ББК 74.58

ИННОВАЦИОННЫЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

В СИСТЕМЕ «ШКОЛА – ВУЗ»

Бородачев С., Языкова И.Н.

Рубцовский индустриальный институт АлтГТУ им. И.И. Ползунова

В условиях развивающейся рыночной экономики актуализируется задача формирования нового поколения специалистов, от которых, помимо знаний, умений, навыков, сформированной системы ценностей, требуются  умения использовать информационные технологии в профессиональной деятельности. Отсюда роль технических средств в процессе обучения в школе и вузе, в оптимизации процесса обучения возрастает. Функции компьютера в образовательном процессе весьма разнообразны. Если же говорить об основных функциях компьютера в учебном процессе, то он выступает как объект изучения и средство обучения одновременно. Каждой из этих функций соответствует свое направление компьютеризации обучения. Первое направление предполагает усвоение знаний, умений и навыков, которые позволяют успешно использовать компьютер при решении разнообразных задач, или, другими словами, овладение компьютерной грамотностью. Второе направление видит в компьютере мощное средство обучения, которое способно значительно повысить его эффективность. Указанные  направления и составляют основу компьютеризации процесса обучения в школе и вузе.

Аспект компьютеризации обучения охватывает первое направление, где компьютер выступает как объект изучения. В учебных заведениях уже давно приступили к практической реализации этой задачи. Повсеместно введен новый учебный предмет «Основы информатики и вычислительной техники». Имеется и второе направление компьютеризации, в рамках которого компьютер рассматривается как средство обучения. С компьютеризацией обучения во всем мире связаны надежды повысить эффективность учебного процесса, уменьшить разрыв между требованиями, которые общество предъявляет будущим специалистам, и тем, что действительно даётся в институте.

Одно из наиболее значительных применений компьютера в обучении - использование его как средства управления учебной деятельностью студентов. Именно в этом качестве он может наиболее существенно повысить эффективность обучения.

С помощью компьютера можно решать задачи на поиск и устранение неисправностей в различных технических системах, получить доступ к самой различной информации. Компьютер поможет превратить эту информацию в знания, сделать их средством деятельности студента, которое он сможет применить в обучении и труде. Чтобы эффективно использовать компьютер в учебном процессе, необходимо решить множество проблем, в первую очередь психолого-педагогических.

Научно-педагогическими предпосылками всеобщей компьютерной грамотности являются результаты психолого-педагогических исследований, выполненных в двух областях – обучение  студентов программированию и обучение непрофессиональных пользователей решению задач с помощью компьютера. В настоящее время накоплен значительный опыт обучения студентов работе с вычислительной техникой. В течение почти четверти века во многих странах мира исследователи изучали различные аспекты приобщения учащихся к компьютеру. В нашей стране наиболее интенсивно эти вопросы изучались в Москве, Новосибирске, Киеве, Симферополе и других городах. Результаты опытной работы и специальных исследований нашли широкое освещение в педагогической печати. Большое число учебных пособий для курсов программирования дало возможность практически приобщить студентов в разных городах нашей страны к изучению основ программирования. Результаты исследовательской работы позволили заложить фундамент методической системы обучения основам информационной вычислительной техники и наметить ряд психолого-педагогических проблем, которые требуют своего решения.

Основные цели компьютерной грамотности учащихся состоят в следующем. Прежде всего, надо обеспечить формирование знаний, умений и навыков, которые дают понимание возможностей компьютера и его влияния на общество в целом и на самого обучаемого. Последнее связано с пониманием того, как компьютер поможет решать разнообразные задачи, в том числе и учебные. Важнейшим компонентом компьютерной грамотности является формирование умений практически использовать компьютер при решении разнообразных учебных и трудовых задач с использованием современных средств математического обеспечения. В число этих задач обязательно должны входить задачи автоматизированного поиска информации. Компьютерная грамотность - это отнюдь не какая- то, пусть даже очень важная, добавка к системе знаний и умений, формируемых у учащихся в институте. Она должна входить в единую систему интеллектуального достояния студента.

Есть ряд проблем общего характера, при решении которых полезно учесть опыт, накопленный в различных странах при создании аналогичных учебных курсов. В нашей стране он примыкает к предметам математического цикла. Усвоение многих тем опирается преимущественно на математику, учащиеся обучаются составлять программы решения главным образом математических и физических задач.

