работа - реферат

Федеральное агентство по образованию и науке РФ

БЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра педагогики

Технологии компьютерного обучения

в школе

Курсовая работа

Выполнил:

студент группы 010201

Гащенко Андрей Александрович

Проверила:

доцент кафедры педагогики

Кормакова В. Н.

Белгород, 2006

Введение

Современный период развития цивилизованного общества характеризует процесс информатизации.

Информатизация общества – это глобальный социальный процесс, особенность которого состоит в том, что доминирующим видом деятельности в сфере общественного производства является сбор, накопление, продуцирование, обработка, хранение, передача и использование информации, осуществляемые на основе современных средств микропроцессорной и вычислительной техники, а также на базе разнообразных средств информационного обмена. Информатизация общества обеспечивает:

· активное использование постоянно расширяющегося интеллектуального потенциала общества, сконцентрированного в печатном фонде, и научной, производственной и других видах деятельности его членов;

· интеграцию информационных технологий с научными, производственными, инициирующую развитие всех сфер общественного производства, интеллектуализацию трудовой деятельности;

· высокий уровень информационного обслуживания, доступность любого члена общества к источникам достоверной информации, визуализацию представляемой информации, существенность используемых данных.

Применение открытых информационных систем, рассчитанных на использование всего массива информации, доступной в данный момент обществу в определенной его сфере, позволяет усовершенствовать механизмы управления общественным устройством, способствует гуманизации и демократизации общества, повышает уровень благосостояния его членов. Процессы, происходящие в связи с информатизацией общества, способствуют не только ускорению научно–технического прогресса, интеллектуализации всех видов человеческой деятельности, но и созданию качественно новой информационной среды социума, обеспечивающей развитие творческого потенциала индивида.

Одним из приоритетных направлений процесса информатизации современного общества является информатизация образования – внедрение средств новых информационных технологий в систему образования. Существуют различные возможности использования компьютеров в школе:

· Организация учебного процесса (подготовка расписания, электронных документов, баз данных по школьникам, учителям, родителям и т.д.);

· Подготовка учебных пособий.

· Обучение пользователей ПК для решения прикладных задач, обучения основам программирования, дизайна, компьютерному моделированию.

· Компьютерное обучение основам наук с помощью специально разработанных программ. Недостатки – игнорирование принципа доступности.

· Компьютерный контроль знаний учащихся. Контролирующие программы совмещаются с обучающимися. Главный недостаток – несоответствие предъявляемых ученику требований уровню его подготовки. Это может создать «ситуацию неуспеха» и снизить мотивацию к учению.

· Использование компьютера для получения и работы с информацией из сети Интернет.

Учитель в информационном обществе перестает выступать перед своими учениками в качестве источника первичной информации. Он превращается в посредника, который облегчает ее получение. Фундаментальной характеристикой развития человеческой цивилизации является получение, накопление, обработка и потребление информации. В информатизированном обществе без овладения начальной компьютерной грамотностью и умения использовать, компьютерные средства для решения определенных задач, немыслима реализация творческого потенциала человека в современной науке, культуре, производстве, деловых и иных сферах жизни. Современное общество характеризуется, с одной стороны, нестабильностью, быстрой изменчивостью и трудной предсказуемостью, с другой, все большей «открытостью», взаимопроникновением накопленных знаний и опыта.

Цель данной работы – обосновать применение компьютерных технологий в образовании как одного из перспективных средств обучения.

Объект исследования – компьютерные технологии и отдельные программы учебно-педагогического назначения.

Предмет исследования – применение компьютерных технологий в учебно-педагогической деятельности.

Глава 1: Дидактические аспекты компьютерного обучения

§1. Структура учебной деятельности при компьютерном обучении

В отечественной педагогике учение рассматривается как процесс, главными компонентами которого являются знания и действия. Такое понимание процесса учения восходит еще к Я. А. Каменскому , который определил знания частично как чувственные представления, а главным образом - как понятия и их системы, описывающие объекты и явления в их общих внешних свойствах, связях, и объясняющие их сущность. И. Ф. Гербарт учение считал первой ступенью, следом за которым шло развитие, совершенствование общих познавательных процессов. Под учением, как и многие основатели психологии и педагогики, Л. С. Выготский понимал приобретение знаний, умений и навыков, а под развитием - приобретение общих качеств и способностей. Определение деятельности наиболее четко дал И. И. Ильясов : "Деятельность - обозначение процессов взаимодействия человека и общества с объектами действительности". Процесс учения рассматривался как процесс управления деятельностью, компонентами которого являются объекты воздействия, акты его преобразования, а также продукт, условия и средства преобразования. П. Я. Гальперин ввел теорию поэтапного формирования умственных действий. Предметом усвоения в процессе обучения при этом считается действие. Знания включаются во все компоненты действия. В. В. Давыдов трактует учение как овладение способами перехода от всеобщих отношений к их конкретизации и обратно, от модели к объекту и обратно. Детализация структуры и состава знания и действия позволяет учесть все приведенные компоненты в содержании учебной программы, повышая тем самым эффективность компьютерного обучения[1] .

