Статья "Использование компьютерных технологий в обучении младших школьников"
статья по информатике на тему

Использование компьютерных технологий в обучении младших школьников

В настоящее время использование компьютерных технологий в процессе обучения становится основным средством достижения наиболее приоритетных образовательных целей. Компьютер является универсальным средством обучения, он позволяет формировать у учащихся не только знания, умения и навыки, но и развивать личность учащегося, удовлетворять её познавательные интересы.

В настоящее время в процессе преподавания естествознания наглядность обеспечивается, помимо графических, объемных средств наглядности, пособий, учебных кинофильмов, также и мультимедийной наглядностью. А если учесть, что значительная часть изучаемого в курсе естествознания материала не может быть представлена в своём реальном, натуральном воплощении, то подключение компьютерных технологий к процессу обучения естествознания является необходимым и целесообразным.

Психолого-педагогические и методические подходы к использованию компьютерных технологий в обучении раскрыты в работах Н.Н. Антипова, А.П. Ершова, А.А. Кузнецова, М.П. Лапчика, В.С. Леднева, В.М. Монахова, Б.Е. Стариченко и др. Вопросы внедрения компьютеров в учебный процесс рассматривались в исследованиях А.А. Абдукадырова, Б.С. Гершунского, В.Ф. Горбенко, Л.И. Долинера, С.Р. Домановой, В.И. Журавлева, А.Г. Кушниренко, Е.И. Машбица и др.

Компьютерные технологии развивают идеи программированного обучения, открывают совершенно новые, еще не исследованные технологические варианты обучения, связанные с уникальными возможностями современных компьютеров и телекоммуникаций. «Компьютерные (новые информационные) технологии обучения – это процессы подготовки и передачи информации обучаемому, средством осуществления которых является компьютер» .

Применительно к инновационным процессам с учетом их специфики, компьютерные технологии понимаются как система методов и способов сбора, передачи, накопления, обработки, хранения и использования информации на основе применения современных коспьютерных и других технических средств обучения.

Компьютерная технология может осуществляться в следующих трех вариантах:

I – как «проникающая» технология (применение компьютерного обучения по отдельным темам, разделам для отдельных дидактических задач).

II – как основная, определяющая, наиболее значимая из используемых в данной технологии частей.

III – как монотехнология (когда все обучение, все управление учебным процессом, включая все виды диагностики, мониторинг, опираются на применение компьютера).

Компьютерная технология основывается на использовании некоторой формализованной модели содержания, которое представлено педагогическими программными средствами, записанными в память компьютера, и возможностями телекоммуникационной сети.

Главной особенностью фактологической стороны содержания образования является многократное увеличение «поддерживающей информации», наличие компьютерной информационной среды, включающей на современном уровне базы информации, гипертекст и мультимедиа (гипермедиа), микромиры, имитационное обучение, электронные коммуникации (сети), экспертные системы.

Использование компьютерных технологий в естественнонаучном образовании дает неограниченные возможности для самостоятельной и совместной творческой деятельности учащихся и учителя:

– немедленная обратная связь между пользователем и компьютерными средствами;

– компьютерная визуализация учебной информации об объектах или закономерностях процессов, явлений, как реально протекающих, так и «виртуальных»;

– архивное хранение достаточно больших объемов естественнонаучной информации с возможностью ее передачи, а также легкого доступа и обращения пользователя к центральному банку данных;

– автоматизация процессов вычислительной информационно-поисковой деятельности, а также обработки результатов учебного эксперимента с возможностью многократного повторения фрагмента или самого эксперимента;

– автоматизация процессов информационно-методического обеспечения, организационного управления учебной деятельностью и контроля за результатами усвоения.

Реализация возможностей компьютерных средств при изучении естественнонаучных дисциплин позволяет организовать следующие виды деятельности:

– регистрация, сбор, накопление, хранение, обработка информации об изучаемых объектах, явлениях, процессах;

– интерактивный диалог (взаимодействие пользователя с программной системой, характеризующееся реализацией более развитых средств ведения диалога, при этом обеспечивается возможность выбора вариантов содержания учебного материала, режима работы);

– управление реальными объектами;

– моделирование изучаемых процессов или явлений;

– автоматизированный контроль (самоконтроль) результатов учебной деятельности; коррекция по результатам контроля, тренировка, тестирование;

– повышение наглядности учебного процесса;

– поиск информации из мультимедийных источников и сети Интернет;

– организация коллективной и групповой работы.

