ЧЕРЕПОВЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Реферат по ТСО
Использование компьютера в учебно-воспитательном процессе
Студент группы9-ФИ-51
Миронов Е.Н.
Череповец
2004
Использование компьютера в учебно-воспитательной деятельности.
Персональныйкомпьютер — универсальное обучающее средство, которое может быть с успехомиспользовано на самых различных по содержанию и организации учебных ивнеучебных занятиях. При этом он вписывается в рамки традиционного обучения сшироким использованием всего арсенала средств обучения. ПК может способствоватьактивному включению учащегося в учебный процесс, поддерживать интерес,способствовать пониманию и запоминанию учебного материала.
Языкпрограммирования должен быть удобным для описания условия и анализа задачи,планирования ее решения, включая составление программы, чтобы решение задач спомощью компьютера, с одной стороны, способствовало развитию мышления, а сдругой — не вызывало дополнительных трудностей. Язык должен быть удобен дляобщения человека с компьютером.
Есликомпьютер используется только как средство учебной деятельности, то его функциимало чем отличаются от тех, которые он выполняет в рамках других видовдеятельности. Возможности применения значительны: от справочной системы досредства моделирования некоторых ситуаций.
Выполнениефункции обучения — наиболее существенная характеристика применения компьютера вобучении.
Задачиприменения компьютера в обучении:
1. обеспечение обратной связи впроцессе обучения;
2. обеспечение индивидуализацииучебного процесса;
3. повышение наглядностиучебного процесса;
4. поиск информации из самыхшироких источников;
5. моделирование изучаемыхпроцессов или явлений;
6. организация коллективной игрупповой работы.
Поцелям и задачам обучающие компьютерные программы делятся на иллюстрирующие,консультирующие, программы-тренажеры, программы обучающего контроля,операционные среды.
Однииз них предназначены для закрепления знаний и умений, другие ориентированы наусвоение новых понятий. Есть обучающие программы, которые позволяют учащимсястать непосредственными участниками открытий, композиторами или художниками.
Большимивозможностями обладают программы, которые реализуют проблемное обучение. Втрудовом и профессиональном обучении особенно полезны программы, моделирующие ианализирующие конкретные ситуации, так как они способствуют формированию уменияпринимать решения в различных обстоятельствах.
Игровыепрограммы способствуют формированию мотивации учения, стимулируют инициативу итворческое мышление, развивают умение совместно действовать, подчинять своиинтересы общим целям. Игра позволяет выйти за рамки определенного учебногопредмета, побуждая учащихся к приобретению знаний в смежных областях ипрактической деятельности.
Нередков одной программе соединяются несколько режимов (обучения, тренировки,контроля). Работая в режиме обучения, программавыводит на экран дисплея учебную информацию, задает вопрос на пониманиепредложенной информации. Если ответ неверен, машина или подсказывает, как найтиправильный ответ, или дает ответ и задает новый вопрос. В режиме тренажера выводятся только тексты вопросов, при ошибочномответе идет комментарий; результаты ответов не запоминаются, время ихобдумывания не ограничивается. В режимеконтроля варианты заданий подбираются компьютером, время обдумыванияограничивается, результаты ответов фиксируются, при ошибке дается правильныйответ и комментарий. По окончании выводится список тем, по которым быладопущена ошибка и которые стоит повторить, ставится отметка.
Такимобразом, компьютер в учебном процессе выполняет несколько функций: служит средством общения, создания проблемныхситуаций, партнером, инструментом, источником информации, контролирует действияученика и предоставляет ему новые познавательные возможности.
Способы использованиякомпьютера вкачестве средства обучения различны: это и работа всем классом и группами, ииндивидуальная работа. Перечисленные способы обусловлены не только наличием илинехваткой достаточного количества аппаратных средств, но и дидактическимицелями. Так, если в классе имеется только компьютер учителя или если учительставит перед собой задачу организации коллективной работы по поиску решениязадач, постановки проблемы и т. д., он организует работу класса на основеучительского компьютера. Такой подход в ряде случаев оказывается даже болеепродуктивным, чем индивидуальная работа учащихся с компьютером.
Впедагогическом процессе выбор способа использования компьютера стоит в прямойзависимости от дидактической задачи.
