Использование мультимедийной и интерактивной техники при обучении информатике учащихся основной школы

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

По теме: «Использование мультимедийной и интерактивной техники при  обучении информатике учащихся основной школы»

Содержание

Введение

Глава 1. Курс информатики  и особенности использования  мультимедийной и интерактивной  техники в школе

1.1 Особенности обучения  информатике

1.2 Мультимедийная и интерактивная  техника

1.3 Мультимедийное программное  обеспечение

1.4 Особенности использования  мультимедийной и интерактивной  техники в обучении

Глава 2. Методика обучения информатике  в основной школе с применением  мультимедийной и интерактивной  техники

2.1 Отбор содержания обучения  разделу «Аппаратные и программные  средства ИКТ» курса информатики

2.2 Создание учебного материала  для проведения уроков информатики  с помощью мультимедийной и  интерактивной техники

2.3 Разработка методов  обучения информатике школьников  с использованием мультимедийной  и интерактивной техники

2.4 Экспериментальная проверка  эффективности применения разработанной  методики

Заключение

Библиография

Введение

Актуальность проблемы.

В современном мире для  любой организации, в том числе  и школы уже недостаточно просто приобрести проектор или экран. Мы живем  в эру информатизации. Одним из направлений которой становится процесс информатизации образования. Предполагающий использование возможностей применения мультимедийной и интерактивной  техники, методов и средств информатики  для активизации процессов развития наглядно-действенного, наглядно-образного, теоретического типов мышления; для  развития творческого, интеллектуального  потенциала обучаемого. Способностей к коммуникативным действиям; для  интенсификации всех уровней учебно-воспитательного  процесса, повышения его эффективности  и качества. Поэтому компьютер  является центральной фигурой в  данном процессе. А также дополнительное оборудование, которое помогает перевести  обучение на новый уровень. Всему  этому способствует внедрение в  учебный процесс не только компьютеров, но и мультимедийной и интерактивной техники, такой например, как: мультимедийные проекторы и интерактивные доски.

В соответствии с приоритетным проектом развития образования в  школах стали появляться интерактивные  доски, мультимедийные проекторы и  т.д. Таким образом, применение их на уроке информатики и ИКТ не является сегодня экзотикой, и, наверное, впервые техническое оборудование школ в целом и кабинета информатики  в частности, осуществляется быстрее, чем дидактическое сопровождение  этого процесса.

В современной школе применение информационно-коммутационных технологий (ИКТ) на уроке становится очень распространенным явлением. И правильное использование  в учебном процессе компьютера, который  является наивысшим техническим  средством обучения, позволяет осуществлять учебный процесс в новых условиях, когда учитель перестает быть единственным источником информации для  учащихся. В этом учителю помогает новое современное техническое  средство – интерактивная доска, которая сменила меловую и  маркерную доски.

Появилась возможность использовать мультимедийную и интерактивную  технику на уроках информатики и  ИКТ, но уровень и качество использования  говорят о необходимости дальнейшего  исследования проблемы. В настоящее  время большинством педагогов не выяснен смысл понятий, связанных  с мультимедиа, не говоря уже о  четко выстроенной технологии. Актуальным является продолжение обсуждения данной проблемы использования мультимедийной и интерактивной техники на уроках информатики и ИКТ. Таким образом, стоит отметить необходимость и  новизну написания работ по данной тематике.

Цель дипломной работы: разработать методы обучения информатике  и ИКТ с использованием мультимедийной и интерактивной техники.

Объект исследования: система  обучения информатике и ИКТ учащихся основной школы.

Предмет исследования: методы обучения информатике и ИКТ с  использованием мультимедийной и интерактивной  техники.

Гипотеза исследования: внедрение  и разработка методов использования  мультимедийной и интерактивной  техники в процессе обучения учащихся основной школы на уроках информатики  и ИКТ способствует повышению  активности учащихся на уроках и, как  следствие, повышению эффективности  обучения информатике.

