Теоретические основы информационных технологий
Переход современного общества к информационной эпохе своего развития выдвигает в качестве одной из основных задач, стоящих перед системой начального профессионального образования, задачу формирования основ информационной культуры будущего специалиста.
Информационная культура – это и хорошая осведомленность в области имеющихся программных приложений по функциональным задачам конкретных предметных областей, профессий и специальностей, программных приложений педагогической направленности.
Для понимания роли информационных технологий в образовании необходимо вникнуть в суть этого понятия. Говоря об информационной технологии, в одних случаях подразумевают определенное научное направление, в других – конкретный способ работы с информацией. Таким образом, существует двоякая трактовка понятия «информационная технология»: как способ и средства сбора, обработки и передачи информации для получения новых сведений об изучаемом объекте и как совокупность знаний о способах и средствах работы с информационными ресурсами. В каком-то смысле все педагогические технологии (понимаемые как способы) являются информационными, так как учебно-воспитательный процесс всегда сопровождается обменом информацией между педагогом и учащимся. Но в современном понимании информационная технология обучения – это педагогическая технология, использующая специальные способы, программные и технические средства для работы с информацией.
Цели и задачи информационных технологий
Интенсивное внедрение информационных процессов в науку, производство требует новой модели системы образования, на основе современных информационных технологий. Необходимо создать условия, в которых человек мог бы раскрыть свой творческий потенциал полностью, развивать свои способности, воспитать в себе потребность непрерывного самосовершенствования и ответственности за собственное воспитание и развитие.
Эффективность любого вида обучения, и в первую очередь производственного, зависит от ряда составляющих: технической базы, эффективности разработанных методических материалов, технологий обучения, используемых при организации обучения.
Современные информационные технологии предоставляют практически неограниченные возможности размещения, хранения, обработки и доставки информации любого объема и содержания на любые расстояния. В этих условиях на первый план при подготовке специалистов выходит направляемая работа по самообучению. Огромное значение при внедрении современных технологий в образование имеет педагогическая содержательность обучающего материала и создания условий для самообучения. Имеется в виду не только отбор содержания материала для обучения, но и структурная организация учебного материала, включение в обучение не просто автоматизированных обучающих программ, но именно интерактивных информационных сред, целостное взаимосвязанное функционирование всех процессов познания и управления им. Другими словами, эффективность и качество обучения в большей мере зависят от эффективной организации процесса самообучения и дидактического качества используемых материалов. Решение этих непростых задач во многом зависит от мастерства, подготовленности педагогов к работе в условиях лавинообразного нарастания потока информации, педагогов, которые могут и должны стать на уровень современных методов представления, поиска и переработки информации. Подготовленность педагогов к работе в новом информационном пространстве, прогрессивность их взглядов являются необходимым условием разработки и внедрение новых форм и технологий обучения.
Любая наука уделяет большое внимание терминологическому аппарату, который она применяет. Информационные технологии стремительно развиваются. С одной стороны, это объясняет неустойчивость ряда понятий, с другой стороны, именно этот динамизм настоятельно требует переосмысления и доработки, казалось бы, установившихся понятий. Проблема языка науки становится наиболее острой, когда рассматриваются информационные технологии в области образования.
Практическое применение информационных технологий на уроках производственного обучения профессии «Радиомеханик»
Информационные технологии в частности компьютер позволяют мне решать следующие задачи в обучении:
- Обеспечение обратной связи в процессе обучения.
- Обеспечение индивидуализации учебного процесса.
- Повышение наглядности учебного процесса.
- Моделирование изучаемых процессов или явлений.
- Организация коллективной и групповой работы.
По целям и задачам обучающие компьютерные программы делятся на иллюстрационные, консультационные, программы-тренажеры, программы обучающего контроля, операционные среды.
- В режиме обучения программа выводит на экран дисплея учебную информацию, задает вопрос на понимание предложенной информации. Если ответ неверен – машина дает подсказку, как найти правильный ответ или дает ответ и задает новый вопрос.
