряда исследователей, нет лучшего способа изучить поведение географического объекта или явления, чем экспериментировать с его компьютерной моделью.

Большое значение для методики обучения географии имеют практические разработки в области применения компьютера в обучении географии в школе. Следует отметить работы Ю.П. Иванова, Г.Н. Максимова, Д.В. Новенко, Е.П. Щербицкого, Г.А. Золотухиной, А.И. Шейниса.

1. Анализ исследований по вопросу применения компьютерных технологий в процессе обучения

география обучение компьютер программа

В настоящее время в образовании сохраняется три направления: связь теории с практикой; практическая подготовка учащихся; теоретическая подготовка. Основными тенденциями теоретической подготовки являются: фундаментализация, гуманизация и компьютеризация образования.

Однако, Е.И. Машбиц указывал на то, что нельзя ставить знак равенства между компьютеризацией образования и компьютеризацией обучения. Поскольку последнее, охватывает те стороны применения компьютера, которые непосредственно связаны с обучением (Машбиц, 1988). Г.М. Черногородова определяет цели компьютеризации обучения как подготовку обучаемого к жизни в информационном обществе и повышение эффективности обучения. Поэтому, по ее мнению, под компьютерным обучением следует понимать применение компьютера как средства обучения, так и многоцелевое использование компьютера в учебном процессе (Панчешникова, 1986).

Теоретико-методологической основой применения компьютера в обучении считают следующие теории и труды. Теорию активизации познавательной деятельности (СИ. Архангельский, Ю.К. Бабанский, И.Я. Лернер, Н.Ф. Талызина, В.II. Беспалько). Труды в области автоматизированных систем интенсивного обучения на базе компьютерной и аудиовизуальной техники (СИ. Архангельский, В.П. Беспалько, Н.Ф. Талызина]). Исследования в области компьютеризации образования (Г.А. Бордовский, Б.С. Гершунский, А.П. Ершов, В.А Извозчиков, Е.И. Машбиц, А.В. Петровский, И.В. Роберт, В.Ф. Шолохович и другие). Исследования по информатизации педагогического образования (С.В. Алексеев, Е.З. Власова, В.А. Извозчиков, Т.Н. Носкова, И.В. Роберт, И.А. Румянцев, В.П. Соломин). Труды по вопросу использования компьютеров для обучения разным дисциплинам, созданию обучающих программ, процессов и явлений. Информация, которая будучи усвоена и преобразована сознанием субъектов, превращается в процессе учебной деятельности в качества личности - мировоззрение, систему ценностей и смыслов, убеждения, представления, знания, умения.

Локтюшина Е.А. отмечает, что нельзя ставить компьютер в ДКС на один уровень с учителем, так как это связано с неизбежными последствиями этого: попытками вытеснить учителя из образовательного процесса, заменить автоматическими системами обучения. Такой подход несовместим с идеями концепции личностно-ориентированного образования и, как убедительно свидетельствует педагогическая действительность, оказывается малопродуктивным: в автоматическом режиме можно обучать каким-то производственным навыкам, но это имеет весьма малое значение в развитии человека как личности.

Когда идет речь о ДКС, предполагается, что обучаемый и педагог имеют свободный доступ к компьютерным системам, банкам алгоритмов и программ, компьютерным коммуникациям, иначе компьютерное обучение следовало бы рассматривать как включенное в традиционные системы или как дополнительно-иллюстративное. В ДКС компьютер - это и средство обработки информации, и средство коммуникации, и средство обновления знаний. В то же время это и инструмент для проведения экспериментов, конструирования, самореализации. Обучение в ДКС - сложная мыслительная деятельность: формально-логическая при создании и анализе абстрактной математической модели, рационально-логическая при решении предметной задачи, эмоционально-образная при восприятии и преобразовании графических объектов, творчески-преобразующая при освоении новой информации, новых способов действий, новых форм опосредования (Роберт, 1994).

Одним из основных преимуществ обучаемых электронных сред является возможность преодоления региональных и национальных границ. Обучаемые могут взаимодействовать как друг с другом, так и с экспертами в различных областях. Поэтому особое внимание в последние годы у исследователей компьютеризации обучения заслуживает изучение вопроса преимуществ использования компьютерных технологий при дистанционном обучении. Это возможно при условии использования телекоммуникационных сетей, составной частью которых являются и компьютерные системы.

Использование компьютерных сетей передачи данных для научных и образовательных целей началось в России в конце 80-х годов, и к настоящему времени сформировались довольно развитые региональные сети с опорными центрами в Москве (Центральный регион), Санкт-Петербурге (Северо-Западный регион), Екатеринбурге (Уральский регион), Новосибирске (Сибирский регион) и Хабаровске (Дальневосточный регион). Эти опорные центры имеют выходы в Интернет. Вместе с тем существуют сети, не имеющие выходов в Интернет и применяющие другие системы передачи данных и иные стандарты (Иванов, 2000).