Основным в процессе обучения перечисленные теоретики считают усвоение знаний. Процесс усвоения знаний , согласно положениям Н. Ф. Талызиной и П. Я. Гальперина , осуществляется в шесть этапов :

1) мотивация ;
2) уяснение схемы ориентировочной основы действия;
3) выполнение действия в материализованной форме (т.е. действия с объектами, представленными в виде знаков, схем, моделей);
4) выполнение действия в громкой речи;
5) выполнение действия в речи про себя;
6) выполнение действия в умственной форме (оперируя образами и понятиями, без участия внешних знаков и форм).

Суммируя наиболее известные, кратко описанные выше теории, можно выделить следующие виды (этапы) деятельности, связанные с усвоением учебной информации при компьютерном обучении .

1. Эмпирическая деятельность как этап восприятия:
- отражение фона, заполняющего поле экрана дисплея;
- концентрация внимания и отражение отдельных единичных объектов на фоне;
- отражение выделенных единичных объектов и конкретной ситуации;
- отражение конкретной ситуации в комплексе.

2. Эвристическая деятельность по распознаванию ситуации:
- абстрагирование от конкретности, в которой представлена ситуация, создание знаковой модели;
- поиск алгоритма преобразования модели для решения поставленной задачи, привлечение имеющихся знаний.

3. Репродуктивная деятельность по преобразованию модели и получению нового знания.
- преобразование модели по избранному алгоритму;
- интерпретация результатов преобразования, оценка адекватности полученной модели имеющимся у обучаемого знаниям;
- оценка адекватности решения поставленной задаче.

4. Практическая деятельность, связанная с отработкой навыка:
- закрепление умения в подобных ситуациях;
- формирование умения в необычных ситуациях;
- формирование ассоциативных умений в необычных ситуациях.

Последний вид (этап) практической деятельности относится к воспитанию стратега, который для решения данной конкретной задачи будет использовать весь арсенал имеющихся знаний и умений, искать похожие ситуации, т.е. ассоциации.

Все виды деятельности , независимо от конкретного содержания, включают следующие компоненты :

· потребности и мотивы,

· задачи,

· действия,

· операции.

Особенности компьютера как инструмента человеческой деятельности, заключаются в обеспечении доступа к большим объемам информации и ее переработке, усилении познавательно-исследовательских возможностей человека, организации обмена информацией по содержанию выполняемой деятельности и создании новой человеко-машинной коммуникативной системы.

Компонентами учебной деятельности при компьютерном обучении являются:

· учебная задача,

· система учебных действий,

· моделирование содержания объектов усвоения,

· преобразование модели,

· действия самооценки и контроля.

Компьютер — лишь инструмент и помощник, который — так же, как видеосредства, телевидение, радио — все же остается лишь средством обучения, хотя и весьма совершенным. А учитель — это человек, воспитатель, наставник. Его роль в процессе воспитания и обучения совершенно особая и определяющая.[2]

Компьютер же является новым мощным учебно-техническим устройством, значительно повышающим производительность труда как самого учителя, так и каждого ученика в отдельности. Между учителем и машиной создается симбиоз, в котором каждый делает то, что лучше может сделать. При этом ведущая роль остается за учителем.

Основная роль компьютера в процессе обучения — расширить возможности контактов обучаемого с обучающим. На обычных уроках эти контакты ограничены. Поэтому целесообразно предоставить компьютеру некоторые из простых обучающих функций, а учителю дать возможность сосредоточиться на более сложных.

§2. Дидактические принципы компьютерного обучения

Информационные технологии обучения должны разрабатываться с учетом классических дидактических принципов . Компьютерное обучение определило два новых принципа : индивидуализации обучения и активности. В основном, технология компьютерного обучения исследовалась в двух направлениях : визуализации (обеспечения наглядности) учебного содержания и алгоритмизации учебной деятельности. Однако, рассмотрение структуры самой дидактики как совокупности теорий дидактических принципов, учебных методов, учебных программ и общей системной теории учебника, позволяет в каждом элементе структуры определить как общее так и частное, относящееся к информационной технологии обучения. Во-первых, как уже отмечалось ранее, информационная технология обучения является новой методической системой, позволяющей рассматривать учащегося не как объект, а как субъект обучения, а компьютер - как средство обучения . Обучаемый переходит в новую категорию потому, что по форме компьютерное обучение является индивидуальным, самостоятельным, но осуществляется по общей методике, реализованной в обучающей программе. Компьютер как средство обучения является беспрецедентным в истории педагогики, потому что объединяет в себе как средство, инструмент обучения, так и субъект - учителя. Изменение ролевой обстановки ведет к значительному пересмотру теории обучения. Появилась необходимость разработки теории дидактической технологии, являющейся частью информационной технологии обучения. Рассмотрим последовательно основные дидактические принципы. Научность определяет содержание, требует включения в него не только традиционных научных знаний, но и наиболее фундаментальных положений современной науки, а также вопросов перспектив ее развития. При этом способы усвоения учебного материала должны быть адекватны современным научным способам познания. Системный подход к изложению учебного материала, его структурирование и выделение основных понятий и связей между ними, как раз и является как основой для разработки содержания компьютерной обучающей программы, так и одним из методов современного научного познания. Как показано в предыдущем параграфе данной работы, виды учебной деятельности, осуществляемой при усвоении содержания при компьютерном обучении отражают основные моменты научного познания. Принцип доступности при компьютерном обучении переходит от принципа всеобщей доступности, для определенной возрастной группы учащихся или для некоторого усредненного учащегося данного возраста, в принцип индивидуальной доступности и рассматривается как возможность достижения цели обучения. Учебный материал, реализованный в компьютерном обучении, предполагает наличие разветвлений, различных путей и скоростей прохождения учебного курса, оказание помощи в виде пояснений, подсказок, дополнительных указаний и задач, постоянно контролирует и поддерживает на необходимом уровне мотивацию обучаемого. Доступность при компьютерном обучении играет роль фильтра содержания, светофора процесса обучения и, в конечном счете, обеспечивает достижение цели обучения учащимися с различной начальной подготовкой.