Основныеаспекты, которыми надо руководствоваться при анализе обучающей компьютернойпрограммы и ее применении:
психологический — как повлияет даннаяпрограмма на мотивацию учения, на отношение к предмету, повысит или снизитинтерес к нему, не возникнет ли у учащихся неверие в свои силы из-за трудных,непонятно сформулированных или нетрадиционных требований, предъявляемыхмашиной;
педагогический — насколько программа отвечаетобщей направленности школьного курса и способствует выработке у учащихсяправильных представлений об окружающем мире;
методический — способствует ли программалучшему усвоению материала, оправдан ли выбор предлагаемых ученику заданий,правильно ли методически подается материал;
организационный — рационально лиспланированы уроки с применением компьютера и новых информационных технологий,достаточно ли ученикам предоставляется машинного времени для выполнениясамостоятельных работ.
Компьютерыв обучении следует использовать только тогда, когда они обеспечивают получениезнаний, которые невозможно или достаточно сложно получить при бескомпьютерныхтехнологиях. Но очень важно обучение строить таким образом, чтобы ученикпонимал, что задачу решает он, а не машина, что только он несет ответственностьза последствия принятого решения. Школьники теряют интерес к работе, если вконце урока уничтожаются плоды их труда, поэтому необходимо использоватьвыполненную ими работу на уроках при создании программных продуктов илиразработке методических материалов.
Наиболееценными в учебном процессе оказываются программные средства без однозначнойлогики действий, жестких предписаний, средства, предоставляющие ученику свободувыбора того или иного способа изучения материала, рационального уровнясложности, самостоятельного определения формы помощи при возникновениизатруднений.
Извсех видов ТСО, применяемых до настоящего времени, только компьютер решаеттакие проблемы, как:
а)адаптивность учебного материала (в зависимости от индивидуальных особенностейучащихся);
б)многотерминальность (одновременная работа группы пользователей);
в) интерактивность(взаимодействие ТСО и учащегося, имитирующее в известной степени естественноеобщение);
г)подконтрольность индивидуальной работы учащихся во внеаудиторное время.
Компьютерыво многом способны решать те же методические задачи, что и традиционные ТСО. Нов условиях компьютерного обучения это делается на более мощной, совершенной ибыстродействующей технике. Компьютер реализует обучение в диалоговом (ТСО — учащийся) режиме. Компьютеризованные учебные материалы (учебные компьютерныепрограммы) способны полнее и глубже адаптироваться к индивидуальнымособенностям учащихся.
Этообусловлено спецификой компьютера какнового вида ТСО, которая состоит в следующем.
1. Значительный объем памятисовременных компьютеров, что позволяет хранить и оперативно использовать большиемассивы
учебной информации (формулировки заданий, тексты, упражнения, примеры иобразцы, справочную — корректирующую и консультирующую — информацию,разнообразные ремарки — реакции на те или иные действия учащегося).
2. Высокое быстродействиекомпьютера (сотни тысяч операций в секунду). Это позволяет значительно повыситьреактивность данного вида ТСО. В среднем скорость реакции ЭВМ на запрос илиответ учащегося составляет 1-3 секунды.
3. Способность анализироватьответы и запросы учащихся.
4. Диалоговый режим связиучебного материала (компьютерной программы) с обучаемым, который ведется,имитируя некоторые функции преподавателя. Только компьютер способен осуществитьстоль разнообразную по форме и содержанию связь с обучаемым (информативную,справочную, консультирующую, результативную, вербальную, невербальную — графика, цвет, звуковая сигнализация).
5. Наличие обратной связи, т.е. возможность осуществления коррекции самим обучаемым с опорой наконсультирующую информацию. Консультирующая информация выбирается из памятикомпьютера либо самим учащимся, либо на основе автоматической диагностикиошибок, допускаемых учащимся в ходе работы. Способ предъявления подобного родаинформации зависит от типа учебной компьютерной программы.
6. Адаптивность.Компьютеризованный урок проходит с учетом индивидуальных особенностей учащихся.Проработка (изучение, тренировка, повторение и контроль) одного и того жематериала может осуществляться: с различной степенью глубины и полноты,
в индивидуальном темпе, в индивидуальной (часто выбираемой самим учащимся)последовательности.
