Основные направления использования информационных технологий на уроках и во внеурочное время

"Смена исторических эпох определяется сменой коммуникационных технологий..." Герберт Маршалл Маклюэн

 Информационные технологии (ИТ) представляют собой создаваемую прикладной информатикой совокупность систематических и массовых способов и приёмов обработки информации во всех видах человеческой деятельности с использованием современных средств связи, полиграфии, вычислительной техники и программного обеспечения.

Программными средствами обучения называют такие компьютерные продукты, в которых отражается некоторая предметная область, в той или иной мере реализуется технология её изучения, обеспечиваются условия для осуществления различных видов учебной деятельности. Программное обеспечение, использующееся в обучении, можно разбить на несколько категорий:

• обучающие, контролирующие и тренировочные системы;
• системы для поиска информации;
• моделирующие программы;
• микромиры;
• инструментальные средства познавательного характера;
• инструментальные средства универсального характера;
• инструментальные средства для обеспечения коммуникаций.

Контролирующие системы. Применение информационных технологий для оценивания качества обучения дает целый ряд преимуществ перед проведением обычного контроля. Прежде всего, это возможность организации централизованного контроля, обеспечивающего охват всего контингента обучаемых. Далее, компьютеризация позволяет сделать контроль более объективным, не зависящим от субъективности преподавателя. В нашем училище в практике автоматизированного тестирования применяется Adit Testdesk - программный пакет для организации, проведения тестирования и обработки полученных результатов.

С помощью программного пакета созданы и проводятся тесты по многим дисциплинам учебного плана, психологические тесты, тесты для аттестации. Используя систему профилей тестирования, в ГОУ НПО ПУ № 62 проводятся разные виды тестирования по одной базе вопросов, состоящие из подсистем следующего назначения:

• создание тестов (формирование банка вопросов и заданий, стратегий ведения опроса и оценивания);
• проведение тестирования (предъявление вопросов, обработка ответов);
• мониторинг качества знаний обучаемых на протяжении всего времени изучения темы или учебной дисциплины на основе протоколирования хода и итогов тестирования в динамически обновляемой базе данных. <Приложение1>

Обучаемому, работающему с подсистемой проведения тестирования, предлагается индивидуально подобранный набор вопросов и алгоритм их предъявления. По результатам тестирования с помощью подсистемы мониторинга формируется база данных, обеспечивающая необходимой информацией преподавателя, обучаемых и администрацию учебного заведения [1].

Обучающие и тренировочные системы. Создание собственно учебных компьютерных средств шло на основе идеи программированного обучения. И в нашем учебном заведении разрабатываются и используются автоматизированные обучающие системы (АОС) по естественно-научным и техническим дисциплинам.

АОС базируется на инструментальной среде — комплексе компьютерных программ, предоставляющих пользователям, не владеющим языками программирования, следующие возможности работы с системой:

• педагог вводит разностороннюю информацию (теоретический и демонстрационный материал, практические задания, вопросы для тестового контроля) в базу данных и формирует сценарии для проведения занятия;
• учащийся в соответствии со сценарием (выбранным им самим или предложенным педагогом) работает с учебно-методическими материалами программы;
• автоматизированный контроль усвоения знаний обеспечивает необходимую обратную связь, позволяя выбирать самому учащемуся (по результатам самоконтроля) или назначать автоматически последовательность и темп освоения учебного материала;
• работа учащегося протоколируется, информация (итоги тестирования, изученные темы) заносится в базу данных;
• педагогу и учащемуся предоставляется информация о результатах работы отдельных обучаемых или определенных групп, в том числе и в динамике.

Возросшая производительность персональных компьютеров сделала возможным достаточно широкое применение технологий мультимедиа, систем виртуальной реальности.

Обучение и воспитание учащихся в ГОУ НПО ПУ № 62 уже трудно представить без технологии мультимедиа (англ. multimedia — многокомпонентная среда), которая позволяет использовать текст, графику, видео и мультипликацию в режиме диалога и тем самым расширяет области применения компьютера в учебном и воспитательном процессе. Изобразительный ряд, включая образное мышление, помогает обучаемому целостно воспринимать предлагаемый материал. Появилась возможность совмещать теоретический и демонстрационный материалы. Тестовые задания уже не ограничиваются словесной формулировкой, но и представляют собой целый видеосюжет.

