Условия внедрения информационно-компьютерной технологии обучения

В Концепции модернизации системы образования нашей страны указано на необходимость информатизации образовательного процесса. Перед учебными заведениями поставлены следующие задачи:
– внедрение новых информационных технологий в учебный процесс; его информационное обеспечение с использованием современных средств телекоммуникации;
– использование в учебном процессе электронных учебников, обучающих компьютерных программ, мировых образовательных ресурсов на базе сети Интернет;
– организация проектной деятельности учащихся и преподавателей с использованием компьютеров;
– внедрение компьютерной системы мониторинга качества образования в каждом учебном заведении.
Перечисленные тенденции определяют одно из направлений в развитии новой образовательной системы. Принципиальное отличие новой системы образования от традиционной заключается в ее технологической базе.
Как известно, традиционная методика обучения опирается, в основном, на обучение «лицом к лицу», применение наглядных пособий и печатных материалов. Новая образовательная система ориентирована на реализацию высокого потенциала компьютерных и телекоммуникационных технологий. Компьютерная образовательная технология (электронное обучение) по сравнению с традиционной методикой обучения обладает рядом новых свойств и особенностей. Сюда относятся:
– возможность оперативной передачи на любые расстояния учебной информации любого вида (текстовой, графической, звуковой);
– хранение этой информации в памяти компьютера (учащегося, учителя или образовательной организации) в течение необходимого времени;
– наличие электронного учебника, включающего совокупность информационных, методических и программных средств, необходимых для реализации всех этапов процесса усвоения знаний, умений и навыков;
– индивидуализация обучения (при организации самостоятельной работы на занятиях или дома каждый учащийся работает за компьютером, изучает и усваивает учебный материал в индивидуальном темпе, выполняет индивидуальные задания);
– наличие обратной связи на основе контроля правильности выполнения каждого задания и исправления ошибок;
– автоматизированная обработка передаваемой и получаемой информации (хранение, распечатка, воспроизведение, редактирование);
– возможность доступа к различным источникам информации: электронным библиотекам, базам данных, лабораторным практикумам и т.д.;
– организация коллективных форм общения преподавателей с учащимися, учащихся между собой посредством теле- и видеоконференций (при дистанционном обучении).
Обучение с использованием компьютерных технологий должно быть направлено на достижение следующих целей:
– формирование у обучающихся системы знаний, умений и навыков, предусмотренных Федеральным государственным образовательным стандартом;
– обучение их практическим навыкам работы со стандартным программным обеспечением;
– освоение методов компьютерного моделирования изучаемых явлений, объектов, процессов, действий по решению учебных и исследовательских задач;
– улучшение качества обучения за счет мотивации и интенсификации самостоятельной работы обучающихся, доступа их к большему массиву научной и учебной информации, реализации принципов обратной связи, учета индивидуально-психологических особенностей каждого обучаемого, наглядности обучения;
– облегчение труда преподавателей за счет автоматизации некоторых видов контроля и оценки знаний и умений учащихся (вступительный, текущий тематический контроль);
– содействие культурному, эстетическому развитию учащихся на основе их приобщения к самой широкой информации эстетического гуманистического содержания.
Предпосылкой информатизации системы образования является создание в каж­дом учебном заведении информационно-образовательной среды. Под информационно-образовательной средой пони­ма­ется сис­тема информационного, технического, учебно-методического обеспечения образовательного процесса. Она представляет собой системно организованную совокупность средств передачи данных, информационных ресурсов, протоколов взаимодействия, аппаратно-программного и организационно-методического обеспечения, ориентированную на удовлетворение образовательных потребностей пользователей.
Материально-техническая база информационно-образовательной среды включает следующие составляющие: компьютерное и периферийное оборудование; программное обеспечение; каналы связи.
Техническое обеспечение образовательного процесса составляют также локальные компьютерные сети в учебных заведениях, а также выход в Интернет для подключения к открытым источникам информации. Для того, чтобы работать с материалами изучаемых предметов, обучающиеся должны иметь возможность пользоваться услугами Интернета дома или в специализированных компьютерных классах.
Значительно увеличивает возможности электронного обучения по ряду учебных дисциплин наличие периферийного оборудования. К необходимому периферийному оборудованию, активно используемому в системе образовании, относятся:
– периферийное оборудование общего назначения: веб-камера; принтер; сканер; цифровой фотоаппарат; цифровая видеокамера;
– специализированное оборудование, используемое при изучении отдельных предметов: цифровой микроскоп; комплекты цифровых датчиков для физики, химии и биологии; графический планшет; программируемые конструкторы; музыкальная клавиатура.