Компьютерные технологии в естественнонаучном образовании могут использоваться следующим образом:

– в качестве средства обучения, совершенствующего процесс преподавания естествознания, повышающей его эффективность и качество. При этом обеспечивается реализация возможностей программно-методического обеспечения современных компьютеров в целях

сообщения естественнонаучных знаний, моделирования учебных ситуаций, осуществления тренировки, контроля за результатами обучения;

– в качестве инструмента познания окружающей действительности и самопознания, средства развития личности обучаемого;

– в качестве средства информационно-методического обеспечения, средства коммуникаций для распространения передовых педагогических технологий, средства автоматизации процессов контроля, коррекции результатов учебной деятельности, компьютерного педагогического тестирования и психодиагностики, средства автоматизации процессов обработки результатов эксперимента (лабораторного, демонстрационного) и управления учебным оборудованием;

– в качестве средства организации интеллектуального досуга, развивающих и дидактических игр.

Телекоммуникационные технологии - это сетевые технологии, использующие локальные сети и глобальную сеть Интернет в синхронном и асинхронном режимах времени для различных образовательных целей.

Прежде всего, телекоммуникационные технологии обеспечивают возможность проведения дистанционных уроков, показа видеоматериалов и анимационных материалов, находящихся на различных образовательных серверах, работы над учебными телекоммуникационными проектами, асинхронной телекоммуникационной связи, организации дистанционных олимпиад по астрономии и физике и т.п. При этом серверы дистанционного обучения обеспечивают интерактивную связь с учащимися через Интернет, в том числе, и в режиме реального времени. Телекоммуникационные технологии обеспечивают доступ к базам данных по различным областям знаний.

Развитие сети Интернет происходит исключительно интенсивно, позволяя обеспечивать доступ к информации, к любому источнику в любом географическом месте, без ограничения объема информации. Телекоммуникации – область информационных технологий, темп развития которых намного опережает темп создания методик их использования в учебном процессе.

Можно выделить 5 возможных функциональных возможностей использования телекоммуникаций в образовании:

1. Теледоступ. Доступ к базам данных, различным библиотекам и справочникам.

2. Электронные публикации.

3. Телеприсутствие.

4. Теленаставник, виртуальный учитель.

5. Телесотрудничество, работа над проектами.

Существуют несколько моделей и теорий использования телекоммуникационных технологий в образовании:

- теория автономии и независимости обучения;

- теория индустриализации;

- теория взаимодействия и коммуникации.

Использование современных телекоммуникационных технологий в процессе обучения естествознанию может обеспечить передачу знаний и доступ к разнообразной учебной информации наравне, а иногда и более интенсивно и эффективнее, чем при традиционном обучении.

Одним из направлений применения телекоммуникационных технологий в естественнонаучном образовании является дистанционное обучение. Понятие дистанционного обучения (Distance Education) заимствовано из английского языка и практики образования Канады и США и означает обучение на расстоянии, когда учитель и учащиеся разделены пространственно.

Дистанционное обучение - процесс получения знаний и умений с помощью специализированной среды, основанной на использовании новейших информационных технологий, обеспечивающих обмен учебной информацией на расстоянии .

Дистанционное обучение может обеспечиваться разными способами: электронной почтой, телеконференциями, учебными форумами и чатами, но важнейшими современными направлениями развития дистанционного обучения являются размещение на специальных серверах учебных мультимедийных курсов по естествознанию, дистанционных уроков, в том числе интерактивных, анимаций по учебной тематике курса естествознания, научных поисковых машин для поиска учебной информации на специальных серверах.

Многие исследователи отмечают такую особенность телекоммуникационных технологий обучения, как многофункциональность, оперативность, продуктивность, насыщенность, возможность быстрой и эффективной творческой самореализации учащихся, наличие для них персональной образовательной траектории. «Это не только мощное средство обучения, позволяющее обучать работе с информацией, но, с другой стороны, компьютерные телекоммуникации – это особая среда общения друг с другом, среда интерактивного взаимодействия представителей различных национальных, возрастных, профессиональных и других групп пользователей независимо от их места нахождения. Отличаясь высокой степенью интерактивности, компьютерные телекоммуникации создают уникальную учебно-познавательную среду, то есть среду, используемую для решения различных дидактических задач (например, познавательных, информационных, культурологических и пр.» (О.В. Бурнусова).