- В режиме тренажера выводит только тексты вопросов, при ошибке идет комментарий
- В режиме контроля варианты заданий подбираются компьютером, время обдумывания ограничено, результаты ответов фиксируются. По окончании выводится список тем, по которым была допущена ошибка и которые следует повторить, ставится отметка.
На данном этапе применяется тестирующая оболочка «Система тестирования 2.3». Данный продукт совершенно бесплатно распространяется профессиональным лицеем №1 г. Перми.
Рисунок 1
«Система тестирования 2.3» – это комплекс программ, которые дают возможность проверять и корректировать знания учащихся с помощью компьютера. Компонентами комплекса являются:
- модуль «Редактор тестов» – программа для ввода тестов в компьютер;
- модуль администрирования – программа для задания параметров теста и запуска процесса тестирования;
- модуль проведения тестирования – программа для проведения компьютерного опроса по тестам, созданным в редакторе;
- модуль «Настройки» – программа для настройки параметров системы тестирования;
- модуль «Просмотр результатов» – программа для просмотра результатов тестирования в Microsoft Excel.
«Система тестирования 2.3» (далее по тексту СТ) – инструмент преподавателя любого предмета. Он рассчитан на использование в любых учебных заведениях для автоматизации программированного опроса - одного из самых распространенных способов контроля знаний.
СТ может создавать тесты с вопросами открытой формы. Применение пакета требует от учащихся или преподавателей наличия минимального опыта работы с компьютером. Благодаря этому СТ способна стать гибким инструментом для постепенного вовлечения компьютеров в учебный процесс по всем дисциплинам. Преподаватель может использовать СТ для наработки опыта и методик проведения компьютерных занятий.
На современном этапе совершенствования методики обучения увеличивается роль демонстрационного эксперимента, потому что физические процессы и явления в электронных устройствах скрыты от непосредственного наблюдения. Судить о сущности процессов, которые протекают в электронных схемах, учащиеся могут только по результатам этого процесса (загорание лампочки, звуковые эффекты и т.д.) или по электроизмерительным приборам, контролирующим параметры электрической цепи. Поэтому, демонстрационные опыты на уроках специальной технологии являются источником знаний и проблемных ситуаций. В процессе демонстрации опытов учащиеся ведут записи в тетрадях. На каждом этапе я указываю, что необходимо записать.
Например, мною используется на уроках производственного обучения программа «Electronics Workbench» - это виртуальная электронная лаборатория на компьютере.
Рисунок 2
Виртуальная лаборатория открывает для профессионально технических учебных заведений широкие возможности совершенствования учебного процесса, развития дистанционного обучения и новых методов экспериментального исследования.
Наличие современного приборного парка в программе представляет в распоряжения пользователя уникальные возможности для планирования и проведения широкого спектра экспериментов: от простейших опытов до исследования реальных устройств. Такой инструмент является идеальным средством для обучения, так как позволяет снять практически все ограничения, касающиеся элементной базы и приборного парка. Снимаются, кроме того, и все проблемы, связанные с возможностью некорректных действий экспериментатора, т. е. невозможно вывести дорогостоящий прибор из строя.
Такой подход предполагает индивидуализацию процесса обучения и выход его за рамки привычных учебных лабораторий. При условии доступа к компьютеру пользователь может обучаться в любом месте и в любое время.
Основные достоинства такого подхода к обучению:
- Работа в реальной лаборатории требует больших временных затрат на подготовку эксперимента, электронная же лаборатория всегда под рукой, что позволяет сделать изучение электронных схем более доступным и соответственно экономить время на уроке.
- В природе не существует двух совершенно одинаковых элементов, то есть все реальные элементы имеют большой разброс значений, что приводит к погрешностям в ходе проведения эксперимента. В виртуальной лаборатории все элементы описываются строго установленными параметрами, поэтому каждый раз в ходе эксперимента будет повторяться результат, определяемый только параметрами элементов и алгоритмов расчета, что дает достоверность измерений.
- Работая с этой программой, учащийся застрахован от случайного поражения электрическим током, а приборы не выйдут из строя из-за неправильно собранной схемы
- В распоряжении учащихся имеется такой широкий набор приборов, который вряд ли будет доступен в реальной жизни.