В ходе выполнения дипломной  работы были поставлены следующие задачи:

проанализировать научную  литературу по теме дипломной работы;

отобрать содержание обучения разделу «Аппаратные и программные  средства ИКТ» курса информатики;

разработать учебный материал для проведения уроков информатики  в условиях использования мультимедийной и интерактивной техники;

разработать методы обучения информатике школьников,предусматривающие  использование мультимедийной и  интерактивной техники;

экспериментально проверить  разработанную систему обучения.

В ходе написания дипломной  работы были использованы следующие  методы:

анализ научной литературы;

разработка материалов по теме дипломного проекта;

проведение эксперимента.

Новизна дипломной работы состоит в рассмотрении мультимедийной и интерактивной техники в  качестве средства обучения информатике, в обосновании возможности ее использования в учебном процессе, в разработке новых методов обучения информатике и ИКТ.

Практическая значимость работы состоит в том, что в  работе рассмотрены преимущества использования  мультимедийной и интерактивной  техники, выступающих в качестве средств, позволяющих использовать мультимедийные учебные презентации  и интерактивные учебные пособия  для объяснения нового учебного материала, закрепления знаний по информатике  и ИКТ в рамках обучения разделу  «Аппаратные и программные средства ИКТ». В ходе исследования усовершенствована  система обучения информатике и  ИКТ с использованием мультимедийной и интерактивной техники, что  было выражено в:

создании учебного материала  для проведения уроков информатики  с помощью мультимедийной и интерактивной  техники;

разработке методов обучения информатике с помощью мультимедийной и интерактивной техники.

Глава 1. Курс информатики  и особенности использования  мультимедийной и интерактивной  техники в школе

Классические символы  школьной жизни - доска и мел - безнадежно устаревают. На смену им приходят высокотехнологичные  интерактивные доски. Использование  интерактивной доски на уроке - это  не только возможность увлечь школьников интересным материалом, но и самому учителю по-новому взглянуть на свой предмет.

Данное новшество прогресса  позволяет, превратить порой скучный  процесс обучения в интересное исследование. Мультимедийная и интерактивная  техника способна преобразить любой  учебный процесс, но не стоит забывать, что все хорошо в меру.

Формирование информационной культуры закладывается в школе  в результате изучения новых направлений  информатики. К этим направлениям относятся: телекоммуникации, локальные и глобальные сети, распределенные вычисления и  базы данных, мультимедиа и гипермедиа технологии. Внедрение новых технологий требует постоянного обновления идей и содержания школьного образования, а также подготовки новых педагогических кадров, способных детально изучать  и внедрять эти технологии в образование. Постановка проблемы и начальные  этапы ее реализации были осуществлены в восьмидесятых годах двадцатого века А.П. Ершовым, Б.С. Гершунским, Е.И. Машбиц, Н.Ф. Талызиной и другими  учеными. Тем не менее, вопросы применения мультимедийных технологий в процессе обучения остаются открытыми. Использование  мультимедийных технологий в обучении подразумевает, что выпускники общеобразовательных  школ должны владеть механизмами  поиска, анализа и сбора информации, должны уметь зрительно воспринимать выражение идей, понятий, процессов  и уметь выражать свои идеи через  использование различных видов  информации. Мультимедийные технологии, которые соединяют в себе и возможность одновременного получения образа объекта, процесса в различных информационных представлениях: графика, звук, видео, и реализации динамизма движения, преобразования объектов в виде анимации, что повышает эффективность обучения.

При этом возникают трудности  внедрения интерактивных мультимедийных технологий в процесс обучения: учителям приходится работать с программным  обеспечением, созданным инженерами для всеобщего использования. Как  правило, оно не учитывает ни психолого-педагогических, ни методических, ни организационных  особенностей учебного процесса, не поддерживает школьных стандартов, не связано с  учебными и рабочими планами. Учителям для использования мультимедийных технологий самим приходится адаптировать их для интеграции в учебный процесс.

Работа с интерактивной  доской предусматривает простое, но творческое использование материалов. Файлы или страницы можно подготовить  заранее и привязать их к другим ресурсам, которые будут доступны на занятии, этого можно добиться на уроках информатики и ИКТ. Преподаватели  говорят, что подготовка к уроку  на основе одного главного файла помогает планировать и благоприятствует течению занятия.