В нашей стране развитие телекоммуникационных сетей решает три важнейшие задачи: обеспечивает оперативную передачу сообщений; открывает доступ к глобальным информационным ресурсам; вводит массивы собственных данных в международный оборот.

Средством дистанционной передачи информации, которое также можно использовать в процессе дистанционного обучения, по мнению С.З. Алборовой, можно считать телекоммуникационные системы, их использование включает применение электронной почты, телеконференций, удаленных баз данных. Телекоммуникационные системы предназначены для самостоятельной работы нал учебным материалом, заложенным в банке информации. Телекоммуникационная система позволяет индивидуализировать и дифференцировать обучение, представляет возможности самостоятельной, творческой и исследовательской деятельности, обеспечить устойчивую мотивацию познавательной деятельности и надежное хранение информации, ее необходимую обработку.

Повсеместное подключение к Интернету домашних компьютеров дает возможность ученикам значительно расширить свои познания в различных сферах и приобрести опыт работы с вычислительной техникой. Таким образом, многие из них уже готовы и способны воспринимать информацию в нетрадиционных формах. И, кроме того, информация именно в таких формах является для них более привлекательной, а значит, будет лучше усваиваться. Любое обучение, связанное с компьютерными технологиями, попадает на благоприятную почву, отмечает Гутгарц Р.Д. Интернет позволяет широко применять современные технологии дистанционного обучения, что важно для школы - практические занятия можно проводить через WEB-серверы, посредством теле, аудио и видеоконференций.

Глобальная компьютерная сеть открывает большие возможности для сотрудничества. Ее роль О.В. Бурносова определяет, прежде всего, как возможность использования учебных телеконференций. Под ними следует понимать процесс обсуждения определенного вопроса с использованием телекоммуникационных технологий, где осознанно формируется и решается учебная задача. Большое преимущество учебных телеконференций заключается в том, что отсутствуют жесткие временные и пространственные рамки, которые позволяют участникам дать взвешенный и лаконичный ответ, что способствует развитию рефлексивной культуры человека.

Шейнис Л.И. считает, что в настоящее время «формируется новая образовательная среда - учебная компьютерная сеть как специфический учебно-методический комплекс». Роль учебной компьютерной сети он видит, прежде всего, в том, что можно задействовать образовательные механизмы глобальной компьютерной сети Интернет. Это возможно потому, что Интернет - это быстрый и дешевый канал передачи информации, источник информации и среда для бесплатного предоставления результатов деятельности (Шейнис, 1994). Благодаря сети Интернет можно организовывать совместную учебно-познавательную деятельность учащихся разных школ, значительно удаленных друг от друга, которую он называет ДИП (дистанционный исследовательский проект).

Большую роль в учебном процессе может сыграть использование Интранет-технологий (корпоративных сетей, построенных с применением Интернет-технологий). На это указывают Фокин Р.Р. и Шелухина А.В. При этом отмечаются следующие преимущества Интрасети:

- возможен поиск и получение актуальной информации, но при этом не нужно оплачивать выход в Интернет;

- возможна обработка и разделение информации

- облегчается защита учебных курсов;

- происходит защита авторских методик как интеллектуальной собственности;

- интрасеть удобно разрабатывать, используя WEB-редакторы, и в ее создании могут активно принимать участие школьники, создавая WEB -страницы.

Различие Интрасети от Интернета заключается, прежде всего, в том, что последний, охватывает компьютерную сеть в глобальном, а первая в локальном масштабе. Свою Интрасеть может создать любое общеобразовательное учреждение, посредством которой возможно получение предметно-ориентированной информации (необходимой для организации учебного процесса), обмен научно-методической информацией, электронная переписка, доступ в информационные банки данных, возможность вовлечения в проведение урока других абонентов сети (например, телеконференции).

Итак, как следует из выше изложенного, исследование вопроса внедрения компьютера в учебный процесс происходит весьма интенсивно. Основные идеи компьютеризации обучения находят свое отражение в таких дефинициях как «новые информационные технологии», «информационные технологии», «компьютерные информационные технологии», «компьютерные технологии», «интернет-технологии» и другие.

2. Возможности и проблемы использования компьютера в учебном процессе

В 90-е годы интенсивное развитие всемирной информационной среды значительно расширило сферу применения информационных ресурсов. Оно позволяет обеспечивать доступ к информации без ограничений по объему и скорости, обращение к удаленному источнику информации. Реализация возможностей современных информационных технологий расширяет спектр видов учебной деятельности, позволяет совершенствовать существующие организационные формы и методы обучения, порождает новые.