7. Возможность в автоматическомрежиме проводить многофакторный сбор и анализ статистической информации оработе класса, получаемой в процессе компьютеризованного занятия, без нарушенияестественности протекания урока. При этом компьютер способен фиксироватьдостаточно большое количество параметров:
· время, затраченное учащимися на работу со всей программой, группойзаданий или с каким-либо конкретным заданием или упражнением;
· количество верных/неверных ответов и их систематизация;
· количество обращений к справочной информации, а также характер наиболеечасто запрашиваемой помощи теми или иными группами обучаемых;
· количество попыток при выполнении заданий.
Этиданные помогают учащемуся внести коррективы в свою учебную деятельность, апреподавателю — выработать индивидуальный, подход как к отдельному обучаемому,так и к группе в целом.
Проблемавключения компьютера в процесс обучения связана не только с материальнымивозможностями того или иного образовательного учреждения, но и с решениемвопроса о возрасте, с которого ребенок начинает осваивать компьютер. Обучениеработе с ПК и мультимедийными технологиями с 9-10-х классов практическиперечеркивает все дидактические возможности использования компьютера в учебно-воспитательномпроцессе на более ранних этапах. Например, в детских садах, где применятькомпьютер может только воспитатель, компьютер практически превращается почти вобычное техническое средство с несколько более расширенными возможностями.Приобщать детей к компьютеру, видимо, целесообразно с дошкольного возраста, нонельзя допускать, чтобы даже более раннее введение информатики замыкалось наизучении самого компьютера и принципов его работы. Необходимо формироватьинформационную культуру учеников, позволяющую им использовать компьютерныетехнологии при изучении всех школьных дисциплин, во внеурочной и досуговойдеятельности. Школьники должны научиться оценивать ресурсы компьютерной техникии различать реально возможное и целесообразное в ее использовании.
Многиеавторы программ по информатике считают, что на начальном этапе обучения надопрежде всего развивать мышление, способное воспринять логику машинных программ.«Опоздание с развитием мышления — это опоздание навсегда. Поэтому дляподготовки детей к жизни в современном информационном обществе в первую очередьнеобходимо развивать логическое мышление, способности к анализу (вычленениюструктуры объекта, выявлению взаимосвязей, осознанию принципов организации) исинтезу (созданию новых схем, структур и моделей)»1. В связи с такойточкой зрения появилось много программ, методических разработок развивающихзанятий, книжек-раскрасок и других материалов, предназначенных для развитиялогического и алгоритмического мышления дошкольников и младших школьников.
Вуказанном выше сборнике программ есть и специальная программа для детей 5-7-хклассов по алгоритмике, преследующая подобные же цели (авторы С. К. Ландо, А.Л. Семенов). «Под способностью алгоритмически мыслить понимается умение решатьзадачи различного происхождения, требующие составления плана действий длядостижения желаемого результата»2.
Вначальной школе, как это вытекает из сказанного, необходимо научить детейэлементарным умениям пользования компьютером и развивать у них алгоритмическоемышление.
Средитех программ для детей, которые направлены не только на их развлечение, но и наразвитие, можно выделить несколько программно-методических комплексов илиобучающе-развивающих программ. Первыми для персональных компьютеров появилисьинтегрированные пакеты Роботландия и КиД (Компьютер и дети). Система Роботландия ориентирована надетей, начинающих изучать персональный компьютер, на младшую возрастную группу(обычно это начальная школа). Дети учатся управлять универсальным роботом,развивая алгоритмическое мышление и вырабатывая простейшие умения и навыкиработы с компьютером. Роботландия снабжена методическими материалами дляучителя. Вторая система — КиД, так жекак и программы фирмы «Никита», включает в себя обучающе-развивающие игры.Смысл игр заключается в том, чтобы научить детей алфавиту, счету, простейшимматематическим операциям. Так, система КиД применяется в основном длякомпьютеров с микропроцессорами до Репйшп и ориентирована на операционнуюсистему Dos, но в Ассоциации КиД продолжается разработка новых программныхпродуктов, пригодных для использования не только с дошкольниками, для которыхони первоначально были созданы, но и в начальной школе. Фирма «Никита»выпускает игры, которые имеют обучающе-развивающий подтекст и ориентированы какна операционную систему Dos, так и на Windows. Примерами могут служитьпрограмма «День рождения» — игра о дне рождения Винни Пуха, в которойразбираются простейшие слова английского языка; или программа «Волшебный сон»,мультимедийная игра-сказка с различными встроенными мини-играми, направленнымина освоение музыкальных нот, простейшего графического редактора, шарад,головоломок и т. д.