При использовании интерактивной  доски значительно повышается эффективность  урока за счет инновационной наглядности  изучаемого материала; возможности  показа сложных процессов и объектов в динамике их виртуального изменения; повышение интереса и учебной  мотивации, учащихся к изучению учебного предмета в частности информатики  и ИКТ.

1.1 Особенности обучения  информатике

Говоря о преподавании информатики, следует первоначально  изучить нормативную документацию, а именно стандарты образования.

В данном документе идет речь не только о перечне необходимых  ЗУН учащихся, но и о возможном  техническом оснащении уроков информатики. Например, использование в преподавании курса «Информатики и ИКТ» специальных  технических средств и новейшего  оборудования, таких как интерактивные  доски и мультимедийные проекторы.

СТАНДАРТ ОСНОВНОГО ОБЩЕГО ОБРАЗОВАНИЯ ПО ИНФОРМАТИКЕ И  ИКТ:

Изучение информатики  и информационно-коммуникационных технологий на ступени основного  общего образования направлено на достижение следующих целей:

• освоение знаний, составляющих основу научных представлений об информации, информационных процессах, системах, технологиях и моделях;

• овладение умениями работать с различными видами информации с помощью компьютера и других средств информационных и коммуникационных технологий (ИКТ), организовывать собственную информационную деятельность и планировать ее результаты;

• развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей средствами ИКТ;

• воспитание ответственного отношения к информации с учетом правовых и этических аспектов ее распространения; избирательного отношения к полученной информации;

• выработка навыков применения средств ИКТ в повседневной жизни, при выполнении индивидуальных и коллективных проектов, в учебной деятельности, при дальнейшем освоении профессий, востребованных на рынке труда.

ОБЯЗАТЕЛЬНЫЙ МИНИМУМ  СОДЕРЖАНИЯ ОСНОВНЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ  ПРОГРАММ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ.

Представление информации. Информация, информационные объекты различных  видов. Язык как способ представления  информации: естественные и формальные языки. Формализация описания реальных объектов и процессов, примеры моделирования  объектов и процессов, в том числе  – компьютерного. Информационные процессы: хранение, передача и обработка информации. Дискретная форма представления  информации. Единицы измерения информации. Управление, обратная связь. Основные этапы развития средств информационных технологий.

Передача информации. Процесс  передачи информации, источник и приемник информации, сигнал, кодирование и  декодирование, искажение информации при передаче, скорость передачи информации.

Обработка информации. Алгоритм, свойства алгоритмов. Способы записи алгоритмов; блок-схемы. Алгоритмические  конструкции. Логические значения, операции, выражения. Разбиение задачи на подзадачи, вспомогательный алгоритм. Обрабатываемые объекты: цепочки символов, числа, списки, деревья, графы. Восприятие, запоминание  и преобразование сигналов живыми организмами.

Компьютер как универсальное  устройство обработки информации. Основные компоненты компьютера и их функции. Программный принцип работы компьютера. Командное взаимодействие пользователя с компьютером, графический интерфейс  пользователя. Программное обеспечение, его структура. Программное обеспечение  общего назначения. Представление о  программировании.

Информационные процессы в обществе. Информационные ресурсы  общества, образовательные информационные ресурсы. Личная информация, информационная безопасность, информационные этика  и право.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ.

Основные устройства ИКТ. Соединение блоков и устройств компьютера, других средств ИКТ, простейшие операции по управлению (включение и выключение, понимание сигналов о готовности и неполадке и т. д.), использование  различных носителей информации, расходных материалов. Гигиенические, эргономические и технические условия  безопасной эксплуатации средств ИКТ.

Оперирование компьютерными  информационными объектами в  наглядно-графической форме (графический  пользовательский интерфейс). Создание, именование, сохранение, удаление объектов, организация их семейств. Архивирование  и разархивирование. Защита информации от компьютерных вирусов.

Оценка количественных параметров информационных объектов и процессов: объем памяти, необходимый для  хранения объектов, скорость передачи и обработки объектов, стоимость  информационных продуктов, услуг связи.