Математическая направленность учебного курса по компьютерной грамотности в какой-то мере объясняется тем, что в ближайшие годы этот курс у нас будут преподавать учителя математики и физики, прошедшие специальную подготовку. Однако по мере получения соответствующей подготовки всеми учителями рамки содержания учебного курса должны быть расширены.

Чтобы решение задачи с помощью компьютера, с одной стороны, способствовало развитию мышления, а с другой - не вызывало дополнительных трудностей, обусловленных ограниченными возможностями компьютера, язык программирования должен быть удобным для:

а)  анализа и описания условия задачи;

б)  планирования решений;

в)  осуществления человеком решения задачи, включая и составление программы;

г)  контроля правильности решения в целом и отдельных его этапов.

Кроме того, язык должен быть удобен для общения человека с компьютером (лингвистическим и естественным). Реализация требования психологической естественности языка программирования предполагает оптимальный выбор объекта преобразования (его называют операндом) и операций преобразования (операторов).

Дать общую оценку дидактических возможностей компьютера непросто, поскольку существует громадный разрыв не только между потенциальными и реальными возможностями, но и между возможностями различных обучающих систем. Обычно отмечаются следующие сильные стороны компьютера:

- Новизна работы с компьютером вызывает у учащихся повышенный интерес к работе с ним и усиливает мотивацию учения;

- Цвет, мультипликация, музыка, звуковая речь расширяют возможности представления информации;

- Компьютер позволяет строить индивидуализированное обучение на основе модели учащегося, учитывающей историю его обучения и индивидуальные особенности памяти, восприятия, мышления;

- С помощью компьютера может быть реализована личностная манера общения;

- Компьютер активно включает учащихся в учебный процесс, позволяет им сосредоточить внимание на наиболее важных аспектах изучаемого материала, не торопит с решением;

- Расширяются наборы применяемых учебных задач;

- Благодаря компьютеру учащиеся могут пользоваться большим объемом ранее недоступной информации.

Когда говорят о недостатках компьютеров, нередко технико-экономические факторы ставят в один ряд с психолого-педагогическими. Не всегда отделяют частные ограничения, обусловленные теоретической концепцией авторов обучающих систем или отсутствием у них методического мастерства, от принципиальных ограничений компьютера. Перефразируя известное выражение, можно сказать, что недостатки компьютера - это не до конца реализованные его возможности. Прежде всего, это касается способов общения, распознавания ошибок и их причин, учета индивидуальных особенностей учащихся. Но и это нельзя считать принципиальными ограничениями компьютера. Многое объясняется недостаточной изученностью психолого-педагогических проблем обучения и психического развития студентов.

В настоящее время все согласны с тем, что учителя должны принимать самое активное участие в составлении обучающих программ. Это бесспорно, но нельзя признать верным мнение, будто учитель или группа энтузиастов смогут создать достаточно эффективные учебные материалы. Можно не сомневаться в том, что они создадут, например, программы, направленные на усвоение некоторой темы или на выполнение лабораторной работы. Здесь требуется иной подход в разработке обучающих программ, обеспечивающий достижение многих, в том числе и отдаленных целей, предусматривающих построение модели учащегося и т.д. Поэтому на вопрос, может ли учитель самостоятельно создать программу компьютерного обучения для целого учебного курса, следует ответить так - может, если он является одновременно крупным специалистом соответствующей области знаний, психологом, педагогом, методистом, программистом. Только коллектив специалистов указанных профилей может взять на себя решение такой задачи, создать полноценные обучающие программы для учащихся. Чтобы эффективно использовать компьютер в учебном процессе, учитель должен приобрести многие знания и умения. Первые шаги в этом направлении уже сделаны. В течение относительно короткого времени все преподаватели основ информационной вычислительной техники в нашей стране получили необходимую подготовку. Если речь идет о всеобщей компьютерной грамотности, то ею должны овладеть все учителя. Кроме того, те учителя, которые будут использовать компьютер в обучении, должны получить более основательную подготовку в этой области.

