Интерактивные технологии в образовании

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского»

Арзамасский филиал

Физико-математический факультет

Кафедра информатики, теории и методики обучения информатике

Выполнил:

Шечков Е.А.,

студент V курса

очной формы обучения,

специальность/(направление) «Информатика с дополнительной

специальностью математика»

Выпускная квалификационная работа

Интерактивные технологии в образовании

Научный руководитель:

к.п.н., доцент

Кангина Л.М.

Рецензент:

кандидат педагогических наук,

доцент кафедры ТиМОИ

Допущен к защите

Заведующий кафедрой, уч. степень, уч. звание,

____________________________ Фамилия  И.О.

(подпись)

«____»_________________  2013 г.

Арзамас

2013

Содержание

Введение

Задачи и проблемы современного образования постоянно обсуждаются в нашей стране на самом высоком уровне. И это неудивительно, ведь сегодняшние школьники и студенты завтра будут строить будущее своей страны, укреплять ее престиж, повышать уровень жизни ее граждан. В настоящее время, когда образовательные стандарты постоянно повышаются, очевидно, что требуемые результаты не могут быть достигнуты с применением традиционных методов обучения. На помощь и педагогам, и ученикам приходят современные интерактивные образовательные технологии, реализация которых требует применения специально разработанного с этой целью оборудования.

В настоящее время понятие «интерактивные технологии в школе» наполнилось новым смыслом. Это не просто процесс взаимодействия учителя и ученика – это новая ступень организации учебного процесса, неотъемлемым элементом которого выступают специальные интерактивные доски, приставки, проекторы, и т.д. Путь, которым шли отечественные образовательные учреждения в течение многих лет – расширение объема знаний – в настоящее время не может считаться эффективным.

Необходимо увеличивать не количество знаний, а качество их усвоения и умение применять их на практике. Это подразумевает отказ от методов, требующих от ученика простого воспроизведения полученной информации. Сегодня от школьников и студентов вузов требуется еще и умение сразу же применять полученные знания и навыки на практике, а также создавать что-то новое на базе полученной информации. Этих целей практически невозможно достигнуть без использования методов обучения, которые делали бы учеников не пассивными слушателями, а активными участниками обучающего процесса. Именно такая возможность появилась с использованием современных интерактивных технологий обучения.

Наибольшую эффективность будет иметь такая система подачи знаний, которая предполагает не изложение готовой информации, а ее поиск, как организованный преподавателем, так и самостоятельный. Современные интерактивные технологии в образовании дают возможность применять с этой целью не только учебники, но и ресурсы Интернета. Кроме того, с их использованием может быть организовано взаимодействие как учителя и учеников, так и учеников друг с другом. А роль учителя, применяющего интерактивные технологии в преподавании, сводится не столько к простому изложению знаний, сколько к умению направить познавательные способности учащихся в нужное русло.

Применение интерактивных технологий в обучении практически не имеет ограничений. Отлично зарекомендовали себя интерактивные технологии в начальной школе, а преподаватели многих колледжей и вузов уже не мыслят организации эффективного учебного процесса без применения интерактивного оборудования, именно поэтому данная тема так актуальна.

Объектом  исследования является использование интерактивных технологий при обучении школьников информатике и ИКТ.

Предмет исследования: методика использования интерактивных технологий при обучении школьников информатики и ИКТ.

Цель  исследования: методические особенности применения интерактивных технологий на уроках информатики и ИКТ.

Задачи:

1. Рассмотреть использование интерактивных методов на уроках информатики и  ИКТ;
2. Рассмотреть роль информационных технологий в обучении школьников;
3. Изучить психолого-педагогическую и методическую литературу, посвященную использованию компьютеров в учебном процессе;
4. Изучить некоторые имеющиеся программные разработки в области компьютеризации учебного процесса при обучении информатики;
5. Выявить практическую значимость использования интерактивных технологий при обучении информатики;
6. Разработать конспекты уроков с использованием интерактивных технологий при обучении  школьников «Информатики и ИКТ».

Для решения поставленных задач были использованы следующие методы исследования:

1. Изучение и анализ научно-методической, психолого-педагогической, учебной и специальной литературы по проблеме исследования;
2. Изучение и анализ современного программного обеспечения и тенденций его развития;
3. Изучение и анализ учебников и учебных пособий по информатике для старшей школы;
4. Изучение и анализ педагогического опыта;
5. Изучение и анализ учебно-методической документации (учебных программ, планов, нормативных документов, методических руководств).