Виртуальная реальность (англ. virtual reality — возможная реальность) — это новая технология неконтактного информационного взаимодействия, реализующая с помощью мультимедиа среды иллюзию непосредственного присутствия в реальном времени в стереоскопически представленном “экранном мире”. В таких системах непрерывно создается иллюзия “местонахождения” пользователя среди объектов виртуального мира.

Новые возможности для создания АОС открыла в 90-е гг. гипертекстовая технология, которая послужила толчком к созданию и широкому тиражированию на компакт-дисках разнообразных электронных изданий: учебников, справочников, словарей, энциклопедий (школьная серия “1С: Репетитор”, энциклопедические и учебные издания фирмы “Кирилл и Мефодий” и др.). Использование в электронных изданиях различных информационных технологий (АОС, мультимедиа, гипертекст) дает весомые дидактические преимущества электронной “книге” по сравнению с традиционной:

• в технологии мультимедиа создается обучающая среда с ярким и наглядные представлением информации, что особенно привлекательно для учащихся;
• использование фрагментов электронного учебника на уроках;
• осуществляется интеграция значительных объемов информации (до 700 Мб) на едином носителе;
• гипертекстовая технология благодаря применению гиперссылок упрощает навигацию и предоставляет возможность выбора индивидуальной схемы изучения материала;
• на основе моделирования процесса обучения возможно дополнить учебник тестами, отслеживать и направлять траекторию изучения материала, осуществляя, таким образом, обратную связь [2].

Системы для поиска информации. Системы для поиска информации, или информационно-поисковые системы, давно используются в самых различных сферах деятельности. Современные требования к информационной компетентности предполагают высокий уровень знаний в области поиска, структурирования и хранения информации. Педагоги ПУ № 62 используют сами, а также предлагают обучаемым различные информационно-поисковые системы: справочные правовые системы (“Гарант”, “Кодекс”, “Консультант Плюс”), электронные каталоги библиотек, поисковые системы в Internet, информационно-поисковые системы центров научно-технической информации и т.п. Электронные словари и энциклопедии, гипертекстовые и гипермедиа системы также представляют собой системы для поиска информации, одновременно выполняя функции АОС.

Моделирующие программы. Одной из важнейших и распространенных причин использования моделирующих программ в обучении является потребность моделирования или визуализации каких-либо динамических процессов, которые затруднительно или просто невозможно воспроизвести в учебной лаборатории или классе. Такие программы, позволяющие моделировать эксперименты, воображаемые или реальные жизненные ситуации, используются для активизации поисковой деятельности обучаемых и в качестве самостоятельных программных средств, и в составе обучающих систем.

Компьютерное моделирование основывается на математической модели, лабораторном эксперименте, анимации, в котором представлена работа некоторого предприятия, протекание того или иного процесса и т.д. В моделирующих программах используется интерактивная графика (т.е. поддерживающей режим диалога), дающая обучаемому возможность не только наблюдать особенности изучаемого процесса, но и исследовать эффекты влияния меняющихся параметров на получаемые результаты, “поворачивая” с помощью мышки рукоятки приборов, “смешивая” растворы и т.д. [6].

Современные моделирующие программы, основанные на технологии мультимедиа, предоставляют обучаемым эффективную образовательную среду, в которой можно выбрать, руководствуясь своим предпочтением образной или вербальной информации, соответственно, визуализированное или текстовое представление. Во многих электронных учебниках обучаемому предлагаются и видеофрагменты, иллюстрирующие те или иные процессы, и традиционное изложение в виде текста со статичными рисунками и схемами. Такая визуализация (в том числе и динамических процессов) достигается посредством использования технологии мультимедиа.