Вовсех подобных программах вводится на игровом материале понятие исполнителя. Всоставе программного обеспечения имеется несколько компьютерныхмоделей-исполнителей — «робот», «черепаха», «чертежник» и др. — с различнымифункциями, наборами команд и областями применения.
Занятия с черепашкойпреследуют цели:
а)развивать у детей представления о способах движения человека в пространстве;
б)подвести учащихся к знакомству с планированием при составлении программы,редактированием, исправлением ошибок как неотъемлемой и очень важной частьюпроцесса учения.
Языкданной программы Лого важен не в качестве языка программирования, а как средстворазвития личности, познания мира. Ребенок учится анализировать любую проблему,относиться к любой ошибке не как к катастрофе, а как к тому, что следует найтии исправить. Черепашка позволяет детям наиболее естественным путем осваиватьпространство и движение, развивать умения и навыки, необходимые для анализасодержания и структуры исходных данных. Учащиеся, освоив непосредственный ипрограммный режимы работы с черепашкой, получают представление об алгоритме какорганизованной последовательности команд. Такая деятельность формирует у детейумения и навыки, необходимые для решения задач, требующих продуманнойпоследовательности действий, анализа содержания и структуры исходных данных.Работая с Лого, дети учатся создавать процедуры, записывать их на диск ивызывать с диска, находить и исправлять ошибки в программе, конструировать изпростых геометрических фигур сложные, осваивают такие элементарные понятия, какпрограммирование, выполнение операций и др. В процессе обучения происходитадаптация ребенка к компьютерной среде, изучение элементарных основкомпьютерной грамотности.
ЯзыкЛого был разработан американским ученым Сеймуром Пейпертом в 80-х годахсовместно с коллегами в качестве конструктивной среды обучения детей начальнойшколы. Концепция Лого: ребенок обучается различным учебным предметам, обучаячерепашку. Некоторые разновидности черепашек обладают способностью изменятьсвой внешний облик, превращаясь во что угодно, по выбору их создателя. В средахЛого, населенных большим количеством черепашек, создаются сложныемультипликационные картины и игры. Дальнейшим развитием стала программаLogoWriter, содержащая возможности редактирования текста. В середине 80-х годовпоявился новый продукт в этой серии – Lego Logo. Это система, в которой Логосопрягается с блоками конструктора «Лего», оснащенными двигателями, датчиками иприводами. Дети, выстроив из них робота, машину, другое техническое устройствоили животное, начинают им управлять. Они могут исследовать поведениеискусственных организмов в различных средах обитания и их взаимодействие сдругими существами.
Школьники4~5-х классов с помощью этой среды могут не только ознакомиться в игровой формес основами геометрии и алгоритмического мышления, но и освоить нотную грамоту,что при обучении традиционными способами вызывает большие трудности.
Всередине 90-х годов появился еще один продукт из серии Лого -ЛогоМиры(МicroWorlds) (русская версия разработана Институтом новых технологийобразования). ЛогоМиры содержат множество дополнительных средств: инструментырисования и черчения, редактор форм, устройства для сочинения музыки иимпортирования графики и звука, возможность многозадачного режима работы, чтопозволяет создавать мультимедийные проекты, игры и имитации, мультипликационныесюжеты с двумя и более действующими лицами. Система StartLogo является версиейЛого, использующей в широких масштабах параллельные процессы: тысячи черепашекмогут функционировать параллельно, взаимодействуя друг с другом и с элементамисвоей среды. Есть и еще целый ряд модернизированных версий семейства сред Лого.Появился созданный русскими разработчиками набор проектов, основанных напрограммном обеспечении ПервоЛого.
Такимобразом, в начальной школе при наличии программного обеспечения компьютер можетиспользоваться практически на всех учебных предметах, начиная с обученияграмоте до написания и распечатки собственных сочинений, изучения математики,иностранного языка и освоения самого компьютера. Есть программы, которые учатраспознавать и понимать текст на этапе обучения чтению. На экране изображенынесложная картинка и под ней предложение.