 Задачи исследования, их решения и  логическая последовательность определили структуру и содержание дипломной работы: введение, две главы, заключение, список используемой литературы.

Глава I. Теоретические основы интерактивного обучения

В данной главе будут рассмотрены основные интерактивные технологии в образовании, в частности на уроках информатики и ИКТ. Глава состоит из четырех пунктов.

1. Информатизация образования

Современное общество неразрывно связано с процессом информатизации. Происходит повсеместное внедрение информационных технологий. Одним из приоритетных направлений процесса информатизации современного общества является информатизация образования, т.е. внедрение средств новых информационных технологий в систему образования.

Информационная технология - это совокупность методов, производственных процессов и программно-технических средств, объективных в технологическую цепочку, обеспечивающую сбор, обработку, хранение, распространение и отображение информации с целью снижения трудоемкости процессов использования информационного ресурса, а так же повышения их надежности и оперативности [12, c. 169].

Современные новые информационные технологии обучения, исходя из принципов, сформулированных Б.Е. Патонов, В.И. Гриценко и Б.В. Паньшиным, определяется как совокупность внедряемых в системы организационного управления образованием и в системы обучения принципиально новых систем и методов обработки данных, представляющих собой целостные обучающие системы, и отображение информационного продукта (данных, идей, знаний) с наименьшими затратами и в соответствии с закономерностями той среды, в которой они развиваются.

Компьютерное обучение - такая система обучения, в которой одним из технических средств обучения выступает компьютер. Однако современные разнообразные технические средства обучения все больше развиваются на основе последних достижений макро- и микроэлектроники, поэтому многие специалисты предлагают использовать более общий термин - электронное обучение, т.е. обучение с помощью систем и устройств современной электроники. Различают два основных вида электронного обучения:

• рецептивное - восприятие и усвоение знаний, передаваемых с помощью аудиовизуальных средств (эпидиапроекторов, киноустановок, магнитофонов, видеомагнитофонов, телевидения и других подобных технических средств обучения);
• интерактивное - обучение в процессе взаимодействия человека и компьютера в диалоговом режиме, а также в системах гибридного человеко-машинного антропоцентрического интеллекта, в экспертных обучающих системах и др. [12, c. 170].

Информатизация образования - процесс довольно сложный и требующий определенного времени и поэтапности осуществления:

-Массовое освоение средств новых информационных технологий - создание компьютерных классов, средств телекоммуникаций, оперативной полиграфии, систем интерактивного видео, баз данных и программных средств путем базовой подготовки учителей и учащихся;

-Активное внедрение средств новых информационных технологий в традиционные учебные дисциплины, пересмотр содержания образования, разработка программного обеспечения, компьютерных курсов; видео- и аудиоматериалов на компактных дисках;

-Радикальная перестройка непрерывного образования, введение дистанционного обучения, смена методической основы обучения, замена вербального обучения аудиовизуальным.

Учителя уже стоят перед необходимостью освоения новейших технологий обучения, таких, как телеконференции, электронная почта, видеокниги на лазерных дисках, электронные книги для микрокомпьютеров, системы мультимедиа [6, c. 124]. Неизбежен пересмотр организационных форм учебного процесса путем увеличения доли самостоятельной, индивидуальной и коллективной работы учащихся, объема практических и лабораторных работ поискового и исследовательского характера, более широкого проведения внеаудиторных занятий. Эти тенденции усиливают также отчетливо осознаваемые как обществом, так и педагогами в смене образовательных парадигм. Учащиеся должны перестать пассивно, воспринимать готовые факты, законы, понятия, суждения, они все чаще будут ставиться в ситуации самостоятельного решения проблемных задач, т.е. начнет осуществляться переход на конструктивистский и коннективистский подходы к обучению. Первый предполагает значительное расширение самостоятельной поисковой деятельности учащихся, а второй - поиск обучаемыми связей между понятиями и явлениями, представляющимися на первый взгляд разрозненными и несвязанными между собой. Внедрение новых информационных технологий в учебно-воспитательный процесс приводит к коренному изменению функций педагога, который вместе с обучаемыми все более становиться исследователем, программистом, организатором, консультантом.