Наиболее широко рассмотрен в литературе, применительно к компьютерному обучению, принцип наглядности , называемый также "интерактивной наглядностью". Если в традиционном понимании под наглядностью понималась прежде всего иллюстративная компонента, обеспечение потребности учащегося увидеть в какой-либо форме предмет или явление, произвести с ним минимальные манипуляции, то в компьютерном обучении наглядность позволяет увидеть то, что не всегда возможно в реальной жизни даже с помощью самых чувствительных и точных приборов. Более того, с представленными в компьютерной форме объектами можно осуществить различные действия, изучить их не только статичное изображение, но и динамику развития в различных условиях. При этом компьютер позволяет как вычленить главные закономерности изучаемого предмета или явления, так и рассмотреть его в деталях. Различные формы представления объекта могут сменять друг друга и по желанию обучаемого, и по команде программы, чередуя или используя одновременно образное, аналитическое, языковое представления. Это позволяет, согласно задачам обучения, как уплотнить информацию об изучаемом объекте, так и расширить ее. Процессы, моделируемые компьютером, могут быть разнообразными по форме и по содержанию, относиться к физическим, социальным, историческим, экологическим и другим процессам. Примеры таких процессов, использование компьютера при изучении различных школьных дисциплин, приведены во второй главе. Принцип наглядности подвергся в информационных технологиях обучения значительной дифференциации. При отражении чувственного объекта не следует увлекаться "натурализмом", в программе должна быть представлена не любая модель, а только та, которая способствует реализации дидактических целей данной обучающей программы; модель, содержащуюся в программе, следует предъявить в форме, позволяющей наиболее четко раскрыть существенные связи и отношения объекта; существенные признаки, связи и отношения модели должны быть в программе адекватно зафиксированы цветом, миганием, звуком и т.д. Конкретные рекомендации по использованию различных способов представления объекта в компьютерном моделировании, использование специфических особенностей и возможностей компьютера по реализации принципа наглядности, изложены в следующих главах данной работы. Наглядность, обеспечиваемая компьютером, позволяет говорить о новом мощном инструменте познания - когнитивной компьютерной графике , которая не только представляет знания в виде образов-картинок и текста, а также позволяет визуализировать те человеческие знания, для которых еще не найдены текстовые описания, или которые требуют высших ступеней абстракции.

Принцип систематичности и последовательности связан как с организацией учебного материала, так и с системой действий обучаемого по его усвоению. Как отмечалось в предыдущем параграфе, компьютерное обучение характеризуется последовательностью специфических действий, часть которых присуща обучению в любых формах, а часть - только компьютерному. Такими действиями, например, являются восприятие информации с экрана дисплея, работа в знаковых моделях, ввод ответа с клавиатуры. Для обеспечения принципа последовательности учащемуся в начале сеанса компьютерного обучения полезно дать ориентировочную основу действия, сформулировать цель обучения. Независимо от сложности и длины пути, приводящего обучаемого к цели, это происходит систематично и последовательно. Понятие последовательности получило свой смысл в информационных технологиях обучения, под последовательностью как раз и понимается очередность выдачи учебных фрагментов обучающей программой, построение и корректировка наиболее эффективной последовательности при самостоятельной работе обучаемого в интеллектуальных учебных средах. В зависимости от содержания учебного материала, последовательности предоставления знаний обучаемому могут строиться либо по индуктивному, либо по дедуктивному методу. Само представление знаний в информационных технологиях обучения обеспечивает дидактический принцип систематичности.

Принцип сознательности обеспечен в компьютерном обучении методикой организующей стратегии, которой отдается предпочтение в современных информационных технологиях обучения. Эта методика, описанная в зарубежных психолого-педагогических теориях компьютерного обучения, направлена на воспитание стратега, который рассматривает предметы и явления в их взаимосвязи, самостоятельно изучает материал, дополняя полученные в учебном заведении знания. Для реализации принципа сознательности обучаемому сообщаются цели и задачи обучения, сведения о предметной деятельности и основных этапах ее осуществления. Успешность реализации принципа сознательности зависит от теоретического уровня курса, полноты раскрытия изучаемых понятий и их взаимосвязей.

Информационные технологии обучения потребовали введения, обоснования и раскрытия еще одного общего принципа, который, хотя и присутствовал всегда в процессе обучения, но не являлся основополагающим. Речь идет о коммуникации, организации диалога между обучаемым и обучающим , в данном случае между компьютером и учащимся. Этот новый, присущий только компьютерному обучению принцип можно назвать принципом когнитивности коммуникации.[3]

§3. Трудности на пути внедрения компьютерных технологий в учебный процесс школы

Наряду с открывающимися широчайшими перспективами использования в учебном процессе компьютерной техники, существует ряд проблем , строго очерчивающих круг применимости подобных технологий, и ограничивающих их технократическое влияние. Это :

1. Опасности для здоровья учащихся,

2. Стоимость программного обеспечения,

3. Быстрое устаревание программного обеспечения, компьютеров,

4. Обучение учителей,

5. Несоблюдение технологии.