- Сложные схемы занимают достаточно много места, изображение при этом стараются сделать более плотным, что часто приводит к ошибкам в подключении проводников к элементам цепи. Электронная лаборатория позволяет разместить схему таким образом, чтобы были четко видны все соединения элементов и одновременно вся схема целиком.
Ни в коем случае здесь не происходит уход от реальной жизни. После разработки схемы, ее проверки на работоспособность, отладки, замеров параметров учащийся садится за рабочий стол, берет в руки паяльник и воплощает свою идею в жизнь на уроках производственного обучения. Как видно это развивает творчество обучающихся.
Проводится апробация и других методик преподавания, а так же разрабатывается самостоятельная методика проведения уроков с использованием компьютера.
Необходимым условием для реализации компьютерного обучения на уроках спецтехнологий является умение учащихся работать на ПК с пакетом основных программ (текстового редактора Word; электронные таблицы Excel; построение электронных схем Visio; электронная лаборатория Electronic Workbench). Поэтому на первом курсе, начиная с октября месяца, пока по основной профессии проводятся ознакомительные лекции, учащиеся по данной профессии в обязательном порядке проходят обучение по профессии «Оператор ЭВМ», которая пригодится им не только во время дальнейшей учебы по основной профессии, но и в дальнейшей профессиональной деятельности.
После освоения профессии «оператор ЭВМ», начинаем работу в программе электронной лаборатории Electronic Workbench.
В первую очередь изучаем команды по подготовке схем, их конвертированию в другие системы моделирования и созданию макросов, команды, задающие режимы моделирования, копирования элементов схем, команды экрана.
Затем осваиваем технологию подготовки схем и состав библиотечных компонентов, работу с контрольно-измерительными приборами в лаборатории, которые по внешнему виду и характеристикам имеют полное сходство с промышленными образцами, что совместно с простотой применения создает иллюзию реальности и порождает чувства, характерные для радиолюбительского творчества.
Изучаем сведения по элементной базе, используемой в радиоэлектронной аппаратуре, а также результаты измерения характеристик моделей библиотечных компонентов и их сопоставление с характеристиками реальных компонентов.
По сравнению с традиционными методами проведения лабораторных работ использование электронной лаборатории Electronic Workbench позволяет значительно сократить время на подготовку и проведение таких работ при существенной экономии средств за счет многопрофильного использования ПК вместо дорогостоящего лабораторного оборудования.
Далее рассматриваем практические схемы транзисторных радиоэлектронных устройств, устройства на цифровых и аналоговых микросхемах, сопоставляются результаты их расчета и моделирования. Большинство устройств моделируем в порядке возрастающей сложности.
Рассматриваем способы построения вторичных источников электропитания: от выпрямителей, умножителей и простейших параметрических стабилизаторов до импульсных стабилизаторов.
Большое количество экспериментов, упражнений и задач мною заимствовано из учебника «Электротехника и электроника в экспериментах и упражнениях» автора Панфилова Н. И. – доктора технических наук, профессора, академика Академии электротехнических наук РФ. Другие разработаны по этому принципу мной самостоятельно в соответствии с Государственным стандартом по профессии «Радиомеханик».
Традиционно при изложении нового материала преподавателем используются словесные методы, демонстрация наглядных пособий, трудовые приемы и т.д. задача преподавателя – превратить все виды учебной деятельности учащихся в живой источник получения новых и расширение старых знаний.
Видеофильм – самое распространенное техническое средство обучения, позволяющее демонстрировать объекты и явления в движении, развитии, анализировать и обобщать материал, а также осуществлять переход от конкретного восприятия к абстрактному. С помощью учебного фильма можно выделить основное и скомпоновать процессы не в естественной последовательности, а так, как это наиболее удобно для понимания их характера. В восприятии звукового фильма активно участвуют и зрение, и слух. Однако временность воздействия на органы зрения и слуха выгодно отличает учебный видеофильм от других средств обучения, позволяет решать важные дидактические задачи.