Например:на картинке море и купающаяся девочка. Предложение: «Мальчик купается в реке».Если картинка и предложение совпадают, ученик вводит «да», если не совпадают — «нет». Если обнаруживается несоответствие, ребенок должен исправитьпредложение.
Итаких программ уже достаточное количество. Конкретная технология применениякомпьютера определяется на основе выше обозначенных общих психолого-педагогическихположений и исходя из содержания и методики, заложенной разработчиками в самупрограмму.
Вовсех классах можно использовать различные компьютерные программные продукты.Так, пользуясь системами обработки текста, учителя могут готовить контрольныеработы и другие материалы для своих учеников. При этом можно сделать разныеварианты, включить много дополнительных вопросов и заданий, которыевпоследствии легко расширять, обновлять, изменять. Ученикам можно датьдеформированные тексты: с пропущенными кусками, ошибками, неправильноиспользованными словами. Учащиеся на компьютере в текстовом редактореотредактируют текст. Есть программы, которые можно запустить только при условииввода правильно написанного слова.
Илитакое интересное задание.
Детямпредлагается загрузить готовый фрагмент из любого высокохудожественногопроизведения (А.Чехова, Ф.Ницше, Ф.Достоевского и т.д.). Затем надо изимеющегося текста сделать новый по заданной или выбираемой самостоятельно теме,соблюдая следующие правила: существительное заменяется на существительное,глагол — на глагол. Тексты принимаются только в нормально отформатированномвиде, после автоматического контроля орфографических ошибок.
Такаяработа может использоваться для выработки у школьников художественного стиля.
Ученикимогут совместно выполнять письменные работы. Работая над одним и тем жерассказом или статьей, школьники независимо друг от друга вносят изменения,печатают свои версии и сравнивают их с тем, что получилось у их соавторов.
Можносоздать программы, помогающие школьникам работать над текстами первоисточниковна уроках литературы.
Науроках иностранного языка можно использовать программы перевода, применятьсистему обработки текстов для сочинения рассказов на изучаемом языке.
Широкоеприменение в процессе обучения могут иметь графическиевозможности компьютера. Созданные компьютерами изображения и мультипликацияиспользуются в кинофильмах, телешоу, рекламе, играх. Машинная графика неограничена в своих возможностях: объекты графики могут появляться и исчезать,менять цвета, направление движения, превращаться в другие объекты и т. п. Наэкране можно смоделировать любой объект — от самого простого до самого сложного — и проверить его возможности,подвергнуть испытаниям на реальность функционирования. С помощью графическихпрограмм вычерчивают таблицы, графики, диаграммы и т. п. Электронные таблицыпозволяют решать задачи, при которых компьютер выступает в качествевычислительной машины, что дает возможность обрабатывать значительные объемыинформации. Существуют графические редакторы, позволяющие рисовать карты.
Всеэти возможности компьютерной графики позволяют использовать ПК и на математике,географии, физике, черчении, при изучении экономики, для достижения самыхразных дидактических целей: от введения в новый материал до обобщения иконтроля за усвоением знаний и выработкой умений и навыков.
Компьютерможет широко применяться и на уроках музыки. Уже говорилось о том, что спомощью компьютера можно учиться нотной грамоте, разбираться в звучании нот имузыкальных инструментов, играть на них, сочинять музыку, понимать разныемузыкальные стили. Кроме собственных возможностей по созданию звуков компьютерымогут управлять подключенными к ним специальными музыкальными инструментами. Спомощью компьютера можно создавать самые разнообразные звуковые эффекты: шумморя, рычание зверя, пение птиц, гул самолета и т. п.
Споявлением возможности трансляции черезкомпьютер видеоинформации программно-методическиесредства стали включать фрагменты документальных и художественных фильмов,музыкальные фрагменты. В обучающих программах воспроизводятся произведениялитературы, живописи, музыки (например, в сериях «Эрмитаж», «Музеи Кремля»,«Большой театр» и др.), что способствует гуманитаризации современногообразования.
Приизучении естественных наук можно использовать различные моделирующие программы.
Ученикис помощью компьютера могут создать любую экологическую модель с флорой ифауной, а затем, загрязняя водоем промышленными отходами, а атмосферу — вредными выбросами, наблюдать затрагическими последствиями этого. Потом они могут разработать программуспасения и охраны созданного природного уголка.