Успешность результатов обучения напрямую зависит от возможности выбора обучаемыми типа образовательной среды как на стадии ознакомления, так и на стадии обдумывания нового материала. Изучение предпочтений обучаемых и результатов их работы с моделирующими программами показывает, что для обучаемых с выраженным вербальным типом для изучения даже динамических процессов (наиболее характерных для моделирующих программ) предпочтительны статические и изображения, сопровождаемые текстовым описанием. В то же время обучаемые с преобладанием образного типа мышления получат более адекватный материал при использовании анимированных иллюстраций, но только в том случае, если они имеют достаточную предварительную подготовку.

Инструментальные программные средства познавательного характера. Для развития познавательных, или когнитивных, качеств личности обучаемым необходимо предлагать разнообразные задания эвристического характера [8], в которых требуется решить реальную проблему, изучить взаимосвязи и закономерности тех или иных явлений, найти принципы построения различных структур и т.д. И здесь на помощь пришли инструментальные программные средства познавательного характера, которые основаны на принципе конструктора, позволяющего создавать обучаемым их собственное понимание новых концепций, в рамках которых предоставляется возможность построить схему решения определенной проблемы, часто визуализированную. В ходе этой работы обучаемый демонстрирует понимание новых знаний и возможности ранее полученных знаний. Подобные средства относят к категории интеллектуальных обучающих систем (ИОС).

Проектирование ИОС базируется на работах в области искусственного интеллекта, в частности, теории экспертных систем — сложных программных комплексов, манипулирующих специальными, экспертными знаниями в узких предметных областях. Как и человек-эксперт, эти системы решают задачи, используя логику и эмпирические правила, умеют пополнять свои знания. В итоге, соединяя мощные компьютеры с богатством человеческого опыта, экспертные системы повышают ценность экспертных знаний, делая их широко применяемыми. Например, педагогическая экспертная система “Оранта” [9], предназначена для моделирования и количественной оценки результатов воспитательного взаимодействия классного руководителя с учащимися. Система позволяет по заложенным в ней параметрам определить тип педагога и тип группы (используется около 100 характеристик), а также предсказать, каковы могут быть результаты воспитательного процесса при определенном сочетании этих типов.

Инструментальные средства универсального характера. Одной из важнейших задач образования является развитие креативных, или творческих качеств личности. Чаще всего в работе педагог предлагает обучаемым универсальные программные продукты (например, изучаемые в училище графические и текстовые редакторы, электронные таблицы и т.п.), не относящиеся к разряду специальных, предназначенных для педагогических целей. Однако возможности таких программных средств таковы, что при умелом подборе заданий, создании на занятиях атмосферы творчества использование этих программ помогает развивать у обучаемых воображение, фантазию, интуицию, инициативность, т.е. те личностные качества, которые и относят к разряду творческих. Их целенаправленное использование позволяет расширить возможности образовательной среды и вывести на новый уровень продуктивную поисково-исследовательскую и творческую деятельность обучаемых.

Так, текстовые редакторы стимулируют работу по выполнению различных письменных заданий: сочинений, эссе, рефератов и др. Они облегчают как их первоначальное оформление, так и последующие изменения и дополнения. Работа с такой программой, с одной стороны, прививает обучаемым чисто технические навыки электронного набора и оформления текста. С другой — это мощный инструмент, мотивирующий обучаемых к совершенствованию первоначальных результатов. Если же работа выполняется на компьютере, включенном в сеть, то появляется также возможность совместной работы обучаемых и педагога — внесение последним своих замечаний непосредственно в текст по ходу его создания. Современный текстовый редактор, хотя и называется “текстовым”, позволяет использовать в документах различные графические изображения, подготовленные самим обучаемым или педагогом с помощью сканера или специальных программ, взятые из графических библиотек, распространяемых на компакт-дисках или в сети Internet. Это просто цветные или черно-белые иллюстрации, карты, схемы, графики, диаграммы, математические или химические формулы. Электронная форма представления материалов позволила организовать коллективную работу группы над общим проектом с расчетом на продолжительное время: летопись учебного заведения, периодическая электронная газета. Также сформирован своеобразный электронный банк творческих работ, который используется как педагогом для анализа и обобщения результатов обучения, так и обучаемыми, например для выполнения сквозных, преемственных исследований.