Образовательные области  приоритетного освоения: информатика  и информационные технологии, материальные технологии, обществознание (экономика).

Запись средствами ИКТ  информации об объектах и процессах  окружающего мира (природных, культурно-исторических, школьной жизни, индивидуальной и семейной истории):

- запись изображений и звука с использованием различных устройств (цифровых фотоаппаратов и микроскопов, видеокамер, сканеров, магнитофонов);

- текстов, (в том числе с использованием сканера и программ распознавания, расшифровки устной речи);

- музыки (в том числе с использованием музыкальной клавиатуры);

- таблиц результатов измерений (в том числе с использованием присоединяемых к компьютеру датчиков) и опросов.

Создание и обработка  информационных объектов. Тексты. Создание текста посредством квалифицированного клавиатурного письма с использованием базовых средств текстовых редакторов. Работа с фрагментами текста. Страница. Абзацы, ссылки, заголовки, оглавления. Выделение изменений. Проверка правописания, словари. Включение в текст, списков, таблиц, изображений, диаграмм, формул. Печать текста. Планирование работы над  текстом. Примеры деловой переписки, учебной публикации (доклад, реферат).

Образовательные области  приоритетного освоения: информатика  и информационные технологии, обществоведение, естественнонаучные дисциплины, филология, искусство.

Базы данных. Поиск данных в готовой базе. Создание записей  в базе данных.

Образовательные области  приоритетного освоения: информатика  и информационные технологии, обществознание (экономика и право).

Рисунки и фотографии. Ввод изображений с помощью инструментов графического редактора, сканера, графического планшета, использование готовых  графических объектов. Геометрические и стилевые преобразования. Использование  примитивов и шаблонов.

Звуки, и видеоизображения. Композиция и монтаж. Использование  простых анимационных графических  объектов.

Образовательные области  приоритетного освоения: языки, искусство; проектная деятельность в различных  предметных областях.

Поиск информации. Компьютерные энциклопедии и справочники; информация в компьютерных сетях, некомпьютерных источниках информации. Компьютерные и некомпьютерные каталоги; поисковые  машины; формулирование запросов.

Образовательные области  приоритетного освоения: обществоведение, естественнонаучные дисциплины, языки.

Проектирование и моделирование. Чертежи. Двумерная и трехмерная графика. Использование стандартных  графических объектов и конструирование  графических объектов: выделение, объединение, геометрические преобразования фрагментов и компонентов. Диаграммы, планы, карты.

Простейшие управляемые  компьютерные модели. Образовательные  области приоритетного освоения: черчение, материальные технологии, искусство, география, естественнонаучные дисциплины.

Математические инструменты, динамические (электронные) таблицы.

Таблица как средство моделирования. Ввод данных в готовую таблицу, изменение  данных, переход к графическому представлению. Ввод математических формул и вычисление по ним, представление формульной зависимости  на графике.

Образовательные области  приоритетного освоения: информатика  и информационные технологии, естественнонаучные дисциплины, обществоведение (экономика).

Организация информационной среды.

Создание и обработка  комплексных информационных объектов в виде печатного текста, веб-страницы, презентации с использованием шаблонов.

Организация информации в  среде коллективного использования  информационных ресурсов.

Электронная почта как  средство связи. Правила переписки, приложения к письмам, отправка и  получение сообщения. Сохранение для  индивидуального использования  информационных объектов из компьютерных сетей (в том числе Интернета) и ссылок на них. Примеры организации  коллективного взаимодействия: форум, телеконференция, чат.

Образовательные области  приоритетного освоения: информатика  и информационные технологии, языки, обществоведение, естественнонаучные дисциплины.

ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ПОДГОТОВКИ ВЫПУСКНИКОВ.