Как известно, в традиционном учебном процессе используются следующие средства обучения: печатные издания учебников, учебно-методических пособий, справочников и словарей; записи на доске, плакаты, раздаточный материал; диа- и кинофильмы, видеофрагменты и видеофильмы; стенды, модели, лабораторное оборудование,а также слово преподавателя.
В информационно-компьютерной технологии (при электронном обучении) кроме традиционных средств обучения, используется целый ряд новых средств, а именно: электронные издания учебников и учебно-методических пособий, информационно-справочные электронные издания, издания общекультурного характера средства Интернет (электронная почта, электронная библиотека и другие), виртуальные лаборатории и другие. Все эти средства можно объединить под названием «компьютерные обучающие системы».
Под электронными изданиями и ресурсами (ЭИР) обычно понимают информационные продукты, для воспроизведения которых нужен компьютер. Термин «ресурсы», кроме географии и экономики, стали широко применять в телекоммуникациях, добавляя определение «информационные». Информация хранится в памяти компьютера и может быть направлена для воспроизведения, как на экран данного компьютера, так и на экран любого другого компьютера, подключенного к общей сети.
Множество образовательных электронных изданий и ресурсов достаточно обширно и многофункционально. Различают ЭИР для школы (начальной, основной и полной), для профессионального образования (начального, среднего и высшего), а также для дополнительного образования и повышения квалификации.
Образовательные электронные издания и ресурсы делятся на учебные, информационно-справочные и ЭИР общекультурного назначения.
Учебные ЭИР обеспечивают программируемый учебный процесс. Они представляют собой электронные учебные пособия (обучающие программы), содержащие систематизированный материал в рамках учебных программ соответствующих дисциплин; предусматривают все виды учебной деятельности: получение информации, выполнение заданий для самостоятельной работы, практические или лабораторные занятия, выполнение контрольных заданий и т.д.
Информационно-справочные источники обеспечивают общую информационную поддержку. Это энциклопедии, справочники, словари, атласы, хрестоматии, нормативно-правовые сборники и другие. Они не всегда привязаны к определенной дисциплине и нацелены на использование в качестве исходного материала при решении творческих учебных задач.
Издания и ресурсы общекультурного характера предназначены для расширения культурной среды. Это издания, посвященные классикам мировой культуры, шедеврам архитектуры, живописи, музыки, кино, а также виртуальные экскурсии по музеям мира, путешествия по городам, странам и континентам. С помощью этих средств всем учащимся предоставляются равные возможности воспитания общей культуры, широты мировоззрения.
Отдельную группу в изданиях этого типа составляет ЭИР, направленные на здоровье нации: физическая культура, пропаганда здорового образа жизни, борьба с наркоманией и алкоголизмом. Кроме того, в этих изданиях обсуждаются проблемы преступности, вопросы патриотического и нравственного воспитания молодежи.
Существенным моментом является разграничение понятий «Электронная библиотека» и «Медиатека».
Электронная библиотека – это хранилище электронной копии текстовых материалов: книг, журналов, газет, рукописей, справочников и т.д.
Если хранилище объединяет аудио- и видеоматериалы, программные и информационные (например, база данных) продукты, а также комбинированные средства (например, мультимедиа), то соответствующим его названием является «Медиатека».
Комплект ЭИР может включать все необходимые учебные материалы для изучения и усвоения содержания отдельной дисциплины (лекционный материал, задачи, лабораторные работы, тесты и другие). Такой комплект называют электронным курсом.
Учебные электронные издания обеспечивают программируемый учебный процесс и предназначены для самостоятельного изучения и усвоения учебного материала. В очной форме обучения они применяются при решении задач на практических занятиях и выполнении домашних заданий. В системе дистанционного обучения электронные издания становятся основным источником учебной и научной информации. При этом учащиеся самостоятельно выполняют все виды учебной деятельности: определение целей и задач, первичное восприятие учебной информации, работа с первоисточниками, решение задач, написание рефератов и контрольных работ, выполнение виртуальных лабораторных работ и т.д.
Электронный учебник – это автоматизированная обучающая система, включающая в себя дидактическое, методическое и программное обеспечение для использования их в процессе самостоятельного изучения учебного материала по соответствующей дисциплине. Электронный учебник должен содержать весь комплекс учебно-методических, информационно-обучающих и контролирующих программ, необходимых для самостоятельного усвоения знаний, предусмотренных Федеральным государственным образовательным стандартом соответствующего уровня образования или профиля подготовки. В его структуру необходимо включить следующие взаимосвязанные блоки: 1) информационно-инструктивный блок; 2) блок входного контроля знаний студентов; 3) информационно-обучающий блок; 4) блок выходного контроля и оценки знаний и умений студентов.
Электронные издания учебного назначения, обладая всеми особенностями бумажных изданий, имеют ряд положительных отличий и преимуществ. В частности:
– компактность хранения в памяти компьютера или на диске;
– гипертекстовые возможности, мобильность, возможность тиражирования;
– возможность оперативного внесения изменений и дополнений;
– удобство пересылки учебной, методической или иной информации по электронной почте.