Санитарные нормы , действующие в настоящие время в школе, разрабатывались в то время, когда визуальные, цветовые, контрастные, электромагнитные показатели компьютеров и их мониторов не позволяли работать за терминалом машины ребенку 10-17 лет больше 10-25 минут в сутки. Сегодня большинство поставляемых в школы компьютеров, если, конечно, это - не списанные где-то "ящики", являются машинами, соответствующими жестким европейским стандартам - MPR-II, TCO'95 и другим.

Монитор компьютера является самым "опасным" элементом. При этом современные технологии позволили снизить уровень электромагнитного излучения монитора до уровня таких бытовых приборов, как настольная лампа. Но мерцание монитора (80-100 Гц), даже по сравнению со старыми моделями (50Гц), по-прежнему утомляет глаза. В последние годы появились жидкокристаллические мониторы для настольных компьютеров. При большом размере экрана они имеют малые габариты (практически как большая книга), они практически не излучают и не мерцают, что делает их не более опасными для зрения, чем тетрадь или учебник. Четыре года назад, когда основная часть школ комплектовалась компьютерами, таких мониторов были очень дорогостоящими (около 1500 долларов). Сейчас жикокристалические мониторы существенно снизились в цене (около 400 долларов), и есть возможность комплектования ими школ. При таком уровне оснащения можно станет говорить о пересмотре информационной концепции образования.

Вторым серьезным препятствием на пути внедрения компьютерных технологий обучения в школе является немалая цена лицензионного программного обеспечения. Стоимость затрат на покупку программного обеспечения зачастую превышает стоимость самих компьютеров. Органы управления образования в своем большинстве прониклись мыслью о внедрении компьютеров в школах, во многих школах появляются современные компьютерные классы, но приобретение программного обеспечения пока не предусматривается. Таким образом в некоторых школах наблюдается следующая картина: школьники работают на суперсовременных компьютерах либо с ворованным "пиратским" программным обеспечением, либо с допотопным "Бейсиком".

Выходов из подобной ситуации может быть несколько:

· частные школы и некоторые муниципальные, берущие плату за дополнительные образовательные услуги могут позволить себе приобретение нескольких программ;

· крупные компании, например Microsoft, проводят акции поддержки образования и предоставляют свою продукцию бесплатно или за меньшую цену, но такой ход оказывается неприемлем для небольших фирм, занимающихся разработкой программного обеспечения специально для образования;

· логично было бы выделять средства из бюджета, но в нынешней экономической ситуации ближайшие годы это не представляется возможным;

· возможно использование принципиально бесплатного ПО, примером которого на сегодняшний день может являться операционная система Red Hat Linux и приложения для нее, получающая все большее и большее распространение во всем мире.

Еще одна трудность - революционный рост компьютерных технологий, при котором в последние годы оборудование и ПО безнадежно морально устаревают буквально за год-два. За подобными темпами система финансирования образования успеть не может. За рубежом практикуется бесплатное или почти бесплатное обновление лицензионного ПО и даже компьютерного парка для образовательных учреждений.

Такое быстрое развитие информационных технологий делает специалиста, не повышающего свой профессиональный уровень, практически дилетантом в среднем за 3-4 года. Этот факт диктует необходимость организации процесса непрерывного повышения квалификации как учителей информатики, так и учителей других предметов, использующих компьютерные технологии в своей работе. Это может решаться путем организации ежегодных курсов без отрыва от работы, самообразования. Большую перспективу предоставляют дистанционные курсы.

Особой трудностью может стать неумелое либо нецелесообразное, беспорядочное применение компьютерных технологий в учебном процессе. Согласно материалам недавнего исследования, проведенного в Соединенных штатах журналом Education Week, ученики, проводящие слишком много времени за освоением учебного материала с помощью компьютера, могут в итоге получить более низкие итоговые оценки за выполнение тестов. Причина, по мнению координатора проведенного журналом опроса "Technology Counts '98" (Итоги применения технологий '98) Крейга Джералда (Craig Jerald), состоит в том, что часть проводимого за компьютером времени на самом деле посвящается далеким от обучения целям.

Согласно результатам исследования, уровень оценок оказался на 20% ниже для тех учащихся, которые чаще других пользовались установленными в учебном классе компьютерами. Частое использование домашнего компьютера приводило к еще более значительному снижению успеваемости - на 26%.

Кроме того, оказалось, что некоторые виды компьютерного обучения способствуют повышению итоговых оценок, тогда как другие - скорее ведут к их снижению. В целом, чем лучше был подготовлен учитель, тем выше оказывались и результаты учеников.