В результате изучения информатики  и информационно-коммуникационных технологий ученик должен знать/понимать:

• виды информационных процессов; примеры источников и приемников информации;

• единицы измерения количества и скорости передачи информации; принцип дискретного (цифрового) представления информации;

• основные свойства алгоритма, типы алгоритмических конструкций: следование, ветвление, цикл; понятие вспомогательного алгоритма;

• программный принцип работы компьютера;

• назначение и функции используемых информационных и коммуникационных технологий;уметь

• выполнять базовые операции над объектами: цепочками символов, числами, списками, деревьями; проверять свойства этих объектов; выполнять и строить простые алгоритмы;

• оперировать информационными объектами, используя графический интерфейс: открывать, именовать, сохранять объекты, архивировать и разархивировать информацию, пользоваться меню и окнами, справочной системой; предпринимать меры антивирусной безопасности;

• оценивать числовые параметры информационных объектов и процессов: объем памяти, необходимый для хранения информации; скорость передачи информации;

• создавать информационные объекты, в том числе:

- структурировать текст, используя нумерацию страниц, списки, ссылки, оглавления; проводить проверку правописания; использовать в тексте таблицы, изображения;

- создавать и использовать различные формы представления информации: формулы, графики, диаграммы, таблицы (в том числе динамические, электронные, в частности - в практических задачах), переходить от одного представления данных к другому;

- создавать рисунки, чертежи, графические представления реального объекта, в частности, в процессе проектирования с использованием основных операций графических редакторов, учебных систем автоматизированного проектирования; осуществлять простейшую обработку цифровых изображений;

- создавать записи в базе данных;

- создавать презентации на основе шаблонов;

• искать информацию с применением правил поиска (построения запросов) в базах данных, компьютерных сетях, некомпьютерных источниках информации (справочниках и словарях, каталогах, библиотеках) при выполнении заданий и проектов по различным учебным дисциплинам;

• пользоваться персональным компьютером и его периферийным оборудованием (принтером, сканером, модемом, мультимедийным проектором, цифровой камерой, цифровым датчиком); следовать требованиям техники безопасности, гигиены, эргономики и ресурсосбережения при работе со средствами информационных и коммуникационных технологий;

использовать приобретенные  знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для:

• создания простейших моделей объектов и процессов в виде изображений и чертежей, динамических (электронных) таблиц, программ (в том числе в форме блок-схем);

• проведения компьютерных экспериментов с использованием готовых моделей объектов и процессов;

• создания информационных объектов, в том числе для оформления результатов учебной работы;

• организации индивидуального информационного пространства, создания личных коллекций информационных объектов;

• передачи информации по телекоммуникационным каналам в учебной и личной переписке, использования информационных ресурсов общества с соблюдением соответствующих правовых и этических норм.

Школьный учебный предмет  информатики не может включать всего  того многообразия сведений, которые  составляют содержание активно развивающейся  науки информатики. В то же время  школьный предмет, выполняя общеобразовательные  функции должен отражать в себе наиболее общезначимые, фундаментальные понятия  и сведения, раскрывающие существо науки, вооружать учащихся знаниями, умениями, навыками, необходимыми для  изучения основ других наук в школе, а также подготавливающими молодых  людей к будущей практической деятельности и жизни в современном  информационном обществе.

Среди принципов формирования содержания общего образования современная  дидактика выделяет принцип единства и противоположности логики науки  и учебного предмета. Б.Т.Лихачев  утверждал, что «идея единства и  противоположности логики науки  и логики конструирования учебного предмета обусловлена тем, что наука  развивается в противоречиях». Она  пробивает себе дорогу сквозь толщу  предрассудков, совершает скачки вперед, топчется на месте и даже отступает. Педагогическая логика содержания учебного предмета учитывает логику развития основных категорий, понятий данной науки. Вместе с тем педагоги и  психологи руководствуются необходимостью учета возрастных особенностей освоения материала школьниками, организуют его на основе как восхождения  от абстрактного к конкретному, так  и от конкретного к абстрактному».

В связи с этим обстоятельством  приходится констатировать, что на процессе формирования школьного учебного предмета информатики сказывается  чрезвычайно малая временная  станция между возникновением информатики  как самостоятельной отрасли  науки и включением в практику массовой общеобразовательной школы  соответствующего ей нового учебного предмета — около 10— 15 лет. По этой причине, определение содержания школьного  курса информатики является очень  непростой задачей, на решении которой  продолжает активно сказываться  процесс становления самой базовой  науки информатики.