Есть еще один аспект – финансовый – использования электронных изданий: при их наличии отпадает необходимость обеспечения всех учащихся обычными учебниками. Дело в том, что по требованию Рособрнадзора образовательная организация должна иметь целую библиотеку учебников и учебных пособий по всем преподаваемым дисциплинам из расчета один учебник для двух студентов: причем эти учебники должны обновляться каждые 5 или 10 лет. Кроме того, периодически нужно обновлять литературу по общеобразовательному и гуманитарному циклу дисциплин, а также справочники. Думается, что в настоящее время такие требования не реальны и их нужно отменить (учитывая возможности тиражирования электронных изданий).
Электронные издания и ресурсы, прежде всего, выполняют те функции, которые не могут выполняться книгой (например, управление учебно-познавательной деятельностью студентов, автоматизированный контроль их знаний и другие).
Мультимедиа – это представление объектов и процессов не традиционным текстовым описанием, а с помощью фото, звука, видео, графики, анимации и т.д. (мульти-медильного, медиа-средства). Появляется возможность придать учебной информации дополнительные дидактически функции:
– иллюстрирование сложных физических, химических и других реакций мультимедийными средствами;
– использование оригинальных аудитивных материалов для формирования умений говорить на иностранном языке;
– использование разнообразных статичных и динамичных средств визуальной наглядности в различных курсах дистанционного обучения;
– самостоятельные проектные, творческие виды деятельности с использованием разнообразных мультимедийных средств;
– создание, форматирование и редактирование графических объектов творческих работ;
– организация виртуальных лабораторных, практических работ в различных областях знания;
– организация виртуальных экскурсий.
Качество электронного (компьютерного) обучения, определяемое уровнем усвоения студентом системы знаний, умений и навыков, в решающей степени зависит от содержания и структуры электронного учебника, от методов и приемов учебно-познавательных действий, предусмотренных обучающей программой.
Электронный учебник по существу должен моделировать совместную деятельность преподавателя или с одним учащимся (индивидуальное обучение), или с классом (групповое обучение) на разных этапах процесса обучения, начиная с постановки целей и познавательных задач, заканчивая контролем и оценкой знаний, умений и навыков каждого учащегося. Применение электронного учебника не означает вытеснение преподавателя из учебного процесса. Электронный учебник рассматривается нами как одно из эффективных средств обучения (инструмент), позволяющий гибко управлять учебно-познавательной деятельностью студентов. При этом меняются функции преподавателя; его информационная и контролирующая функция сокращается. На него возлагаются задачи разработки и совершенствования программных средств, организации самостоятельной или групповой работы студентов, их консультации, руководства учебно-исследовательской работой, самообразования и многое другое.
Степень участия преподавателя в учебном процессе (взаимодействия со студентами) зависит от форм обучения. Например, при очной системе он присутствует на каждом занятии, причем первичное ознакомление студентов с учебным материалом лучше осуществлять на лекционных занятиях. Электронный учебник должен использоваться на этапах закрепления знаний, решения задач, лабораторных работ, при самостоятельной работе и т.д.
Если же речь идет о заочной форме обучения, то доля аудиторных занятий под руководством преподавателя заметно сокращается. Студент-заочник преимущественно будет учиться с помощью компьютерной обучающей системы, т.е. по дистанционной форме. Возможность получения образования с использованием дистанционной технологии в домашних условиях, может быть реализована в большинстве случаев только при условии, когда для оснащения рабочих мест учащихся компьютерным и периферийным оборудованием, а также обеспечения канала связи используются средства родителей.
Массовое использование информационно-компьютерных технологий в общем и профессиональном образовании обусловлено наличием в учебных заведениях компьютеров в достаточном количестве, созданием и применением образовательных электронных изданий и ресурсов, включая ресурсы Интернет. Кроме того, в каждом учебном заведении необходимо иметь соответствующие учебно-методические пособия по применению этих средств обучения, как для преподавателей, так и для студентов. Возникает необходимость обучения преподавателей компьютерной образовательной технологии.
Для эффективного внедрения различных моделей электронного обучения кроме подготовки кадров, необходимо уделить большое внимание вопросам постоянной методической и консультационной поддержки преподавателей. Методическая и консультационная поддержка так же, как и обучение педагогов, должна охватывать технологические, методические и психологические аспекты электронного обучения, учитывать особенности различных моделей такого обучения.
Для методической поддержки также целесообразно использовать интернет-ресурсы организаций, занимающихся повышением квалификации (переподготовкой) педагогических кадров и социальных педагогических сетей. Эффективная методическая поддержка требует также разработки комплекта методических рекомендаций по использованию средств электронного обучения в различных типах образовательных учреждений и моделях электронного обучения.