Введение технологии средств обучения в процесс обучения, которое многими исследователями определяется как технологическая революция в образовании, началось с разработки первых программ аудиовизуального обучения в 30-х годах в США. В школе эти средства появляются в 40-х годах. С середины 50-х годов намечается технологический подход к их использованию, теоретической базовой которого становиться идея программированного обучения [10, c. 321]. Разрабатываются аудиовизуальные средства, специально предназначенные для учебных целей: средства обратной связи, электронные классы, обучающие машины, лингафонные кабинеты, тренажеры и др. В 70-е годы усиливаются теоретическая разработка использования технических средств в процессе обучения и появляются новейшие средства, такие как видеомагнитофоны, карусельный кадропроектор, полиэкран, электронная доска и др. В 80-е годы стали создаваться дисплейные классы, увеличилось количество и качество педагогических программных средств, применение систем интерактивного видео. В 90-е годы в образовательных учреждениях стала использоваться мультимедийная аппаратура. Мультимедиа - современная компьютерная технология, позволяющая объединить в компьютерной системе текст, звук, видеоизображение, графические изображения и анимацию; создается VRML - язык моделирования виртуальной реальности.

Использование виртуальной реальности - интегративной технологии создания с помощью совокупности программных средств и разнообразных технических устройств иллюзии реальности происходящего в компьютерной среде и активного участия в ней пользователя - в педагогическом процессе порождается эффект присутствия, а это делает возможным изменить всю систему обучения и воспитания. Возникает возможность многие информационные материалы передавать обучаемому через его непосредственное соприкосновение с изучаемыми объектами и явлениями, проектировать воспитательные ситуации, в которых воспитаннику надо будет принимать какие-то решения и предпринимать определенные действия [23, c. 144]. Пока это почти фантастика, однако, уже обрисовываются достаточно сложные проблемы как медико-физиологические и психологические (нарушение зрения и вестибулярного аппарата, смещение событий из виртуальной реальности в реальный мир, что приводит затруднению процесса социализации и реадаптации и др.), так и этико-педагогические (ограничивать ли воспитаннику свободу выбора поступков в виртуальном мире, каковы нравственно-этические критерии оценки поведения ребенка в искусственном мире, есть ли возрастные ограничения использования виртуальных методик, как наладить создание и экспертизу сценариев виртуальных педагогических программных средств, используемых в педагогической практике и др.).

Уже сегодня можно утверждать, что внедрение новых информационных технологий обучения способствует:

1. Индивидуализации учебно-воспитательного процесса с учетом уровня подготовленности, индивидуально-типологических особенностей усвоения материала, интересов и потребностей обучаемых;
2. Изменению характера познавательной деятельности учащихся в сторону её большей самостоятельности и поискового характера;
3. Стимулированию стремления учащихся к постоянному самосовершенствованию и готовности к самостоятельному переобучению;
4. Усилению междисциплинарных связей в обучении, комплексному изучению явлений и событий;
5. Повышению гибкости, мобильности учебного процесса, его постоянному и динамическому обновлению;
6. Изменению форм и методов организации вне учебной жизнедеятельности воспитанников и организации их досуга[19, c. 111].

Таким образом, с помощью технологий обеспечивается возможность достижения эффективного результата (цели) в развитии личностных свойств в процессе усвоения знаний, умений, навыков.

1.2 Компьютер как средство обучения

Функции компьютера в системе образования весьма разнообразны - от управления органами народного образования в целом и отдельной школы до средств развлечения учащихся во внеурочное время. Если же говорить об основных функциях компьютера в учебном процессе, то он выступает как объект изучения и средство обучения. Каждой из этих функций соответствует свое направление компьютеризации обучения. Первая из них предполагает усвоение знаний, умений и навыков, которые позволяют успешно использовать компьютер при решении разнообразных задач, или, другими словами, овладение компьютерной грамотностью, которую называют нередко «второй грамотностью». Второе направление видит в компьютере мощное средство обучения, которое способно значительно повысить его эффективность. Указанные два направления и составляют основу компьютеризации обучения[24, c. 25].

Указанный аспект компьютеризации обучения охватывает первое ее направление, где компьютер выступает как объект изучения. Повсеместно введен новый учебный предмет «Основы информатики и вычислительной техники». Имеется и второе направление компьютеризации, в рамках которого компьютер рассматривается как средство обучения. С компьютеризацией обучения во всем мире связаны надежды повысить эффективность учебного процесса, уменьшить разрыв между требованиями, которые общество предъявляет подрастающему поколению, и тем, что действительно дает школа [9, c. 247].