Так, для компьютерного обучения необходима такая трактовка метода обучения, которая допускает его операциональное описание и тем самым его технологизацию. Метод обучения реализуется прежде всего: а) в системе обучающих воздействий; б) в способе включения учащихся в учебную деятельность; в) в «поле самостоятельности» учащегося (что характеризуется допустимыми отклонениями от нормативного способа решения учебных задач, при которых учащемуся не оказывается помощь); г) в организационных формах обучения и модальности обмена информацией между обучающим устройством и обучаемым.

Сфера применения и роль вычислительных машин в повышении эффективности деятельности человека должны быть раскрыты учащимся прежде всего в процессе практического использования компьютера для решения разного рода задач в ряде учебных предметов. При этом необходимо, чтобы совокупность этих задач охватывала все основные области применения компьютера. Компьютер может быть использован учащимися для вычислительной работы в курсах математики, физики, химии, анализа данных учебного эксперимента и поиска закономерностей при проведении лабораторных работ, исследовании функций в курсе алгебры, построении и анализе математических моделей.

Курс математики - научная база изучения информатики. Понятие алгоритма необходимо формировать не только на примере алгоритмов из курса математики, но и на примере алгоритмов из других сфер деятельности человека. Необходимо дать ясные представления студенту о возможности автоматизации деятельности человека на основе алгоритма. Тем самым будет понятна роль техники в решении возникающих перед человеком практических задач.

Формирование навыков работы с компьютером, освоение прикладного программного обеспечения в курсе информатики позволит реализовать вторую важнейшую задачу внедрения компьютеров в учебные заведения. При обучении математике могут найти применения прежде всего следующие возможности современных компьютеров.

1. Быстрота и надежность обработки информации любого вида. Отметим, что для обработки числовой информации можно использовать не только компьютер, но и калькулятор.

2. Представление информации в графической форме. По своим графическим (демонстрационным) возможностям компьютеры практически не уступают даже цветному телевидению, но позволяют активно влиять на ход демонстраций, что значительно повышает их методическую ценность.

3. Хранение и быстрая выдача больших объемов информации. Например, все используемые в курсе математики таблицы могут храниться в памяти компьютера. Требуемая информация выдается на экран после одного - двух нажатий клавиш.

Возможность применения компьютеров на уроках зависят от программного обеспечения машин. Все используемые на занятиях программы можно условно разделить на обучающие и учебные. Обучающие программы создаются для того, чтобы заменить учителя в некоторых видах его деятельности (при объяснении нового материала, закреплении пройденного, проверки знаний и т.п.). Цель учебных программ - помочь студенту в его познавательной деятельности, работе над какой-либо задачей. Использование учебных программ осуществляется при участии и под руководством учителя. С помощью учебных программ можно выполнить разнообразные вычислительные операции, анализировать функции, строить и исследовать математические модели различных процессов и явлений, использовать графику машины для повышения наглядности изучаемого материала.

Разговор о месте компьютера в учебном процессе будет неполным, если не показать его возможности в познании учащимися самих себя, в осознании своей деятельности, качеств и личностной рефлексии. Значение ее в учебной деятельности трудно переоценить. Чтобы сформировать полноценную учебную деятельность, недостаточно выработать у учащегося систему знаний о предметном мире. Он должен овладеть своей деятельностью, знать, как он анализирует условия задачи, каковы его стратегии поиска решения, то есть у него должен выработаться рефлексивный механизм саморегуляции. В конце концов всё это необходимо для формирования целостного представления о самом себе как о личности, становления устойчивого «образа Я».

Важным направлением использования компьютера как средства обучения является моделирование изучаемых в институте объектов и явлений с помощью компьютера. Современные компьютеры представляют широкие возможности для моделирования различных явлений и процессов. Главная особенность электронной вычислительной техники - прежде всего возможность конечной реализации модельной информации на уровне точных вычислений. Точность обеспечивается математическим совершенством способов программирования и огромной легкостью памяти компьютера, универсальность - способностью больших вычислительных машин становиться при соответствующем программировании изоморфными любой динамической системе.

В учебном процессе компьютер не должен просто заменять и подменять собой классную доску, плакат, кино - и диапроектор, натуральный эксперимент. Такая замена целесообразна только тогда, когда использование компьютера даст весомый дополнительный эффект по сравнению с использованием других средств обучения.  При этом компьютер и другие средства обучения должны взаимно дополнять друг друга.

Литература:

http://www.sinor.ru/~ranger

http://www.referatov.net