Существуютучебные программы по математике и физике, созданные как виртуальные конструкторы. Программный пакет «Живая геометрия» — этосреда, в которой учащиеся могут проводить собственные математические изыскания,ставить эксперименты, формулировать гипотезы, доказывать их или отвергать.Аналогичный программный продукт по физике — «Живая физика».
Дляизучения физики в старших классах разработан программно-методический комплекспо одному из самых больших разделов школьного курса «Электродинамика»,включающий 6 основных демонстраций (электрический ток в электролитах, работа имощность переменного тока и др.); 10 лабораторных работ (изучениеконденсаторов, мощность и КПД реальной электрической цепи и др.); 2экспериментальные и 11 задач, ориентированных на решение с помощью компьютера.Этот комплекс позволяет проводить в рамках программного материала принципиальнонеосуществимые в традиционных условиях учебные эксперименты, осуществлятьреальную дифференциацию обучения в процессе работы с экспериментальнымизадачами при неизменном ресурсе времени, избавляться от многочисленных рутинныхопераций и др.
Моделированиехимических реакций позволяет школьникам проводить опыты по смешиванию различныхрастворов и веществ. Моделирование в астрономии даст возможность разместитьзвезды на небосводе в соответствии с их положением в разные времена года.Совместно с учителем учащиеся могут разработать интересные модели по истории.
Науроках и во внеурочное время на компьютере можно создавать игры: соревнования,приключения, головоломки, вымышленные миры, писать фантастические рассказы. Виграх компьютер подсчитывает очки, следит за выполнением правил, проводиттехническую подготовительную работу. Многие игры могут носить образовательныйхарактер и использоваться на разных предметах. Занимательный материал могутразрабатывать как учителя, так и дети. В подобных программах учитываютсягибкость компьютеров и их способность к взаимодействию.
Однакоследует отметить, что разработка программы для ведения урока — довольно труднаязадача, требующая специальных знаний и совместных усилий педагогов, психологов,разработчиков программного обеспечения и программистов.
Вовторой главе были описаны такие вспомогательные устройства, используемыесовместно с компьютером или в дополнении к нему, как сканер, цифровые камера ифотоаппарат, устройства для ламинирования и брошюрования, принтер, ксерокс. Всеони помогут решить целый ряд возникающих в ходе учебного процесса проблем закороткое время, а иногда и на самом уроке.
Нокак бы ни были захватывающи и многофункциональны новые информационныетехнологии, роль учителя остается по-прежнему ведущей в учебном процессе, аученик по-настоящему превращается в субъект педагогического процесса. Всекомпьютерные программы разработаны с обязательным активным участием педагогов,что предопределяет влияние учителя даже в случае самостоятельной работы скомпьютерной программой. Не снижается и непосредственная значимость учителя впроцессе общения ученика с компьютером. Ученику без учителя трудно представить,что необходимо усвоить. Учитель решает, исходя из индивидуальных особенностейученика, какого характера программы более целесообразно использовать на том илиином этапе обучения -репродуктивные или проблемные, обучающие илипрограммы-тренажеры и т. д. Компьютер, высвобождая время учителя, выполняямногие рутинные работы, позволяет ему больше внимания уделять индивидуальнойработе с учащимися, творчески подходить к учебно-воспитательному процессу.Ученику всегда будет ценнее улыбка и живое поощрение учителя, чем изображениеулыбающегося человека на экране компьютера или формальная надпись: «Тымолодец!»
Осуществляяличностно-ориентированное обучение с использованием компьютера и новыхинформационных технологий, надо помнить о том, что необходимо обеспечивать ученику возможность реализацииличностных устремлений, индивидуальности, инициативы и самостоятельности.Особое значение приобретает формирование у него способности критическиотноситься к результатам, интерпретировать их, делать обобщающие выводы ипринимать самостоятельные решения. А учителюважно получать достаточно полную и объективную информацию о процессахличностного становления ученика, всячески содействуя этому процессу.
Оченьважно, чтобы ученик около компьютера не чувствовал зависимости от него,задавленности им. Он должен осознать и принять мысль, что управляет компьютеромчеловек, контролируя процесс от начала до конца.