демонстрация возможностей аппаратных и программных средств по обеспечению комфортности работы пользователя в области передачи и обработки информации; изучение сущности процессов передачи и обработки информации в ЭВМ; использование разнообразных средств ввода (вывода) информации в ЭВМ при изучении учебных предметов, в частности художественно - графического цикла. 4. 4. 3. Новое направление использования компьютера в учебном процессе открывает интеграция возможностей сенсорики (техники конструирования и использования датчиков физических параметров) и учебного, демонстрационного оборудования, сопрягаемого с ЭВМ. Датчики физических параметров - это устройства для получения информации о регулируемом физическом параметре или некотором процессе [2], [51]. С помощью датчика можно преобразовать неэлектрическую величину в адекватный ей электрический сигнал. Для того чтобы сигнал датчика (чаще всего аналоговый) можно было обработать на ЭВМ (или микропроцессоре), его представляют в цифровом виде с помощью интерфейсного устройства, которое включает в себя аналого цифровой преобразователь (АЦП). Использование датчиков и устройств для регистрации и измерения некоторых физических величин (например, величины светового потока, температуры, влажности) и устройств, обеспечивающих ввод и вывод аналоговых и дискретных сигналов, для связи с комплектом оборудования, сопрягаемого к ЭВМ, или оборудования на их базе позволяет визуализировать на экране ЭВМ различные физические закономерности в виде графиков, динамически изменяющихся в зависимости от изменения входных параметров [71], [73], [74], [81]. Реализуется это в виде аппаратно - программных комплектов или комплексов.

Цель использования комплекта датчиков и устройств, обеспечивающих получение информации о регулируемом физическом параметре или процессе, состоит в следующем:

изучение возможностей современных информационных технологий и области обработки информации о реально протекающих процессах;

овладение разнообразными методами обработки информации о реально протекающем процессе в реальном времени;

осуществление автоматизации процессов обработки информации, в том числе и результатов учебного эксперимента - как лабораторного, так и демонстрационного; предоставление учащимся возможности регистрации, сбора и накопления информации о некотором природном процессе, протекающем в реальном времени, и ее обработки для формулирования выводов и обобщений. 4. 4. 4. Реализация вышеизложенного предоставляет обучаемому инструмент исследования окружающей действительности, с помощью которого можно изучать развитие процессов, протекающих в реальной жизни; создавать модели изучаемых реальных процессов; исследовать их при изменяющихся внешних условиях; прогнозировать результаты развития изучаемых процессов и осуществлять с помощью компьютера проверку достоверности прогноза. Это переводит процесс обучения с уровня "сообщение суммы знаний - усвоение суммы знаний" на уровень "исследовательский подход и прогнозирование результатов экспериментально - исследовательской деятельности (Глава III, п. 4. 2. ), позволяет обучать учащихся самостоятельному "открытию" изучаемой закономерности, вырабатывать обобщенное представление об окружающем реальном мире.

4. 4. 5. Таким образом, реализация возможностей СНИТ обусловливает введение в процесс обучения принципиально нового (по педагогическим возможностям) учебного, демонстрационного оборудования, сопрягаемого с ЭВМ (см. : Структура Учебно - методического комплекса на базе СНИТ), которое обеспечивает: управление с помощью компьютера объектами реальной действительности(например, управление учебными роботами, имитирующими технические устройства и механизмы);

сбор, обработку и передачу информации о реально протекающем процессе; визуализацию в виде графиков, диаграмм (динамических, статических) изучаемых закономерностей; автоматизацию процессов обработки результатов учебного эксперимента; графические построения(например, конструирование разнообразных графических форм с помощью графического планшета).

4. 5. Вышеизложенное позволяет предложить систему средств обучения на базе НИТ нового поколения для поддержки процесса преподавания курса информатики.

Остановимся на перечислении особенностей использования системы средств обучения нового поколения, предназначенной для поддержки процесса преподавания курса информатики.