Проблема же и в том, что даже целесообразность введения в школу отдельного предмета информатики  не является бесспорной — существуют аргументы (выдвигаемые как зарубежными, так и отечественными специалистами), которые показывают, что такой  путь не является единственным и бесспорным. Вопрос, в конечном итоге, заключается  в следующем: чего в новом общеобразовательном  знании больше — того, что должно составить отдельный учебный  предмет для общеобразовательной  школы, или того, что может (или  должно) быть неразрывно связано с  содержанием, технологией изучения всех школьных предметов? Для ответа на этот вопрос обратимся к общедидактическому анализу проблемы развития содержания общего среднего образования, данному  В.С. Ледневым. В результате длительного  теоретического и экспериментального исследования, начатого еще в начале 60-х гг. прошлого века, было установлено, что фундаментальные основы кибернетического знания должны стать составной частью содержания общего школьного образования, и что для решения этого  вопроса требуется введение в  систему школьных дисциплин отдельного учебного курса. Основываясь на общекибернетической  природе нового знания, с самого начала своего исследования, В.С. Леднев для наименования нового школьного  предмета использует термин «кибернетика», однако, для данного рассмотрения это обстоятельство можно считать  непринципиальным. Рассмотрим суть проблемы подробнее.

Появление кибернетики как  науки, изучающей общие закономерности информационных процессов управления, стало важнейшим шагом в познании окружающего мира. Как подчеркивал  А. П. Ершов, «понимание единой природы  информации вслед за установлением  единой природы вещества и энергии  стало важнейшим шагом к постижению материального единства мира». Основываясь  на этих же общенаучных представлениях о двух типах организации материальных систем — физическом (вещественно-энергетическом) и кибернетическом (антиэнтропийным), В.С. Леднев анализирует два ряда наук:

• науки, изучающие вещественно-энергетическую организацию материи (химия, космология, физика);

• науки, изучающие кибернетическую (антиэнтропийную) организацию материи (кибернетика, биология, комплекс антропологических  наук, обществознание, техникознание).

При этом физика и кибернетика (каждая из них в своей группе) относятся к категории аспектных  наук, т.е. наук, исследующих наиболее общие закономерности соответственно вещественно-энергетического и кибернетического подходов к исследованию действительности. На этой же основе складывается и концепция  структуры содержания общего среднего образования. Согласно этой концепции, в частности, выделяются две группы общеобразовательных учебных дисциплин, которые изучают два основных аспекта организации окружающего  мира: вещественно-энергетический и  кибернетико-информационный. Каждая их этих групп предметов является системой со своим системообразующим элементом. В случае вещественно-энергетического  аспекта таким системообразующим  предметом является физика, в случае кибернетико-информационного аспекта  — кибернетика (информатика).

Кибернетико-информационная картина мира формируется практически  всеми школьными предметами, однако только курс кибернетики (информатики) способен подытожить и обобщить полученные учащимися знания, т.е. выступить  в качестве системообразующего фактора. Таким образом, основываясь на описанной  выше концепции научной картины  мира и исходя из того, что набор  обязательных учебных предметов  предопределяется двумя факторами  — совмещенной структурой деятельности и структурой объекта изучения. В.С. Леднев делает основополагающий вывод  об обязательном перечне учебных  общеобразовательных предметов, в  число которых включается и кибернетика.

При этом указанные выше два  фактора носят объективный характер, что объясняет стабильность структуры  общего среднего образования. Появление  в этой структуре новых устойчивых учебных предметов может быть вызвано лишь существенными изменениями  в научной картине мира и сменой доминирующего вида деятельности. Весьма примечательно, что курс кибернетики (информатики)— единственный новый  общеобразовательный учебный предмет, родившийся в XX веке, все остальные  учебные предметы для сферы общего образования — продукт XIX века. Важным в рассматриваемой проблеме является вопрос о том, как изучать информатику  в общеобразовательной школе  — в отдельном учебном курсе, как дисциплину в составе одного из имеющихся курсов или целесообразнее рассредоточить учебный материал по информатике среди ряда учебных  дисциплин.