Когда говорят о достоинствах применения компьютера в обучении, обычно имеют в виду, прежде всего возможность отображения информации на мониторе. Не только схемы, график, чертежи и прочая "скучная" символика, но и рисунки, движущиеся изображения, словно по мановению волшебной палочки возникают на дисплее - в цвете и со звуковым сопровождением, причем эти изображения может создавать и сам ученик. Часто указывают на возможность для школьника вести содержательную беседу, диалог с компьютером, причем ученик не, только отвечает на вопросы электронного педагога, но и сам может их ставить и даже вступать с компьютером в спор. Одно из наиболее плодотворных применений компьютера в обучении - использование его как средств управления учебной деятельностью школьников. Именно в этом качестве он может наиболее существенно повысить эффективность обучения.

Школьный компьютер дает возможность учащемуся выступить в роли пользователя современной вычислительной техники. Эта роль изменяет весь процесс обучения. Школьник, подобно конструктору, может теперь проектировать новые объекты и анализировать их. С помощью компьютера можно будет решать задачи на поиск и устранение неисправностей в различных технических системах, получить доступ к самой различной информации. Компьютер поможет превратить эту информацию в знания, сделать их средством деятельности ученика, которое он сможет применить в учении и в труде. Чтобы эффективно использовать компьютер в учебном процессе, необходимо решить множество проблем, в первую очередь психолого-педагогических [1, c. 418].

Основные цели компьютерной грамотности учащихся состоят в следующем. Прежде всего, надо обеспечить формирование знаний, умений и навыков, которые дают понимание возможностей компьютера и его влияния на общество в целом и на самого обучаемого. Последнее связано с пониманием того, как компьютер поможет решать разнообразные задачи, в том числе и учебные. Важнейшим компонентом компьютерной грамотности является формирование умений практически использовать компьютер при решении разнообразных учебных и трудовых задач с использованием современных средств математического обеспечения. В число этих задач обязательно должны входить задачи автоматизированного поиска информации [21, c. 48]. Компьютерная грамотность - это отнюдь не какая-то, пусть даже очень важная, добавка к системе знаний и умений, формируемых у учащихся в школе. Она должна входить в единую систему интеллектуального достояния школьника.

Есть ряд проблем общего характера, при решении которых полезно учесть опыт, накопленный в различных странах при создании аналогичных учебных курсов. В нашей стране он примыкает к предметам математического цикла. Усвоение многих тем опирается преимущественно на математику, учащиеся обучаются составлять программы решения главным образом математических и физических задач.

Чтобы решение задачи с помощью компьютера, с одной стороны, способствовало развитию мышления, а с другой - не вызывало дополнительных трудностей, обусловленных ограниченными возможностями компьютера, язык программирования должен быть удобным для:

1. Анализа и описания условия задачи;
2. Планирования решений;
3. Осуществления человеком решения задачи, включая и составление программы;
4. Контроля правильности решения в целом и отдельных его этапов [14, c. 59].

Кроме того, язык должен быть удобен для общения человека с компьютером (лингвистическим и естественным). Реализация требования психологической естественности языка программирования предполагает оптимальный выбор объекта преобразования (его называют операндом) и операций преобразования (операторов).

Дать общую оценку дидактических возможностей компьютера непросто, поскольку существует громадный разрыв не только между потенциальными и реальными возможностями, но и между возможностями различных обучающих систем. Обычно отмечаются следующие сильные стороны компьютера:

1. Новизна работы с компьютером вызывает у учащихся повышенный интерес к работе с ним и усиливает мотивацию учения;
2. Цвет, мультипликация, музыка, звуковая речь расширяют возможности представления информации;
3. Компьютер позволяет строить индивидуализированное обучение на основе модели учащегося, учитывающей историю его обучения и индивидуальные особенности памяти, восприятия, мышления;
4. С помощью компьютера может быть реализована личностная манера общения;
5. Компьютер активно включает учащихся в учебный процесс, позволяет им сосредоточить внимание на наиболее важных аспектах изучаемого материала, не торопит с решением;
6. На много расширяются наборы применяемых учебных задач;
7. Благодаря компьютеру учащиеся могут пользоваться большим объемом ранее недоступной информации [22, c. 15].

Когда говорят о недостатках компьютеров, нередко технико-экономические факторы ставят в один ряд с психолого-педагогическими. Не всегда отделяют частные ограничения, обусловленные теоретической концепцией авторов обучающих систем или отсутствием у них методического мастерства, от принципиальных ограничений компьютера. Перефразируя известное выражение, можно сказать, что недостатки компьютера - это не до конца реализованные его возможности. Прежде всего, это касается способов общения, распознавания ошибок и их причин, учета индивидуальных особенностей учащихся. Но и это нельзя считать принципиальными ограничениями компьютера. Многое объясняется недостаточной изученностью психолого-педагогических проблем обучения и психического развития школьников.