Современный уровень информационных технологий позволяет находить более эффективные методы решения традиционных образовательных задач. Важно формирование психологических возможностей и способностей к осознанной, систематической перестройке, трансформации своих знаний и своей деятельности. И это должно определять тактику и стратегию использования ТСО, в том числе компьютера в учебном процессе. Методика применения компьютерной техники в школьной практике все более характеризуется тенденцией перехода от частного и локального использования ЭВМ к комплексному и системному внедрению в учебный процесс.

Л.В. Штыров отмечает, что компьютер в обучении может быть использован как инструмент собственной деятельности, как средство профессиональной деятельности, как средство межличностного общения и, что немаловажно, как инструмент реализации методов личностно-развивающего обучения. Е.З. Власова указывает на то, что у обучаемого много путей развития и есть право выбора оптимального пути.

Среди основных направлений применения компьютера Н.Н. Диканская выделяет возможности его использования в обучении, тестировании, психодиагностике, поддержке мотивации обучения и развития творчества. Компьютер как средство обучения может выполнять информационную, развивающую, познавательную, систематизирующую, тренировочную, моделирующую, контролирующую, культуроведческую, оценочную и воспитательную функцию. Реализация этих функций возможна при использовании методов компьютерного обучения. К ним Е.Ю. Зашивалова относит: объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый, диалоговый, практический, исследовательский и интерактивный. П. Нортон отмечает, что обучение работе с компьютером является частью содержания образования, использование компьютера расширяет возможности человеческого мышления, так как обучение работа на компьютере уже является методом формирования мышления, но нельзя забывать, что компьютер есть лишь инструмент решения проблем, его использование не должно превращаться в самоцель.

Обучение с помощью ЭВМ - это принципиально новый вид учебного процесса, требующий новых форм и новых методов учебной и обучающей деятельности. Необходимо, прежде всего, определить конкретные цели и содержание обучения в компьютерном варианте. И если окажется, что цели могут быть достигнуты с помощью традиционных, надежных, привычных для учителя и учащихся средств, то лучше всего обратиться именно к ним (Методика обучения географии…, 1968). Для компьютерного обучения целесообразно отбирать только то содержание, развертка и усвоение которого не может обойтись без ЭВМ, отмечает А.А. Вербицкий.

Использование ЭВМ принципиально изменяет функции учителя. Ему надо предварительно предусмотреть, определить пути и разработать алгоритмы оптимального управления учебным процессом. Так, Высоцкий И.Р. и Данилова Н.П. пишут, что занятие с компьютерной поддержкой требует от педагога весьма тщательной подготовки. Однако на занятии его роль меняется и педагога почти не видно, хотя он - основной организатор учебной деятельности обучаемых. От педагога требуется умение "не попасть" под влияние техники, а знать ее и подчинить своему влиянию. Иначе и учитель, и техника зайдут в дидактический тупик. Внешне все может казаться хорошо, обстановка будет современной, "индустриально-электронной", но качество обучения будет снижаться.

Существенной дидактической особенностью обучения с использованием ЭВМ является установление непосредственных диалогов между учащимися и машиной, или диалогического треугольника: учащийся - машина - учитель. Такие диалоги помогают разобраться во всех трудностях, возникающих в процессе изучения предмета, при самостоятельном решении учебных задач, и позволяют педагогу наблюдать и контролировать качественное состояние обучения. Для того чтобы эффективно использовать ЭВМ, необходимо найти дидактически и психологически обоснованные способы алгоритмического описания учебного процесса во всех подробностях и вариантах его проведения. Сюда же относится проблема определения признаков и критериев, по которым можно программировать ответы на все вероятные вопросы учащихся в процессе изучения того или иного предмета (Иванов, 2000).

Один из американских исследователей П. Нортон отмечает, что природа средств передачи информации (устная речь, книги, кино, радио, телевидение, ЭВМ) вполне определенным образом влияет на формирование и развитие психических структур человека, в том числе мышления. Так, печатный текст, являвшийся на протяжении веков основным источником информации, строится на принципах абстрагирования содержания от действительности, и в большинстве языков организуется фраза за фразой в порядке чтения слева направо, что формирует способы мышления по структуре в чем-то сходные со структурой печатного текста, которой свойственны такие особенности, как линейность, последовательность, аналитичность, предметность, иерархичность, рациональность. Электронная среда в еще большей мере способна формировать такие характеристики, как склонность к экспериментированию, гибкость, структурность. Эти характеристики способствуют созданию условий для творческого учебного познания. Создаются возможности воспринимать по-новому кажущиеся очевидными факты, находить способы соединения далеких на первый взгляд вещей, устанавливать оригинальные связи между новой и старой информацией.

Условия, создаваемые с помощью компьютера, должны способствовать формированию мышления обучающегося, ориентировать его на поиск системных связей и закономерностей. Компьютер, как подчеркивает П. Нортон, является мощным средством оказания помощи в понимании людьми многих явлений и закономерностей, однако нужно помнить, что он неизбежно порабощает ум, располагающий лишь набором заученных фактов и навыков.