4. 5. 1. Использование системы средств обучения нового поколения позволяет организовать проведение следующих видовучебной деятельности со СНИТ, инвариантной относительно содержания учебных предметов:

деятельность по овладению пользовательскими навыками при работе с ЭВМ (загрузка ПС; владение клавиатурой и другими периферийными средствами для ввода (вывода) информации; владение языками программирования);

деятельность по использованию баз данных, баз знаний, экспертных систем, электронных таблиц, информационно - поисковых систем;

деятельность со средствами и устройствами периферийного оборудования современных ПЭВМ;

деятельность со средствами и устройствами учебного, демонстрационного оборудования, сопрягаемого с ЭВМ.

4. 5. 2. Поддержка процесса преподавания осуществляется с использованием не только ПМО, широкого набора средств обучения, функционирующих на базе НИТ. 4. 5. 3. Приобретение более глубоких знаний по информатике обеспечивает изучение возможностей современных информационных технологий и их использование в учебной работе.

4. 5. 4. Формирование общей культуры учебной деятельности, информационной культуры обучаемого и обучающего осуществляется на уроках информатики. 4 5. 5. Учитывая особенности использования системы средств обучения нового поколения и возможности учебного, демонстрационного оборудования, функционирующего на базе СНИТ, можно предложитьучебно - методический комплекс на базе СНИТ (Глава III. п. 2. 2. ) для изучения курса информатики.

При этом использование программного обеспечения курса информатики должно быть ориентировано на: поддержку процесса изучения курса информатики (изучение теоретических вопросов, выработка умений и навыков общения с ЭВМ); формирование специфических умений и навыков общения со СНИТ, развивающих культуру учебной деятельности и способствующих общему развитию учащихся;

обеспечение автоматизации процессов обработки информации и управления обучением, а также контроля и оценки результатов обучения. В свою очередь использование учебного, демонстрационного оборудования, которое функционирует на базе СИИТ, в процессе изучения курса информатики должно быть ориентировано на осуществление информационно - учебной (Глава I, п. 1. 2. ) и экспериментально - исследовательской (Глава III, п. 4. 2. ) деятельности, а также разнообразных видов самостоятельной работы по обработке информации, в том числе о реально протекающих процессах.

5. Перспективные направления разработки и использования средств новых информационных технологий в образовании

Последние десятилетия интенсивного развития информатики как науки и как реального инструмента социального прогресса характеризуются созданием принципиально новых средств обработки информации, инициирующих формирование перспективных педагогических технологий, ориентированных на интеллектуальное совершенствование обучаемого. Перейдем к рассмотрению основных перспективных направлений использования средств новых информационных технологий в сфере образования.

5. 1. Широкие возможности предоставляют частным методикам перспективы использования экспертных обучающих систем (ЭОС).

Идея разработки и применения ЭОС основывается на реализации возможностей экспертных систем - систем искусственного интеллекта, которые используют знания из достаточно узкой предметной области [28], [40], [58], [60], [63]. Условно экспертные системы подразделяют на две группы: в первой используются рассуждения, основанные на вероятностных соображениях; во второй таковые рассуждения не используются. В соответствии с обучающими функциями, которые должны реализовывать ЭОС, целесообразно реализовать возможности второй группы экспертных систем, в которых рассуждения основываются на строгой логике. При этом ЭОС должна обеспечивать ответ на запрос обучаемого и решение из определенной предметной области. Являясь средством представления знаний, ЭОС организует диалог между пользователем и системой, способной по его требованию объяснить ход рассуждений при решении той или иной учебной задачи в виде, понятном обучаемому.

    Формируется ЭОС как совокупность трех подсистем:

подсистема общений (машина ввода + модуль извлечения знаний), подсистема объяснений (интерфейс),

    подсистема накопления знаний (база знаний).
    ЭОС располагает возможностью обеспечения:

пояснения стратегии и тактики решения задач изучаемой предметной области при диалоговой поддержке процесса решения;

контроля уровня знаний, умений и навыков с диагностикой ошибок по результатам обучения (Глава I, п. 2. 2. 3. ) и оценкой достоверности контроля; автоматизации процесса управления самой системой в целом.

Ориентируя обучаемого на самостоятельную работу, ЭОС инициирует развитие процессов познавательной деятельности, повышает мотивацию обучения за счет вариативности самостоятельной деятельности, возможности самоконтроля и самокоррекции.