В то же время исследователи отмечают, что никакие телекоммуникационные технологии и дистанционное обучение не смогут дать эмоциональных контактов, положительных или отрицательных, как важнейших составляющих факторов человеческого поведения.

Применение компьютерных и телекоммуникационных технологий в естественнонаучном образовании вносит в развитие человека различные изменения, которые относятся как к познавательным, так и к эмоционально-мотивационным процессам, они влияют на характер человека, при этом отмечается усиление познавательной мотивации обучаемых при работе с компьютером.

Использование компьютерных средств в обучении естествознанию способствует увеличению доли самостоятельной учебной деятельности и активизации обучаемого, «формированию личности обучаемого за счет развития его способности к образованию, самообучению, самовоспитанию, самоактуализации, самореализации». В психологических исследованиях отмечается, что компьютерные технологии влияют на формирование теоретического, творческого и модульно-рефлексивного мышления обучаемых, что компьютерная визуализация учебной информации оказывает существенное влияние на формирование представлений, занимающих центральное место в образном мышлении, а образность представлений тех или иных явлений и процессов в памяти обучаемого обогащает восприятие учебного материала, способствует его научному пониманию.

Применение компьютерных технологий не изменяет сроки обучения, хотя, зачастую применение программно-педагогических средств на уроке забирает больше времени, но дает возможность учителю более глубоко осветить тот или иной теоретический вопрос. При этом применение ППС помогает учащимся вникнуть более детально в те процессы и явления природы, изучить важные теоретические вопросы, которые не могли бы быть изучены без использования интерактивных моделей.

С помощью программных средств можно представлять на экране в различной форме учебную информацию; инициировать процессы усвоения естественнонаучных знаний, приобретения умений и навыков учебной или практической деятельности; эффективно осуществлять контроль результатов обучения, тренаж, повторение; активизировать познавательную деятельность обучаемых; формировать и развивать определенные виды мышления.

При разработке и использовании программного средства в учебных целях в процессе обучения естествознанию возникает необходимость в создании учебно-методических и инструктивных материалов, обеспечивающих процесс его применения.

Следовательно, возникает необходимость в формировании так называемого программно-методического обеспечения (ПМО) процесса обучения естествознанию, которое представляет собой комплекс, включающий:

– программное средство учебного назначения (пакет программных средств учебного назначения), содержащее основной естествоведческий материал;

– инструкцию для пользователя программным средством учебного назначения (пакет программных средств учебного назначения);

– описание методики (методические рекомендации) по использованию программного средства учебного назначения (пакет программных средств учебного назначения).

В основном целесообразность применения компьютерных средств, в частности программных средств, в преподавании естественнонаучных дисциплин, определяется их использованием в качестве средства визуализации естественнонаучной информации, средства формализации знаний о предметном мире, инструмента измерения, отображения и воздействия на предметный мир.

Рассмотрим типологию программных средств, используемых в учебных целях, по функциональному и методическому назначению.

Типы программных средств по функциональному назначению представлены в таблице 1.

Таблица 1

Типы программных средств по функциональному назначению

Методическое назначение каждого типа программных средств отражает методическую цель его использования в процессе обучения и возможности программных средств, реализация которых переводит учебный процесс на качественно более высокий уровень.

Рассмотрим типы программных средств по методическому назначению, представленные в таблице 2.

Таблица 2

Типы программных средств по методическому назначению

Анализ практики разработки и использования ПС в целях обучения убеждает в том, что чаще всего они имеют «смешанное» методическое назначение. В связи с этим целесообразна разработка программных средств учебного назначения, обеспечивающих реализацию комплекса методических целей.