Переосмыслению подвергается не только понятие мышления, но и представления о других психических функциях: восприятии, памяти, представлениях, эмоциях и т. п. Так, высказывается мнение, что новые технологии обучения с помощью ЭВМ существенно меняют смысл глагола "знать". Понятие "накапливать информацию в памяти" трансформируется в "процесс получения доступа к информации". Можно не соглашаться с такими трактовками, но несомненно, что они, связаны с попыткой ввести новую, компьютерную технологию обучения и что психологи и педагоги должны исследовать особенности развития деятельности и психических функций человека в этих условиях.

Многие достоинства компьютера объясняются тем, что при его использовании возможно применение так называемых нелинейных технологий. В современном образовании можно выделить две формы образования: последовательное (строго определенное или линейное) и нелинейное (индивидуально-ориентированное).

Под нелинейными технологиями обучения, по мнению Пака Н.Н., следует понимать совокупность систематических методов моделирования и реализации деятельности педагога и деятельности обучаемого в личностно-ориентированной системе образования, базирующейся на применении активного способа обучения в условиях информатизации и глобальной коммуникации. По всей видимости, удачное сочетание линейных технологий традиционного обучения и нелинейных может существенного облегчить достижение целей обучения. К нелинейным средствам обучения относят компьютер, электронные учебники, образовательные ресурсы Интернет, информационно-справочные системы, телеконференции, учебные проекты. Пак Н.И. выделяет следующие виды нелинейных технологий: компьютерное моделирование; учебно-проектная деятельность; гипермедиа технологии; мультимедиа технологии; телекоммуникационные технологии; информационное моделирование; тестирование.

Вообще, самые первые учебные программы были предложены Б.Ф. Скиннером. Они были названы линейными, так как в них порции информации и вопросы предлагались в строгой линейной последовательности. Поэтому они практически не учитывали уровень обученности и навряд ли способствовали хорошему развитию мышления. Н. Краудер предложил так называемые разветвленные (нелинейные) программы, которые были более гибкие. При правильном ответе обучающийся движется дальше, при неправильном - программа разъясняет ему ошибки, направляет дальше по стволу. То есть, эти программы уже были адаптивны.

Нелинейная форма обучения стала возможна благодаря созданию гипертекстовых сред с помощью WEB-редакторов. Гипертекст представляет собой компьютеризированный способ поиска информации, когда при работе с мультимедиа-программой выделяется цветом или подчеркиванием слово, для которого оперативно происходит поиск дополнительной информации. WEB-редакторы, как отмечает Е.В. Баранова, создавая гипертекстовую среду позволяют не только устанавливать различные взаимосвязи между фрагментами учебного материала, включать разнообразные графические и звуковые материалы, форматировать фрагменты учебного материала для более эффективного усвоения, но и осуществлять оперативный контроль за обучаемым. При создании учебных гиперсред необходимо учитывать и индивидуальные психологические возможности обучаемых. Структура среды должна позволять обучаемому самому выбирать темы и глубину переработки учебного материала в соответствии с его индивидуальными особенностями.

Исследования О.В. Скуридиной показали, что гипертекстовая среда позволяет повысить эффективность процесса обучения, развивает познавательную активность учащихся, система может быть использована в качестве справочника, а также педагог может задать наиболее приемлемую, по его мнению, последовательность изложения учебного материала, что позволяет использовать дифференцированный подход. При использовании нелинейной (Роберт И.В. называет ее древовидной) технологии предоставления учебного материала направление перехода от одной части материала к другой определяется тем, насколько хорошо усвоена предыдущая часть. При этом переход осуществляется по выбору обучаемого.

Кроме этого WEB-редакторы открывают значительные возможности для творческого подхода в обучении того или иного предмета. Участвуя в создании WEB-страниц для Интрасети или Интернет, учащийся может проявить свою творческую активность. Его знания и умения могут проявиться в опыте творческой деятельности через исследовательскую функцию. На это указывают исследования Барановой Е.В. и Аржанова И.Н., Шейниса А.И., Шелухиной А.В., Фокина Р.Р. И все же, несмотря на значительные положительные моменты при использовании компьютера в обучении, нельзя обойти вниманием основной проблемы внедрения компьютера в учебный процесс. Трудность заключается в том, нельзя просто встроить компьютер в привычный учебный процесс и надеяться, что он сделает революцию в образовании. Нужно менять саму концепцию учебного процесса, проектировать принципиально иную технологию обучения, в которую компьютер органично вписывался бы как новое, мощное средство. Нужно осуществить интеграцию ЭВМ с инфраструктурой образования с учетом исторических, психологических и философских аспектов проблемы, опираться на определенные теории и концепции учебного процесса (Иванов, 2000).

Компьютеризация обучения остается актуальной темой в настоящее время, возможность применения компьютерных технологий в обучении в школе рассматривали С.З. Алборова, И.Р. Высоцкий, И.Б. Горбунова, Д.В. Новенко, Н.И. Пак, Л.Н. Санжаров, И.В. Симонова, А.И. Шейнис, А.В. Шелухина.