5. 2. Эффективным средством представления знаний может служить учебная база данных (УБД), ориентированная на некоторую предметную область. Возможности УБД:

формирование наборов данных (по определенным признакам), то есть возможность создания, сохранения и использования данных, информации, включая и фактографическую, выбранной по конъюнкции и (или) дизъюнкции признаков;

обработка имеющихся наборов данных осуществление поиска (выбор, сортировка), анализа и модификации информации по заданным признакам; использование модуля сервисной технологии, позволяющего применение редактора образов и редактора текста, контроля результатов решений, регламента работы.

Исследуя ВОЗМОЖНОСТИ использования УБД в учебном процессе, необходимо отметить, что консервативные свойства УБД преобладают над динамическими. Это приводит к превалированиюдекларативного представления информациинад процедурным (декларативным назовем представление информации, характеризуемое тем, что основная часть информации представляется в виде статической совокупности фактов, которыми можно манипулировать с помощью небольшого набора универсальных процедур).

Подытоживая вышеперечисленные возможности, использование УБД можно рекомендовать в процессе самостоятельной работы по обработке информации(например, в процессе поиска необходимой информации по определенным признакам, ее анализа, модификации информации при заполнении УБД новым содержанием). 5. 3. Возможности учебной базы знаний (УБЗ), ориентированной на некоторую предметную область, предполагают реализацию идеи самообразования на основе выбора обучаемым приемлемого для него режима учебной деятельности.

    В УБЗ предполагается наличие:

учебной базы данных определенной предметной области, содержащей описание основных понятий предметной области, определений; стратегию и тактику решения задач; комплекс предлагаемых упражнений, примеров или задач данной предметной области;

методики обучения, ориентированной на некоторую модель обучаемого, содержащей информацию об уровнях знаний обучаемого (как начальном, промежуточных, так и сформированного в процессе обучения); базу данных ошибок обучаемого, содержащую перечень возможных ошибок и информацию для их исправления; базу данных, содержащую перечень методических приемов и организационных форм обучения.

Вышеперечисленные возможности УБЗ позволяют организовать диалог, обеспечить получение ответа на запросы пользователя по извлечению соответствующей информации, имеющейся в базе данных. При этом обеспечиваются:

    проверка правильности ответов обучаемого;
    формирование (при необходимости) правильных ответов;
    управление процессом обучения.

Для реализации вышеназванного необходимо наличие в УБЗ, как минимум, одного языка запросов для доступа пользователя к базе данных. Реализация сценария обучения обычно производится специальной управляющей программой.

По своим дидактическим возможностям обучающие программные системы (типа ЭОС, УБД, УБЗ) наиболее близко подходят к естественному обучению "учитель - ученик". Их использование обеспечивает организацию процесса самообучения в рамках методической системы, "заложенной" в той или иной обучающей системе. Прогнозируя педагогическое воздействие обучающих систем, можно говорить о возможности выработки с их помощью умения самостоятельного переноса усвоенных знаний н новую ситуацию; видения новой функции известного объекта; видения структуры объекта и вариантов методов решения поставленной задачи. Использование возможностей интеллектуальных обучающих систем (Intelligent Tutoring Systems), систем искусственного интеллекта в обучении (Artificial Intelligence and Education) позволяет реализовать вышеизложенное и вплотную подойти к решению проблемы моделирования процессов познавательной деятельности обучаемого. Как показывают отечественные и зарубежные исследования, в настоящее времяразработка программных средств учебного назначения, реализующих возможности систем искусственного интеллекта, является одним из перспективных направлений использования СНИТ в образовательных целях.

Вместе с тем, создавая обучающие системы (типа ЭОС, УБД, УБЗ), оказывающие определенное педагогическое воздействие, необходимо, во - первых, учитывать начальный уровень обучаемого и его мотивационную готовность к общению с системой; во вторых, прогнозировать результаты педагогического воздействия, предусматривая, какие знания, умения, навыки должен или может приобрести обучаемый, какое развивающее воздействие на него окажет общение с системой и какова целесообразность этого воздействия; в - третьих, обеспечивать вариативность в подаче учебного материала (визуально - объяснительная, описательная, проблемная и т. д. ); в - четвертых, обеспечивать деятельностный подход к обучению; в пятых, предусматривать возможность поэтапного отслеживания продвижении обучаемого в учении.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25