Глава 2. Применение компьютерных технологий в школе

§1. Компьютерные средства активизации работы учащихся на уроках математики

Известно, что учитель в процессе своей работы должен не только передавать учащимся определенный объем информации, но и стремиться сформировать у своих подопечных потребность самостоятельно добывать знания, применяя различные средства, в том числе компьютерные. Чем лучше организована самостоятельная познавательная активность учащихся, тем эффективнее и качественнее проходит обучение. Компьютер позволяет повысить самостоятельность работы учащихся, которая необходима для перевода знаний извне во внутреннее достояние школьника, учитель может варьировать формы контроля над усвоением учебного материала. Это можно проиллюстрировать использованием компьютера при изучении темы "Применение определенного интеграла к вычислению площадей" на уроках математики. Подходящим программным средством в качестве компьютерной поддержки темы может использоваться электронные таблицы EXCEL . Разработка в ней задачи интегрирования позволяет, во-первых, освоить многие операции, изучаемые в программном средстве по предмету информационных технологий, и, во-вторых, закрепить материал по интегрированию в приложении к вычислению площадей. Тем самым значительно сокращаются затраты учебного времени по общим предметам. Программная разработка в EXCEL состоит из набора изучаемых функций; степенных, показательных, тригонометрических, для которых предлагается ввести соответствующие числовые коэффициенты и пределы интегрирования. В соседний столбец для каждой функции выведены формулы для вычисления первообразных с указанными коэффициентами и пределами интегрирования. После выбора функций значения интегралов и соответствующих им площадей рассматриваются автоматически. На графики выводятся подынтегральная функция и первообразная. Таким образом, имеется возможность графически и численно проанализировать характер функций и влияние на значение площади, то есть выполнить компьютерное моделирование. Поскольку первообразные находятся учащимися "ручным" способом и в электронную таблицу вводятся предварительно выведенные формулы, то работа с компьютером не сводится к механическим операциям и предполагает углубленное знакомство со свойствами функций и приобретения навыков их интегрирования. При этом представляется возможным дифференцировать темпы работы, обеспечить ее вариативность. Освоение программной среды становится более заинтересованным и эффективным.

Кроме описанной технологии применения популярного программного обеспечения, на уроках математики возможно применение специализированных программ, таких как "Живая Геометрия" , "Курс математики 98" фирмы Компьюлинк, "Живая математика" фирмы Физикон, "Репетитор по математике" фирмы Кирилл и Мефодий, «Курс математики 2000 для школьников и абитуриентов». Применение таких программных продуктов позволяет визуализировать и сделать более наглядными многие математические понятия и абстракции, позволяют развивать пространственное воображение, организовывать контроль знаний. При применении их наряду с традиционными формами работы на уроке позволяют получать хорошие педагогические результаты. [4]

Компания «МедиаХауз» издала «Курс математики 2000 для школьников и абитуриентов», разработанный Л.Я. Боровским, построенный именно но такому принципу. Устанавливается программа довольно просто. После регистрации каждой темы появляется график, относящийся к какой-либо из входящих и нес задач, и окно, где можно выбрать эту задачу. Отметив требующуюся, следует указать вариант ее решения и максимально возможной оценки: автопилот (оценки нет), студент (три), доцент (четыре), профессор (пять). В процессе решения задачи требуется отвечать на задаваемые программой вопросы (выбрать один из нескольких вариантов или ввести формулу), которые ставятся на определенном этапе. На вопросы следует отвечать в течение определенного времени — каждая просроченная минута расценивается как ошибка. За каждый ответ проставляются оценки, которые заносятся в журнал. Все промежуточные преобразования программа выполняет и выводит на экран автоматически.

Данный продукт целесообразно использовать для того, чтобы быстро повторить некоторые разделы математики перед экзаменами, а также для выработки навыков решения задач.

Коротко о продукте: Курс математики 2000 для школьников и абитуриентов Л.Я. Боревского. Базовый — содержит электронный учебник-справочник по алгебре для средней школы и интерактивную систему решения задач. Курс математики 2000 для школьников и абитуриентов Л.Я. Боревского. Полный — включает большее количество задач, а также печатное учебное пособие.[5]

Свободное владение техникой построения графиков различных функций позволяет решать многие задачи в области математики и физики, а порой является единственным средством их решения. Учеников привлекает наглядность графического способа задания функции, т.е. возможность увидеть функциональную зависимость y=f(x), а умение строить графики функций представляет большой самостоятельный интерес.

§2. Компьютерные технологии на уроках физики

Исторически сложилось так, что в первую очередь внедрение компьютерной техники шло в области естественной науки, промышленности высоких технологий. Этим во многом обусловлено то, что с компьютером в наших школах плотно знакомы учителя физики, математики, биологии, сами зачастую в недалеком прошлом ученые. Во внедрении компьютерных учебных технологий в этих предметах и были сделаны значительные успехи.

Основными компьютерными технологиями на уроках физики и, возможно, астрономии, можно назвать:

· Компьютерное моделирование;

· Проведение модельных лабораторных работ;

· Использование гипертекстовый (контекстно-связанных) учебных пособий;

· Контроль знаний, тестирование;

Это деление довольно условно. Большинство программных средств объединяет в себе эти технологии. Среди них можно назвать такие как "Открытая физика", "Физика в картинках" (компания Физикон), "1С: Репетитор. Физика" (фирма 1С), "Курс физики для школьников и абитуриентов" (фирма МедиаХауз), "Физика в текстах, решениях и демонстрациях для школьников и абитуриентов" (Росучприбор) и многие другие. На уроке может быть организован как отдельный этап с использованием компьютерных средств, так и возможно проведение полностью компьютеризированного урока, правда, существуют нормы времени работы за компьютером, по которым это делать не рекомендуется.[6]

При обучении физике в средней школе, учитель обычно сталкивается со следующими трудностями:

· учащиеся не могут представить некоторых явлений, таких как явления микромира и мира с астрономическими размерами;

· при изучении некоторого материала изучение его затрудняется незнанием учащимися математического аппарата, с помощью которого материал может быть изучен на высоком теоретическом уровне (например, незнание основ дифференциального и интегрального исчислений при изучении механики);

· для изучения явления в школе не может использоваться какое-либо оборудование по причине его дороговизны, громоздкости или небезопасности (например, явления ядерной и квантовой физики);

· явление вообще нельзя наблюдать (например, демонстрация CPT-симметрии).