Обобщение отечественных и зарубежных публикации свидетельствует о том, что основные возможности использования компьютерной техники в сфере образования могут быть с достаточной определенностью дифференцированы по следующим четырем направлениям, отмечает Б.С. Гершунский: компьютерная техника и информатика как объекты изучения; компьютер как средство учебно-воспитательной деятельности; компьютер как компонент системы педагогического управления; компьютер как средство повышения эффективности научно-педагогических исследований. Каждое из указанных направлений имеет свои специфические особенности, характеризуется разной степенью научной разработанности и практической апробации.

Идея применения компьютера как средства обучения возникла в 50-е г.г. 20 века в рамках программированного обучения и на основе опыта применения традиционных технических средств обучения.

При внедрении компьютера преобразуется, прежде всего, деятельность субъектов образовательного процесса - педагога и учащихся. Им приходится строить принципиально новые виды деятельности в связи с изменением средств учебной деятельности и специфической перестройкой ее содержания. И в этом, а не в овладении компьютерной грамотностью педагогов и учащихся или насыщенности аудиторий обучающей техникой, состоит основная трудность компьютеризации образования.

Под влиянием ЭВМ система традиционных методов обучения не сможет сохраниться, не трансформируясь в новой информационной среде. Это связано с тем, что при информационно-кибернетическом подходе, на котором основывается компьютерная технология, обучение выступает как предельно индивидуализированный процесс работы студента со знаковой информацией, представленной в тексте программы учебника или на экране дисплея. В большинстве случаев пытаются идти по пути наименьшего сопротивления: переводят содержание печатных изданий на язык программирования и закладывают их в компьютер. Но если материал был непонятым на предметном языке, вряд ли он станет более ясным на языке программирования. При использовании компьютера необходимо помнить, что одно дело - сама моделирующая действительность, другое - ее отражение в программах ЭВМ. Если учащиеся изучают объект только через компьютерную модель, то они получают хоть богатое, но предварительное представление об объекте, ибо реальный объект намного богаче виртуального(Иванов, 2000).

В компьютерном обучении возрастает опасность отрыва от реальности, неадекватного отражения действительности именно потому, что происходит замещения. Содержательная информация на предметном языке географии быть выражена еще на одном искусственном языке - языке программирования. Это отдаляет обучающегося от того реального предмета или явления, законы движения и свойства которого он призван познать.

Индивидуализацию называют одним из преимуществ компьютерного обучения. Это действительно так, хотя индивидуализация ограничена возможностями конкретной обучающей программы и требует больших затрат времени и сил программиста. Однако она свертывает и так дефицитное в учебном процессе живое диалогическое общение и предлагает его суррогат в виде "диалога" с ЭВМ. Средство формирования и формулирования мысли - речь - оказывается фактически выключенным, обездвиженным во все время обучения. Обучающийся не имеет достаточной практики диалогического общения на языке изучаемых наук, а без этого самостоятельное мышление не может формироваться.

Если пойти по пути всеобщей индивидуализации обучения с помощью персональных компьютеров, не заботясь о преимущественном развитии коллективных по своей форме и сути учебных занятий с развитыми возможностями диалогического общения и взаимодействия, можно упустить саму возможность формирования мышления обучающихся. Реальна и опасность свертывания социальных контактов, индивидуализм в производственной и общественной жизни.

Компьютер является не просто техническим устройством; будучи дидактическим средством, он предполагает соответствующее программное обеспечение, которое требует больших затрат труда специалистов и стоит дороже, чем производство самих компьютеров. Решение этой задачи связано с преодолением трудностей, обусловленных тем, что одну часть задачи - конструирование и производство ЭВМ - выполняет инженер, а другую - педагог, который должен найти разумное, дидактически обоснованное соответствие между логикой работы вычислительной машины и логикой развертывания живой человеческой деятельности учения.

Другая трудность состоит в том, что средство является лишь одним из равноправных компонентов дидактической системы наряду с другими ее звеньями: целями, содержанием, формами, методами, деятельностью обучающего и деятельностью учащегося. Все эти звенья взаимосвязаны, и изменение в одном из них обусловливает изменения во всех других. Как новое содержание требует новых форм его организации, так и новое средство предполагает переориентацию всех других компонентов дидактической системы (Иванов, 2000). Поэтому установка в классе вычислительной машины или дисплея есть не окончание компьютеризации, а ее начало системной перестройки всей технологии обучения.

Существенным для педагога является определение дозы учебного материала, усваиваемого учащимися с помощью дисплеев. Так как учащийся, воспринимающий информацию с помощью дисплея находится под воздействием определенного потока качественно своеобразной информации, создающей эмоциональную основу, на базе которой формируется абстрактное мышление. При этом возрастает психологическая нагрузка, в результате которой возможно появление психологических «барьеров», а так же «компьютерного фанатизма».