Для реализации эвристического и исследовательского типов обучения большое значение имеет доступность средств, необходимых для анализа и обобщения имеющейся информации. Это и результаты измерений различных параметров в ходе лабораторного эксперимента, и данные проведенного социологического опроса или психологического тестирования, которые необходимо обработать, проанализировать и обобщить. И здесь наиболее доступным универсальным средством, позволяющим выявить имеющиеся закономерности и тенденции, подтолкнув тем самым к решению стоящей задачи, являются электронные таблицы. Программы, относящиеся к этой категории (например, Мicrosoft Ехсеl), дают возможность без изучения языков программирования выполнять расчеты по сложным формулам. Результаты вычислений обновляются автоматически при изменении входящих в формулу параметров. По данным таблиц можно построить график или диаграмму, один только выбор которых может стать самостоятельным заданием. Диаграммы и графики не являются статичными — каждый раз при изменении использующихся при их построении данных они меняют свою конфигурацию. Все перечисленные особенности делают электронные таблицы прекрасным инструментом для компьютерного моделирования. Обучаемым не требуется писать специальную компьютерную программу. Достаточно внести в таблицу формулы, отражающие суть математической модели (экономического, физического, химического процесса), а затем, изменяя исходные данные, наблюдать их влияние на графиках. Включая встроенный пакет, предназначенный для статистического анализа данных, нахождения оптимальных решений и т.п., электронные таблицы сокращают время, необходимое для вычислений и позволяют отдать больше усилий постановке задач и исследованию результатов. Применение электронных таблиц благодаря строгости представления исходных данных и формул, необходимых для получения результата, способствует развитию у обучаемых алгоритмического мышления, структурированного, системного подхода к представлению информации и решению стоящей проблемы.

Инструментальные средства для обеспечения коммуникаций. Новый импульс информатизации образования дает развитие информационных телекоммуникационных сетей. Глобальная сеть Internet обеспечивает доступ к гигантским объемам информации, хранящимся в различных уголках нашей планеты. Многие эксперты рассматривают технологии Internet как революционный прорыв, превосходящий по своей значимости появление персонального компьютера. Большинство информационных ресурсов сети Internet использется не только на уроках по предметам, но и во внеурочной деятельности. Причем во многих видах внеурочной деятельности тесно переплетаются такие услуги Интернет, как вещательные, так и поисковые, интерактивные и информационные.

Инструментальные средства компьютерных коммуникаций включают несколько форм: электронную почту, электронную конференцсвязъ, видеоконференцсвязь, Internet. При помощи этих средства преподаватели и обучаемые совместно используют информацию, сотрудничают в решении общих проблем, публикуют свои идеи или комментарии, участвуют в решении задач и их обсуждении. Часто, для проведения внеклассных мероприятий, например при проведении математической викторины, посвященной решению квадратных уравнений, необходимо подготовить много теоретического материала, в том числе и исторические справки, новые методы. Учащиеся сами подбирают теоретический материал под руководством преподавателя. В этом нет ничего нового, кроме тех средств, которыми могут в современном обществе воспользоваться учащиеся.

Интернет содержит в себе огромную массу информации, как полезной, так и в какой-то мере вредной для детских умов. Перед преподавателем ставится задача не только отследить сам материал, но и правильно организовать его поиск и отбор.

Электронная почта (е-mаil) — это асинхронная коммуникационная среда, что означает: для получения сообщения не требуется согласовывать время и место получения с отправителем, и наоборот. Электронная почта может используется как для связи между двумя абонентами, так и для соединения одного — многих получателей. Эти особенности ее работы используются для установления обратной связи между преподавателями или обучающими программами и одним или несколькими обучаемыми независимо от их физического расположения. Электронная почта широко применяется также для координации и установления обратной связи в дистанционном и открытом обучении.