Обычно подобные вещи изучаются либо на низком научном уровне, либо объясняются на "на пальцах", либо вообще не изучаются, что ,безусловно, сказывается на уровне подготовки учеников.

Численное моделирование - сравнительно новый научный метод, получивший развитие благодаря появлению ЭВМ. Суть метода заключается в следующем: на основе известных законов уже изученных явлений создается математическая модель - абстрактный объект, подчиняющийся тем же законам. Математическая модель, описанная на языке ЭВМ, получает возможность "ожить". Изменяя некоторые входные параметры, экспериментатор может проследить за изменениями, происходящими с моделью. Изменяя время, можно пронаблюдать явление в динамике, причем масштаб времени модели может быть значительно меньше реального, что позволяет в течение нескольких минут пронаблюдать явление, на наблюдение которого в реальности пришлось бы затратить годы. Основное преимущество метода заключается в том, что он позволяет не только пронаблюдать, но и предсказать результат эксперимента при каких-то особых условиях. Благодаря этой возможности описанный метод нашел применение в биологии, химии, социологии, экологии, физике, экономике и многих других сферах знания.

Метод численного моделирования имеет следующие преимущества перед другими традиционными методами:

· дает возможность смоделировать эффекты, изучение которых в реальных условиях невозможно, либо очень затруднительно по технологическим причинам, позволяет моделировать и изучать явления, предсказываемые любыми теориями;

· является экологически чистым и не представляет опасности для природы и человека;

· обеспечивает наглядность;

· доступен в использовании.

Как было уже отмечено, кроме демонстраций, возможно применение компьютерного моделирования для проведения лабораторных работ, экспериментальная установка в которых представлена компьютерной моделью явления. Осуществление такого рода работ может быть продиктовано сложностью, дороговизной или небезопасностью оборудования и самого эксперимента. Таковы многие эффекты квантовой физики и физики ядра. Нередко проблемы, связанные с оборудованием, с которыми сталкивается преподаватель при проведении рядового лабораторного практикума, могут быть решены заменой его компьютерной лабораторной работой, хотя это, безусловно, имеет свои минусы.

Еще одна специфическая роль моделирования на компьютере может быть реализована в классах с углубленным изучением предмета, так как требует немалого времени, - это решение задач, близких к реальным условиям, но которые не могут быть решены с достаточной точностью аналитически. По сути- это задачи на решение численными методами. Подобного рода задачи собраны в задачнике "Задачи по физике для компьютера." Э.В. Бурсиана.

Такие занятия могут проводиться как практикум, в ходе которого ученики должны составить математическую модель изучаемого явления, реализовать ее на компьютере, а затем выполнить с такой моделью ряд экспериментов. При этом активизируются знания теоретического материала, ученик активно вовлекается в творческую деятельность, что существенно увеличивает результативность учебного процесса.

Практикум организуется как совокупность занятий по изучению основ физических теорий, математических методов, выполнить и в ходе теоретических занятий должны уяснить, как модели практикума могут быть реализованы, какие эффекты существенны в данном явлении, какие- не очень, и ими можно будет пренебречь, для каждой модели необходимо записать соответствующие законы физики.

Все это способствует закреплению у учеников знаний законов и более глубокому их пониманию, совершенствует навыки работы с математическим аппаратом. "Обратный эксперимент" способствует также развитию у учащихся теоретического мышления.

Помимо этого могут быть достигнуты и побочные, не имеющие к физике прямого отношения цели,- практикум по физическому моделированию не возможен без изучения методов вычислительной математики, и, конечно, основ программирования ЭВМ.

В методическом плане практикум по компьютерному моделированию преследует следующие цели:

· изучение физических законов;

· изучение математических методов физики;

· развитие теоретического мышления у учащихся;

· развитие представлений о макро- и микромирах и явлениях в них;

· воспитания у учащихся чувства рационального.

Такие практикумы имеют тесные межпредметные связи с курсами алгебры и начал математического анализа и основ информатики и вычислительной техники.

§3. Дистанционное образование школьников

Дистанционное обучение - универсальная форма обучения, базирующаяся на использовании широкого спектра традиционных, новых информационных и телекоммуникационных технологий, и технических средств, которые создают условия для обучаемого свободного выбора образовательных дисцлин, соответствующих стандартам, диалогового обмена с преподавателем, при этом процесс обучения не зависит от расположения обучаемого в пространстве и во времени. Можно назвать несколько уже сегодня успешно работающих центров дистанционного образования в нашей стране. Это центр "Махаон" МГУ, "Эйдос" академии среднего и специального образования, ИДО МЭСИ и ряд других.