Еще одна психолого-педагогическая проблема, непосредственно связанная с предъявлением учебной информации учащимся в процессе компьютерного обучения, заключается в том, чтобы отразить в обучающей программе возможность классификации этой информации с учетом ее реальной дидактической значимости.

Отобранный учебный материал должен иметь рациональные соотношения между новой и избыточной информацией в зависимости от специфики учебного предмета, динамичности изучаемой науки, возрастных особенностей учащихся, конкретных целевых установок обучения.

Тем не менее важная психолого-педагогическая задача, которая должна быть решена при использовании компьютерных программ применительно к этапу усвоения учебного материала, заключается в том, чтобы установить требуемые уровни такого усвоения. Решение этой задачи оказывается весьма полезным, так как позволяет еще более конкретизировать цели и наметить критерии оценки достигнутых результатов обучения. При этом предполагается, что о результативности компьютерного обучения следует судить по степени совпадения достигнутого и требуемого уровней усвоения учебного материала. Именно в этом соответствии целей и результата и состоит основной критерий целесообразности использования компьютерной техники в учебном процессе. Именно таким путем можно в конечном счете экспериментально проверить, лает ли применение компьютеров реальный педагогический эффект или в том или ином конкретном случае более целесообразно обратиться к другим способам организации учебно-познавательной деятельности учащихся.

Таким образом, исследования показывают, что путь внедрения компьютера в учебный процесс достаточно тернист, несмотря на то, что имеются преимущества компьютерного обучения и социальный заказ на него. Хотя недостатков у компьютерного обучения не меньше, чем достоинств - отказываться от компьютера в обучении нельзя, но и недопустимо и злоупотребление компьютеризацией. Какие задачи нужно в этой связи решить? Первое - нужно выработать критерии полезности применения компьютеров для разных учебных предметов. Второе - определить критерии оценки учебных программных средств. Третье - сотрудничать с разработчиками, создавать организационные формы УКП (уроки (занятия) с компьютерной поддержки) и методики для них. Третье - готовить учителей и методистов учебных предметов к проведению качественных УКП, научиться отличать хороший урок от плохого, все время помня о том, что компьютер не заменяет педагога, но дает ему в руки новое мощное средство обучения. Ибо работать с компьютером, как отмечают Чебышева Б.П. и Гутгарц Р.Д., может научить человека только человек.

3. Потенциальные возможности основных информационно-дидактических (компьютерных) средств в обучении географии

Качество обучения при использовании ЭВМ определяется не только техническими возможностями компьютера (быстродействие, объем оперативной памяти и др.), сколько ясным пониманием целей и содержания подготовки и психолого-педагогической обоснованности реализуемых с помощью компьютера различных информационно-дидактических программ.

Поскольку общепризнанно, что компьютер позволяет индивидуализировать обучение, осуществлять фронтальный и объективный контроль знаний учащихся, освободить педагога от трудоемких повторяющихся операций; систематизировать знания, сформировать навыки применения информатики в изучении других дисциплин.

Анализ исследований показывает, что в какие бы учебные предметы, и с какой бы целью не внедрялся компьютер, основные идеи создания компьютерных программ разработанные программистами, остаются ведущими.

При внедрении компьютера в обучении гуманитарным дисциплинам, в том числе и географии, по мнению А. Гленна и Д. Равича, он может выполнить функцию предъявления учебного материала, накопления и анализа информации, вспомогательную функцию, способствовать развитию мышления, путем использования различных задач. При внедрении компьютерных технологий в учебный процесс, по мнению Пидкасистого П.И. и Тыщенко О.Б., необходим комплекс программно-аппаратных средств, который включает персональный компьютер, многотерминальную ЭВМ, локальную вычислительную сеть, Интрасеть, специализированные средства.

Информационно-дидактические средства то же, что и учебные компьютерные программы в состоянии обеспечить высокий уровень научности, доступности, проблемности, наглядности обучения географии. Они могут способствовать активности и сознательности обучения, прочности усвоения знаний и умения, единству образовательных, развивающих и воспитательных целей обучения. Ю.В. Башкатова отмечает, что любая учебная программа должна включать гипертекст и развитый графический интерфейс с пользователем (Иванов, 2000). Учебные программы позволяют осуществлять презентацию знаний, создавать возможность закрепления учебного материала, проводить наблюдения за объектами и их взаимосвязями.

Анализ методико-педагогической литературы, в которой рассматриваются различные виды учебных программ, позволил составить обобщенную схему, которая представлена втаблице 1.

Таблица 1. Виды компьютерных программ в соответствии с выполняемыми дидактическими функциями.

Но, поскольку в дидактическом процессе компьютер может выполнять функции машины-инструктора, репетитора, тренера, экзаменатора, то эти дидактические функции могут быть последовательно соединены в одной программе.