Возможности использования электронной почты:

• с помощью электронной почты преподаватель может немедленно распространить ответы на наиболее часто возникающие вопросы, причем не только тем, кто спрашивал, но и всем остальным;
• электронная почта позволяет снять барьеры, мешающие обучаемому задать вопросы, связанные с проблемами, лежащими вне изучаемой дисциплины;
• электронная почта может качественно изменить управление учебно-воспитательным процессом, давая возможность заблаговременно распространять результаты аттестации, распоряжения и другую информацию административного характера;
• с помощью электронной почты обучаемые могут объяснить причины своего отсутствия на занятиях, посылать уведомления о болезни, текущие отчеты о практике, проходящей в отдаленных местах, и т.п.;
• возможность встраивания доступа к электронной почте в обучающие программы, с тем чтобы обучаемый имел возможность если и не получить консультацию, то хотя бы задать своему педагогу вопрос в случае возникновения затруднений или выразить свое мнение по поводу работы программы;
• увеличение эффективности труда преподавателей.

Компьютерные коммуникации выступают также как средство доступа к такой технологии Internet, как WWW (World Wide Web), или Всемирной Паутине, состоящей из сотен миллионов информационных сайтов, связанных гиперссылками. WWW поддерживает наряду с текстами, графикой и мультимедийные страницы. С точки зрения образовательных возможностей это отнюдь не пассивный ресурс, а среда, стимулирующая активность и самостоятельность обучаемых. В ней можно заниматься поиском информации, но результаты зачастую непредсказуемы и зависят от находчивости и инициативности пользователя. WWW позволяет вступать в контакт с другими людьми (в синхронном или асинхронном режиме) или интерактивными программами, отвечая на вопросы или заполняя специальные формы на Web-страницах. Наконец, можно стать одним из миллионов “строителей” Всемирной Паутины, создавая Web-страницы и размещая их в WWW.

К числу базовых обычно относят следующие технологии Internet:

• WWW(англ. World Wide Web — Всемирная Паутина) — технология работы в сети с гипертекстами;
• FТР (англ. File Тransfer Рrоtoсоl — протокол передачи файлов) — технология передачи по сети файлов произвольного формата;
• IRC (англ. Internet Relay Сhаt — поочередный разговор в сети, чат) — технология ведения переговоров в реальном масштабе времени, дающая возможность разговаривать с другими людьми по сети в режиме прямого диалога;
• ICQ (англ. I sееk you — я ищу тебя, можно записать тремя указанными буквами) — технология ведения переговоров один на один в синхронном режиме.

Специфика технологий Internet заключается в том, что они предоставляют и обучаемым, и педагогам громадные возможности выбора источников информации, необходимой в образовательном процессе:

• базовая информация, размещенная на Web- и FТР-серверах сети;
• оперативная информация, систематически пересылаемая заказчику по электронной почте в соответствии с выбранным списком рассылки;
• разнообразные базы данных ведущих библиотек, информационных, научных и учебных центров, музеев;
• информация о компакт-дисках, видео- и аудиокассетах, книгах и журналах, распространяемых через Internet-магазины.

Средства телекоммуникации, включающие электронную почту, глобальную, региональные и локальные сети связи и обмена данными, открывают перед обучаемыми и педагогами широчайшие возможности: оперативную передачу на любые расстояния информации любого объема и вида; интерактивность и оперативную обратную связь; доступ к различным источникам информации; организацию совместных телекоммуникационных проектов; запрос информации по любому интересующему вопросу через систему электронных конференций.

Список используемой литературы

1. Захарова И.Г. “Информационные технологии в образовании”. - 3-е изд., стер.. – М:.: Издательский центр “Академия”, 2007. – 192 с.
2. Селевко Г.К. “Педагогические технологии на основе информационно-коммуникационных средств” - М.: НИИ школьных технологий, 2006. – 208 с.
3. Ястребцева Е.Н. Проект “Гармония” // Компьютер в школе. – 1998. - №
4. http://www.fizika.ru
5. http://www.w3.org/hyper text/WWW/Proposal.html
6. http://labview.nm.ru
7. Пайперт С. “Переворот в сознании”: Дети, компьютеры и плодотворные идеи. – М., 2004. – 202 с.
8. Хуторский А.В. “Развитие одаренности учащихся”: Методика продуктивного обучения. – М., 2000. – 266 с..
9. Подласый И.П. “Педагогика”. – М., 1996. – 679 с.