Информационно-образовательная среда ДО представляет собой системно-организованную совокупность средств передачи данных, информационных ресурсов, протоколов взаимодействия, аппаратно-программного и организационно-методического обеспечения, и ориентируется на удовлетворение образовательных потребностей пользователей.

Дистанционное обучение от традиционных форм обучения отличают следующие характерные черты:

· Гибкость. Возможность заниматься в удобное для себя время, в удобном месте и темпе. Нерегламентированный отрезок времени для освоения дисциплины.

· Модульность . Возможность из набора независимых учебных курсов - модулей формировать учебный план, отвечающий индивидуальным или групповым потребностям.

· Параллельность . Параллельное с профессиональной деятельностью или учебой в других учебных заведениях, обучение.

· Охват . Одновременное обращение ко многим источникам учебной информации (электронным библиотекам, банкам данных, базам знаний и т.д.) большого количества обучающихся. Общение через сети связи друг с другом и с преподавателями.

· Экономичность. Эффективное использование учебных площадей, технических средств, концентрированное и унифицированное представление учебной информации и мультидоступ к ней снижает затраты на организацию учебного процесса.

· Технологичность . Использование в образовательном процессе новейших достижений информационных и телекоммуникационных технологий, способствующих продвижению человека в мировое постиндустриальное информационное пространство.

· Социальное равноправие . Равные возможности получения образования независимо от места проживания, состояния здоровья, элитарности и материальной обеспеченности обучаемого.

· Интернациональность. Экспорт и импорт мировых достижений на рынке образовательных услуг.

· Новая роль преподавателя . ДО расширяет и обновляет роль преподавателя, который должен координировать познавательный процесс, постоянно усовершенствовать преподаваемые им курсы, повышать творческую активность и квалификацию в соответствии с нововведениями и инновациями.

Качество ДО не уступает качеству очной формы получения образования, а улучшается за счет привлечения выдающегося кадрового преподавательского состава и использования в учебном процессе наилучших учебно-методических изданий и контролирующих тестов по тем или иным дисциплинам.

Методы обучения. Дистанционная форма включает пять общедидактических методов обучения:

· информационно-рецептивный,

· репродуктивный,

· проблемное изложение,

· эвристический,

· исследовательский.

Они охватывают всю совокупность педагогических актов взаимодействия преподавателя и обучающихся.

В образовательном процессе ДО используются как традиционные, так и инновационные средства обучения, основанные на применении компьютерной техники и телекоммуникаций, а также последних достижений в области образовательных технологий.

Комплекс материальных и технических средств, необходимых для обучения в соответствии с учебными программами включает в себя учебные и учебно-вспомогательные помещения; лабораторное оборудование, технические средства обучения, учебники, учебные пособия и другие учебно-методические материалы. Большая часть учебно-научной материальной базы образует виртуальную информационно-образовательную среду по причине удаленности ее слушателей.

Новые информационные технологии воздействуют на все компоненты системы обучения: цели, содержание, методы и организационные формы обучения, средства обучения, что позволяет решать сложные и актуальные задачи педагогики, а именно: развитие интеллектуального, творческого потенциала, аналитического мышления и самостоятельности человека.

При получении дистанционного образования средства обучения значительно шире и, кроме традиционных, включают такие, как:

· учебные электронные издания;

· компьютерные обучающие системы;

· аудио- видео учебные материалы и мн. др.

Электронные издания учебного назначения, обладая всеми особенностями бумажных изданий, имеют ряд положительных отличий и преимуществ. В частности: компактность хранения в памяти компьютера или на дискете, гипертекстовые возможности, мобильность, тиражируемость, возможность оперативного внесения изменений и дополнений, удобство пересылки по электронной почте. Это - автоматизированная обучающая система , которая включает в себя дидактические, методические и информационно-справочные материалы по учебной дисциплине, а также программное обеспечение, которое позволяет комплексно использовать их для самостоятельного получения и контроля знаний.

Аудио и видео учебные материалы - записываются на магнитные носители, аудио - и видеокассеты, и могут быть представлены обучаемому с помощью магнитофона, видеомагнитофона или лазерных компакт-дисков CD-ROM.

Компьютерные сети - средство обучения, включающее в себя различного рода информацию и совокупность компьютеров, соединенных каналами связи. Глобальная сеть INTERNET, является интегральным средством, широко используемым в ДО.

Таким образом, возможно, лет через 5-10, когда глобальная сеть станет доступна во всех уголках России, дистанционное образование может составить серьезную конкуренцию традиционным классно- урочным формам, особенно для детей- инвалидов и учеников сельской местности.[7]

Заключение

Компьютеры являются очень эффективной поддержкой при обучении и приобретении знаний в школе, при использовании их в качестве инструментов познания для отражения того, что студены выучили и что они знают. Вместо того чтобы использовать возможности компьютерных технологий для распространения информации, компьютеры должны использоваться во всех областях знаний в качестве инструментов, помогающих обучаемым вдумчиво и критически осмысливать представления, которые они изучают. Использование компьютера в качестве средства обучения путем применения прикладных программ в качестве формализмов представления знаний способствует более быстрому и более полному усвоению материала, чем при использовании всех имеющихся в настоящее время обучающих компьютерных программ.