Прежние попытки вести регулярное обучение с помощью компьютерных программ, отмечает Локтюшина Е.А., терпели неудачу в первую очередь потому, что из-за несовершенства программных средств не удавалось получить явное преимущество компьютерных технологий перед традиционными формами обучения. Другая важная причина - компьютер не являлся общедоступным средством обучения. В настоящее время ситуация меняется, и количество выпускаемых на рынок учебных программных средств настолько велико, что компьютерное обучение можно считать новой образовательной отраслью. Компьютер становится совершенно естественным средством познания окружающего мира, как для предыдущих поколений им была книга. По мнению Е.А. Локтюшиной при работе с учебными программами, их разработке, нужно учитывать их достоинства и недостатки, которые представлены нами в таблице 2.

Таблица 2. Основные достоинства и недостатки работы с учебными программами (по Локтюшиной СЛ., 1999).

Все многообразие компьютерных программ, выполняющих разные дидактические функции, мы предлагаем представить в виде схемы (рисунок 1).

Рисунок 1. Информационно-дидактические средства обучения.

Остановимся несколько подробнее на тех, которые на наш взгляд могут быть включены в учебный процесс при обучении географии.

Большое применение могут найти в географии экспертные программы (ЭП), которые Власова Е.З предлагает называть экспертные обучающие системы (ЭОС). Предлагаемые в настоящее время ЭОС, все в большей мере строятся на учете и моделировании логико-психологических, психолого-педагогических закономерностей реального процесса мышления человека, рассматриваемого как процесс решения задачи на основе анализа основных признаков проблемной ситуации. Такие программы получили название «экспертных». В этом случае, студент, работая с ЭОС, предполагает, что он сам с помощью ЭВМ ведет диалог с ситуацией, действуя как человек, решающий проблему и обсуждающий ее аспекты. Л компьютер предоставляет ему необходимые для решения средства по запросу.

Сейчас уже не является утопией, что в учебный процесс преподавания географии вскоре будет внедряться электронный учебник. Исследования показывают, что единого определения понятия «электронный учебник» нет. Чаще всего под ним понимается программно-методический комплекс, обеспечивающий возможность самостоятельного усвоения учебного курса. Электронный учебник (ЭУ) реализованный в виде книги с комплектом дискет следует называть компьютерным учебником. Л.Х. Зайнутдинова предлагает под ЭУ понимать обучающую программу, которая обеспечивает непрерывность процесса обучения, предоставления учебного материала, тренировочную деятельность, контроль знаний. Пак Н.Н. предлагает выделять такие виды ЭУ, как закрытый ЭУ (он используется на отдельных компьютерах или в локальных сетях, создается на компакт-дисках или дискетах) и Интернет-учебник (размешается на одном из WEB-серверов глобальной сети, имеющий ссылки на внешние источники информации). При построении ЭУ обычно следуют принципам нелинейности и многоуровневости учебной информации, нацеленности на личность и самостоятельную и индивидуальную работу, развитие наблюдательности, мыслительной деятельности и практических действий.

ЭУ должен содержать: 1) модель знаний; 2) многоуровневую структуру предоставления знаний; 3) демонстрационные модели и примеры; 4) справочники, шаблоны, образцы; 5) контроль в виде тестов.

К сожалению, представленные таким образом учебники, энциклопедии и другие издания могут быть использованы в качестве пособий для изучения только курса информатики и информационной культуры. Они действительно позволяют освоить правила навигации (в том числе и поиска информации), полюбоваться различными компьютерными эффектами, но эти приложения трудно использовать в конкретной работе или при изучении предметов общеобразовательного цикла.

Обычный учебник был и еще долго останется основным "орудием" учащегося. Любой текст значительно удобнее изучать в напечатанном виде, чем на экране компьютера. Поэтому, при создании электронного учебника, следует задаться вопросом: какое именно новое качество приобретает данный ЗУ по сравнению с традиционным и целесообразна ли разработка электронного учебника, если уже есть обычный? И только в случае несомненных преимуществ ЭУ можно браться за его разработку. При этом необходимо использовать весь арсенал технологических средств, предоставляемых современными информационно-коммуникационными технологиями. ЭУ (при том, что он часто дополняет обычный учебник) особенно эффективен в тех случаях, когда он: обеспечивает практически мгновенную обратную связь (свойство интерактивности); помогает быстро найти необходимую информацию, поиск которой в обычном учебнике затруднен (повышение производительности поиска); существенно экономит время при многократных обращениях к гипертекстовым объяснениям; не просто выводит текст на экран, но и рассказывает, показывает, моделирует, именно здесь проявляются принцип наглядности и доступности; позволяет быстро, но в темпе, наиболее подходящем для конкретного индивидуума, проверить знания по определенному разделу (настройка на конкретного обучаемого); может обновить необходимую учебную информацию, например, с помощью Интернет (принцип актуализации информации).