В настоящее время все согласны с тем, что учителя должны принимать самое активное участие в составлении обучающих программ. Это бесспорно, но нельзя признать верным мнение, будто учитель или группа энтузиастов смогут создать достаточно эффективные учебные материалы. Можно не сомневаться в том, что они создадут, например, программы направленные на усвоение некоторой темы или на выполнение лабораторной работы. Здесь требуется иной подход в разработке обучающих программ, обеспечивающий достижение многих, в том числе и отдаленных целей, предусматривающих построение модели учащегося и т.д. Поэтому на вопрос, может ли учитель самостоятельно создать программу компьютерного обучения для целого учебного курса, следует ответить так - может, если он является одновременно крупным специалистом соответствующей области знаний, психологом, дидактом, методистом, программистом. Если он к тому же владеет мастерством редактора, художника и может работать не мене часов в сутки. Только коллектив, куда входят специалисты указанных профилей, может взять на себя решение такой задачи, создать полноценные обучающие программы для школьников. Чтобы эффективно использовать компьютер в учебном процессе, учитель должен приобрести многие знания и умения. Первые шаги в этом направлении уже сделаны. В течение относительно короткого времени все преподаватели ОИВТ в нашей стране получили необходимую подготовку. Если речь идет о всеобщей компьютерной грамотности, то ею должны овладеть все учителя [25, c. 169]. Кроме того, те учителя, которые будут использовать компьютер в обучении, должны получить более основательную подготовку в этой области.

Так, для компьютерного обучения необходима такая трактовка метода обучения, которая допускает его операциональное описание и тем самым его технологизацию. Метод обучения реализуется, прежде всего: а) в системе обучающих воздействий; б) в способе включения учащихся в учебную деятельность; в) в "поле самостоятельности" учащегося (что характеризуется допустимыми отклонениями от нормативного способа решения учебных задач, при которых учащемуся не оказывается помощь); г) в организационных формах обучения и модальности обмена информацией между обучающим устройством и обучаемым.

Сфера применения и роль вычислительных машин в повышении эффективности деятельности человека должны быть раскрыты учащимся, прежде всего в процессе практического использования ЭВМ для решения разного рода задач в ряде учебных предметов. При этом необходимо, чтобы совокупность этих задач охватывала все основные области применения ЭВМ. Школьный компьютер может быть использован учащимися для вычислительной работы в курсах математики, физики, химии, анализа данных учебного эксперимента и поиска закономерностей при проведении лабораторных работ, исследовании функций в курсе алгебры, построении и анализе математических моделей [11, c. 89].

Возможность применения микро ЭВМ на уроках зависят от программного обеспечения машин. Все используемые на занятиях программы можно условно разделить на обучающие и учебные. Обучающие программы создаются для того, чтобы заменить учителя в некоторых видах его деятельности (при объяснении нового материала, закреплении пройденного, проверки знаний и т.п.). Цель учебных программ - помочь ученику в его познавательной деятельности, работе на уроке. Использование учебных программ осуществляется при участии и под руководством учителя. С помощью учебных программ можно выполнить разнообразные вычислительные операции, анализировать функции, строить и исследовать математические модели различных процессов и явлений, использовать графику машины для повышения наглядности изучаемого материала.

Разговор о месте компьютера в учебном процессе будет неполным, если не показать его возможности в познании учащимися самих себя, в осознании своей деятельности, качеств и личностной рефлексии. Значение ее в учебной деятельности трудно переоценить. Чтобы сформировать полноценную учебную деятельность, недостаточно выработать у учащегося систему знаний о предметном мире. Он должен овладеть своей деятельностью, знать, как он анализирует условия задачи, каковы его стратегии поиска решения, то есть у него должен выработаться рефлексивный механизм саморегуляции. В конце концов, всё это необходимо для формирования целостного представления о самом себе как о личности, становления устойчивого «образа Я» [2, c. 32].

С какого возраста можно обучать детей с помощью компьютера. При решении этого вопроса следует учитывать ряд факторов, причем не, только психологических. Имеет большое значение и количество компьютеров, и рост их дидактических возможностей. Если абстрагироваться от этого, то вряд ли можно говорить о каких-то противопоказаниях к применению компьютеров даже в младших классах. И теоретические доводы, и экспериментальные данные показывают, что при этом может быть получен значительный образовательный эффект. По-видимому, еще в нашем веке компьютером будут пользоваться даже первоклассники. Исследовательская работа в этом направлении весьма перспективна.