Однако, как показывает практика, компьютер пока не стал полноценным средством обучения в школе. Это связано не только с проблемами, обозначенными в научной литературе. В частности, для достижения положительного эффекта от применения информационных технологий необходимо соблюдение определенных условий:

· временное . Каждый предмет школьной программы имеет свои организационно-методические и содержательные особенности, в соответствии с которыми должен быть выбран момент "включения" в него информационных технологий;

· техническое . Технические характеристики персональных компьютеров различны. В зависимости от круга задач, которые предполагается решать, необходимо подобрать компьютер и дополнительные устройства (такие как сканер, принтер, модем, наушники, микрофон и т.п.). Круг задач определяет предмет, в изучении которого применяется компьютер. Например: для работы на уроках изобразительного искусства или черчения потребуется более мощный компьютер чем, скажем, на уроках математики или информатики;

· организационное . При включении информационных технологий в процесс изучения предмета встает вопрос настройки программного обеспечения и наладки оборудования. Далеко не каждый учитель владеет навыками необходимыми для комплексного обслуживания компьютерного оборудования или для самостоятельной разработки образовательных средств. Поэтому очевидна потребность учителя в квалифицированном помощнике (например, в лице лаборанта или учителя информатики).

При соблюдении этих условий, по оценкам специалистов, современные информационные технологии могут служить действенным дидактическим средством. Проблемы применения компьютерных средств в процессе обучения во многом связаны с готовностью современного учителя к восприятию персонального компьютера как дидактического средства.

Совершенно необходимо изучение информационных технологий в школе не позднее, чем с 8-го класса, так как овладение ими является одним из условий удачного трудоустройства, а значит и залогом социальной защищенности учащихся.

Литература

1) Алексеев В.Д., Давыдов Н.А.,. Педагогические проблемы совершенствования учебного процесса на основе использования ЭВМ. М.:, ВПА, 1988 г.

2) Андреев А.А., Барабанщиков А.В. Педагогическая модель компьютерной сети // Педагогическая информатика № 2, 1995 г., с. 75-78.

3) Андреев А.А., Меркулов В.П., Тараканов Г.В. Современные телекоммуникационные системы в образовании // Педагогическая информатика № 1, 1995 г., с. 55-63.

4) Андреев А.А. Средства новых информационных технологий в образовании: систематизация и тенденции развития. В сб. Основы применения информационных технологий в учебном процессе Вузов. - М.: ВУ, 1995 г. с. 43-48.

5) Андреев А.А. Применение телекоммуникаций в учебном процессе. В сб. Основы применения информационных технологий в учебном процессе Вузов. - М.: ВУ, 1995 г.

6) Андреев А.А. Обзор телекоммуникаций в образовании. Публикация в сети ИНТЕРНЕТ на сервере Центра информатизации Минобразования ИНФОРМИКА. http:// www.informika.ru / windows / inftecn / intertecn / listint / html

7) Бабанский Ю.К. Методы обучения в современной общеобразовательной школе. -М.: Просвещение, 1985.

8) Бабанский Ю.К. Оптимизация учебно-воспитательного процесса. М:,1982

9) Бабанский Ю.К. Школа в условиях информационного взрыва// Перспективы. Вопросы образования., №2, -1983.

10)Беспалько В.П. Слагаемые педагогической технологии. М., Педагогика, 1989 г.

11)Давыдов Н.А. Педагогика -М: ИЭП, 1997, -134с.

12)М.А. Пчелин Математика 2000 МИР ПК, октябрь 2000

13)Калиновский И.В., Мороз В.К. Сравнительных анализ эффективности компьютерных коммуникаций в образовании. - м.: ИНИНФО, 1993 г.

14)Кривошеев А.О. Разработка и использование компьютерных обучающих программ // Информационные технологии - 1996 г., № 2, с. 14-17.

15)Материалы VIII-IX Международных Конференций "ПРИМЕHЕНИЕ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ОБРАЗОВАНИИ" Фонд новых технологий в образовании "Байтик" г.Троицк Московской области, 1997-98г. Internet: http://www.bytic.troitsk.ru/russian/conf.html

16)Марюков М.Н. Компьютерные обучающие системы в геометрии // Математика в школе. - 1997, №2 - с.35-37.

[1] Алексеев В.Д., Давыдов Н.А.,. Педагогические проблемы совершенствования учебного процесса на основе использования ЭВМ. М.:, ВПА, 1988 г

[2] Материалы VIII-IX Международных Конференций "ПРИМЕHЕНИЕ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ОБРАЗОВАНИИ" Фонд новых технологий в образовании "Байтик" г.Троицк Московской области, 1997-98г. Internet: http://www.bytic.troitsk.ru/russian/conf.html

[3] Алексеев В.Д., Давыдов Н.А.,. Педагогические проблемы совершенствования учебного процесса на основе использования ЭВМ. М.:, ВПА, 1988 г

[4] Марюков М.Н. Компьютерные обучающие системы в геометрии // Математика в школе. - 1997, №2

[5] М.А. Пчелин Математика 2000 МИР ПК, октябрь 2000, c144

[6] М.А. Пчелин Математика 2000 МИР ПК, октябрь 2000

[7] Андреев А.А. Обзор телекоммуникаций в образовании. Публикация в сети ИНТЕРНЕТ на сервере Центра информатизации Минобразования ИНФОРМИКА. http:// www.informika.ru / windows / inftecn / intertecn / listint /