Основные аспекты, которыми надо руководствоваться при выборе программного средства для обучения учащихся естествознанию:

– психологический - как повлияет данное программное средство на мотивацию учения, на отношение к предмету, повысит или снизит интерес к нему, не возникнет ли у учащихся неверие в свои силы из-за трудных, непонятно сформулированных или нетрадиционных требований, предъявляемых машиной;

– педагогический - насколько программное средство отвечает общей направленности курса естестовзнания и способствует выработке у учащихся правильных представлений об окружающем мире;

– методический - способствует ли программное средство лучшему усвоению материала, оправдан ли выбор предлагаемых ученику заданий, правильно ли методически подается естествоведческий материал;

– организационный - рационально ли спланированы уроки с применением компьютерных технологий, достаточно ли ученикам предоставляется машинного времени для выполнения самостоятельных работ.

При разработке программно-педагогических средств необходимо учитывать ряд факторов: возрастные и индивидуальные особенности учащихся, обеспечение доброжелательной и тактичной формы обращения к ученику, возможность повторных обращений к программе в случае неудачной попытки. Большое значение при разработке ППС необходимо уделять удобством пользователя программой, обеспечивая процесс ее применения необходимым сервисом, простотой использования, гарантией устойчивости от несанкционированного нажатия клавиш, надежностью, возможностью легкого возврата на исходные позиции, рассылкой по сети (в условиях использования комплекта учебной вычислительной техники), возможностью переноса на ЭВМ другого типа.

Поле программных продуктов дает возможность организовать интеллектуальную компьютерную информационную среду, которая позволяет изменить обеспечение учебного процесса. Обучение при любых его формах становится более интерактивным. Интерактивное обучение основано на прямом взаимодействии учащихся (обучаемых) с учебным окружением. Учебное окружение, или учебная среда, выступает как реальность,в которой участники находят для себя область осваиваемого опыта.

В традиционном обучении ведущий (тренер, преподаватель, учитель) выполняет роль «фильтра», пропускающего через себя учебную информацию, в интерактивном - роль помощника в работе, одного из источников информации. По сравнению с традиционным, в интерактивном обучении меняется и взаимодействие с ведущим: его активность уступает место активности учащихся, его задача - создать условия для их инициативы. В таком обучении учащиеся выступают не пассивными «обучаемыми», но полноправными участниками, их опыт важен не менее, чем опыт ведущего, который не дает готовых знаний, а побуждает к самостоятельному поиску.

В традиционной системе обучения учитель выступает в качестве носителя знаний и, следовательно, средства обучения. Он не только передает свои знания и активизирует все компоненты системы обучения, но и воспроизводит содержание обучения в доступном для восприятия виде, помогает систематизировать получаемую учеником информацию и внедрить ее в его личную систему знаний. Исходная информационная система сначала разлагается им на составляющие элементы и отношения, затем воссоздается в голове ученика.

Компьютерная информационная среда обучения содержит модели изучаемых знаний и является самостоятельным объектом обучения в варианте, возможном без участия учителя, реализуя парадигму: ученик - учебная среда - технологии. Поскольку здесь информационные объекты не могут рассчитывать на их активизацию и воспроизведение учителем, то и требования к ним должны предъявляться другие, чем в системе учитель - учебная среда - ученик:

- во-первых, они должны быть доступными учащимся и соответствовать их уровню знаний и мышления;

- во-вторых, они должны быть воспроизводимыми и соответственно представлять все системные связи и отношения;

- в-третьих, они должны содержать максимально возможное количество средств самоактивизации.

В этом, очевидно, большое преимущество компьютерных средств обучения. Их средства управления и пользовательского интерфейса обязаны соответствовать уровню искусственного интеллекта, возлагая на себя часть функций учителя.

Как дополнительные средства обучения компьютерные технологии имеют очень много преимуществ перед обычными средствами (учебниками): в полной мере реализуют деятельностный подход, обеспечивая оперативность исполнения любого запроса к системе и реализации обратной связи, а также не только выдачу в реальном режиме работы результатов (оценки) деятельности ученика, но и возможность мгновенного исправления допущенных ошибок в серии попыток. Это и позволяет учителю, освободившись тем самым от рутинных забот, сосредоточиться на базовых проблемах обучения и системного восприятия обучаемыми его содержания, реализуя технологии индивидуального подхода в обучении.

Процесс информатизации образования и связанное с этим использование возможностей компьютерных средств в процессе обучения приводит не только к изменению организационных форм и методов обучения, но и к возникновению новых методов обучения.