Показ видеофильмов не требует особых условий: преподаватель, остановив в любой момент видеофильм, может ответить на вопросы учащихся или прокомментировать действия в кадре, а также проконтролировать восприятие и усвоение учебной видеоинформации. Фрагменты данного учебного фильма, плохо воспринимаемые учащимися, можно неоднократно повторить, более доходчиво прокомментировать.
Использование видеофильмов способствует решению нескольких задач. В процессе анализа содержания тех или иных кадров (по ходу их демонстрации) учащиеся подводятся к выводам и обобщения, а также к установлению причинно-следственных связей.
Назначение мотивационного средства – вызвать интерес к теме, которую предстоит изучить.
Примером такого фильма – мотива может служить видеофильм «Печатный монтаж», используемый по теме: «Монтаж узлов и блоков радиоэлектронной аппаратуры».
Приведу методику введения фильма в процесс обучения. Вначале урока сообщаю учащимся, что они приступают к изучению технологии получения более экономичного и практичного монтажа узлов и блоков РЭА, так как это трудно получить при другой технологии, печатного монтаж является наиболее простой, быстрой и дешевой технологией.
Активизируя знания учащихся, полученные на предыдущих уроках, предлагаю вспомнить: что им известно о видах монтажа, какие применяются материалы и инструменты и т. д.
Выслушав учащихся, предлагаю просмотреть фильм, который поможет ответить на эти вопросы.
Первый же кадр фильма ставит перед учащимися проблемный вопросы: какими способами получают печатный монтаж, какие применяют материалы и инструменты, практическое применение данного монтажа. Иначе говоря, сам фильм подводит учащихся к ответу на проблемные вопросы.
После просмотра фильма предлагаю кратко законспектировать увиденное. Далее прошу ответить на вопросы или прокомментировать фрагмент фильма, выключив звук. Учащиеся с интересом и вниманием следят за работой нового диктора. Заканчиваю урок показом на 1-2 минуты фрагмента фильма по следующей теме. Это дает хороший психологический настрой на ее изучение.
Заключение
К настоящему времени мною накоплен опыт использования информационных технологий как средства обновления образовательного процесса, отбора и проектирования содержания обучения, организации контроля за деятельностью учащихся на уроках производственного обучения.
В повышении качества производственного обучения я отмечаю следующие достоинства информационных технологий, в частности, мультимедиа-технологий:
- способствуют созданию эмоционального фона в образовательном процессе, повышают мотивацию учения за счет осознания ценности творческого труда в освоении современных информационных технологий;
- позволяют выработать позитивный стереотип поведения и адекватную рефлексию в ситуации «успеха-неуспеха»;
- способствуют выработке устойчивого интереса к отработке профессионального важных умений и навыков через изменяющуюся и усложняющуюся деятельность учащегося;
- могут выступать основой формирования профессионально важных умений и навыков.
С моей точки зрения, мультимедиа-технологии в производственном обучении по данной профессии имеют свою рациональность и практическую ценность. Очевидно, что только полная взаимосвязь общеобразовательных и профессиональных знаний позволит сформировать личность будущего рабочего. Освоение учащимися современных информационных технологий положительно влияет на овладение профессиональными знаниями, умениями и навыками. Предполагает взаимодействие преподавателя спецдисциплин, мастера производственного обучения и учащегося.
Согласно Госстандарту НПО, образовательные учреждения свободны в выборе технологий, но ответственны за результаты обучения. Распространенным мнением среди специалистов в области образования является то, что использование компьютерных и телекоммуникационных технологий образовательном процессе – это единственное, что необходимо для модернизации образования.
Однако главное, что надо помнить педагогу - любой компьютер (составляющая часть информационных технологий) сегодня лишь информационное средство и способ повышения эффективности интеллектуальной человеческой деятельности, передача информации сама по себе еще не обеспечивает передачи знаний, культуры. Компьютер, как и другие информационные носители, выполняет сугубо вспомогательные функции предоставления по возможности объективной учебной информации, которая поможет учащемуся и учителю достичь запланированных целей обучения, а сотрудничество человека и персонального компьютера в образовании позволит сделать процесс обучения более эффективным.