Даже в тех случаях, когда используются электронные учебники или учебные энциклопедии, целесообразно использовать "твердую" копию и соответствии с общими целями и задачами обучения». Применение технических средств создает определенное эмоциональное отношение обучаемых к материалу изучения, стимулирует интерес к изучаемому предмету (Иванов, 2000). Некоторые технические средства позволяют оценивать состояние обучения, проводить контроль и самоконтроль знаний. Использование технических средств обучения, в том числе ЭВМ, предполагает развитие и активизацию мыслительной деятельности обучаемых, привитие им навыков аналитического действия и научного поиска.

С появлением общей теории управления (кибернетики) отмечает Е.И. Машбиц, в теории программированного обучения возникла идея управления учебным процессом, которая включает следующие требования (они впоследствии будут реализовываться в компьютерном обучении): определение четких целей управления; определение исходного состояния управляемого процесса и объекта; воздействие на процесс через специальную программу (например, обучающую); получение информации о текущих состояниях управляемого процесса по каналу обратной связи; переработка этой информации для коррекции учебного процесса (Машбиц, 1988).

Как бы там ни было, но использование компьютера в обучении может быть и должно основано на классической методике обучения, пишет Цвелая И.А. Оно должно в первую очередь подчиняться теории развивающего обучения и интенсификации обучения. Анализ исследований Роберта И.В. показывает, что действительно использование компьютера в обучении позволяет решать на более высоком уровне задачи развивающего обучения, интенсифицировать все уровни учебно-воспитательного процесса. Симонова И.В. отмечает, что развивающая составляющая компьютера базируется на том, что именно на современном этапе возможно использование узаконенной дифференциации образования и дифференцированного подхода к обучению, обеспечить индивидуализацию обучения. Одна из особенностей современной образовательной системы, пишет Горбунова И.Б., заключается в поиске оптимального соответствия между сложившимися традициями и введением инноваций, обусловленных постоянным уплотнением и модернизацией содержания образования и его вариативности.

Электронный учебник, как правило, представляет собой мультимедийный продукт и должен обеспечить эффективное обучение и учащихся в режиме самообразования и в режиме, при котором преподаватель от обычного инструктирования переходит к консультированию. Из этого следует, что учебник должен обеспечивать как непрерывный режим обучения, так и пошаговый. Каждый выделенный заранее смысловой фрагмент курса должен заканчиваться практическими (упражнения) и контрольными (тестирование) занятиями, а каждый большой раздел курса - тестовым занятием или зачетом.

Анимированные карты, многочисленные иллюстративные материалы, тщательно отобранная информация, прекрасный дикторский текст в ЭУ должны обеспечивать наглядность, научность, доступность, системность и последовательность и прочие дидактические принципы, что способствует формированию наглядно-образных знаний по выбранному предмету.

В целом электронный учебник может существенно экономить время учащегося, затрачиваемое на рутинные операции по поиску учебного материала, при повторении или по отысканию неизвестных или забытых понятий. Отсюда вытекает и основное требование к электронному учебнику - наличие "дерева знаний", хорошо проработанного индекса (алфавитного или другого указателя), гипертекстовых ссылок и словаря [180]. Как правило, ЭУ не должен повторять обычный учебник в виде набора текстов и иллюстраций на экране, поскольку, повторяем, всегда удобнее читать традиционный учебник, нежели текст на экране монитора. Значительный объем текста может быть оправдан и при большом количестве гипертекстовых ссылок.

Эффективным является использование иллюстраций вместе с подсказками. Подсказка может быть полезной и при работе с географическими картами. Некоторые явления практически невозможно описать словами (например, водопад или огонь, движение литосферных плит), их можно только показать. Достоинство видеоклипов состоит еще и в том, что они позволяют изменять масштаб времени и демонстрировать явления в ускоренном или замедленном темпе, а также использовать выборочную съемку.

Большую помощь в обучении географии могут оказать электронные энциклопедии (ЭЭ). Массовые электронные энциклопедии несколько отличаются от электронного учебника и характеризуются, прежде всего, качеством соответствующего печатного издания. ЭЭ должны содержать электронные карты, статьи с иллюстрациями, аудио- и видеокомментариями, хронологическую линию, индексы, закладки и т. д. Продукт должен быть высоко интерактивным, иметь хороший (интуитивно понятный) пользовательский интерфейс,. но наряду с этим необходимо предусмотреть несколько "экскурсионных" маршрутов по изданию с возможностью изменения маршрута "экскурсии" в процессе се проведения. В отношении ЭЭ действуют в целом те же правила, что и для ЭУ. Существенно повышаются требования к качеству и достоверности информации, ее структуризации. На первый план выходит система навигации по электронному изданию, определяющая, какое количество шагов потребуется для поиска нужной информации.