Практика использования мультимедийных средств в вузах, техникумах и в отдельных школах показывает, что сочетание традиционной методики преподавания и информационно-компьютерной технологии повы­шает качество обучения. При этом возрастает скорость передачи информации за счет высокой информационной плотности мультимедиа среды. Использование аудио- и видеоинформации в процессе обучения повышает уровень усвоения учебного материала на 20 – 30%. С помощью этих средств появляется возможность моделировать реальные объекты, процессы и явления с целью их исследования.
Таким образом, с помощью мультимедиа, моделирования и путем взаимодействия учащегося со средствами обучения впервые получаем не описание реальности в символьных абстракциях (книга), и не только аудио, видео отражение объектов и процессов (кино, телевидение), а принципиально полную модель окружающего мира, которую можно характеризовать как адекватное представление реальности или «виртуальную реальность».
Необходимо отметить, что полиграфические и электронные издания сосуществуют в симбиозе, дополняя друг друга. Преимущества книги неоспоримы, она не требует никаких технических средств. Книга привычна и удобна всегда и везде. Однако учебный процесс предусматривает не только передачу теоретической информации, но еще практические и самостоятельные занятия по решению задач, проведение лабораторных работ, подготовку докладов к семинарским занятиям, проверку знаний студентов и т.д. В этих видах учебной дея­тельности книга дает достаточно мало. Ее главный недостаток – плохая передача аудиовизуальных образов и динамических процессов. Следующий за книгой уровень динамики – кино, телевидение также не дает достаточного образовательного результата. По существу, получается улучшенное представление процесса (отражение вместо описания); нельзя влиять на сам процесс (или объект, явления), невозможно его исследовать. Говоря современным языком, кино, видео, книга не интерактивны, не позволяют развивать активные формы обучения. Именно в зоне практических занятий, самостоятельной работы очевидны преимущества компьютера, электронных изданий и ресурсов.
Возможности системы электронного обучения непосредственно влияют на эффективность образовательного процесса. Используемая система должна удовлетворять описанным ниже требованиям по управлению курсами:
– разработчик курса должен иметь полный контроль над курсом: изменение настроек, правка содержания, обучение;
– преподаватель должен иметь все возможности по организации обучения (при необходимости внести изменения, например, добавить индивидуальное задание для учащегося);
– должна быть обеспечена возможность включения в курс большого набора различных элементов: ресурсы, форумы, тесты, задания, глоссарии, опросы, анкеты, лекции, семинары, базы данных, виртуальной белой доски, построения схем и другие;
– должна быть обеспечена удобная возможность редактирования текстов с помощью встроенного автоматического редактора;
– должны быть предоставлены различные способы оценивания работы обучающихся с возможностью создания собственных критериев для оценивания результатов обучения;
– все оценки должны собираться в единый электронный журнал, содержащий удобные механизмы для подведения итогов, создания и использования различных отчетов.
Важнейший компонент информационно-образовательной среды учебного заведения, реализующего модели электронного обучения, – информационная система. Она является одним из средств организации обучения и должна обладать следующими возможностями: обеспечивать управление содержанием образования, осуществлять учебное взаимодействие «преподаватель – обучающийся»; обеспечивать прозрачность образовательного процесса для администрации, педагогов, учащихся, родителей, органов управления образованием; формировать электронное расписание и доставлять его каждому участнику образовательного процесса через образовательный портал; вести учет результатов образовательного процесса в электронной форме (портфолио и электронный журнал) и электронные дневники.
Информационная система образовательной организации включает также сайт, на котором отражается вся информация о ее деятельности, начиная с истории создания учебного заведения. Особое значение имеют размещенные на сайте наименования направлений подготовки (специальностей), описание видов деятельности по ним, учебные планы и программы, информация о структуре учебного заведения и т.д.
Накопленный опыт применения компьютерной образовательной технологии в учебных заведениях различного уровня показывает, что она позволяет сократить время обучения за счет автоматизации трудоемких вычислений, расчетных и графических работ с помощью компьютера; демонстрировать аудиовизуальную учебную информацию; моделировать и имитировать сложные явления и процессы; проводить лабораторные работы, эксперименты и опыты в условиях виртуальной реальности; повысить интерес к изучаемым дисциплинам и процессу обучения за счет использования комплекса новых средств и методов обучения; организовать сеть дистанционного обучения и повышения квалификации педагогических кадров; формировать у учащихся умение добывать информацию из разнообразных источников, обрабатывать ее с помощью современных компьютеров, хранить и передавать на сколь угодно дальние расстояния; создавать подлинную языковую среду в условиях совместных международных телекоммуникационных проектов, телеконференций.