Информационные и коммуникационные технологии в обучении

Содержание:

Введение………………………………………………………………………….2

1. Основные направления  внедрения ИКТ в образование…………………….3

2. Методы автоматизированного  обучения…………………………………….4

     2.1. Технология презентаций…………………………………………..…7

     2.2. Изучение нового материала…………………………………...……..8

     2.3. Технология проектов…………………………………………………9

     2.4. Информационное использование компьютера……………………..9

     2.5. Тренаж для младших школьников…………………………………..9

     2.6. Работа с компьютерными моделями…………………………….…10

     2.7. Геоинформационные системы в  школе…………………………....10

3. Дистанционное  обучение………………………………………………..…..11

     3.1. Информационные технологии дистанционного  обучения……….12

4. Программное  обеспечение, использующееся в  процессе обучения……..18

     4.1. Автоматизированные обучающие системы……………………….19

Заключение………………………………………………………………….…..22

Литература…………………………………………………………………...….25 
 
 
 

Введение.

      Создание  и развитие информационного общества (ИО) предполагает широкое применение информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) в образовании и обучении, что определяется рядом факторов:

      1) внедрение ИКТ в образование существенным образом ускоряет передачу знаний и накопленного технологического и социального опыта человечества не только от поколения к поколению, но и от одного человека другому.

      2) современные ИКТ, повышая качество обучения и образования, позволяют человеку успешнее и быстрее адаптироваться к окружающей среде и происходящим социальным изменениям. Это дает каждому человеку возможность получать необходимые знания как сегодня, так и в будущем постиндустриальном обществе.

      3) активное и эффективное внедрение этих технологий в образование является важным фактором создания системы образования, отвечающей требованиям ИО и процессу реформирования традиционной системы образования в свете требований современного индустриального общества.

      Говоря  об информационной технологии, в одних случаях подразумевают определенное научное направление, в других же — конкретный способ работы с информацией: это и совокупность знаний о способах и средствах работы с информационными ресурсами, и способ и средства сбора, обработки и передачи информации для получения новых сведений об изучаемом объекте.

      В современном понимании информационная технология обучения (ИТО) — это педагогическая технология, использующая специальные способы, программные и технические средства (кино, аудио- и видеосредства, компьютеры, телекоммуникационные сети и т.д.) для работы с информацией.

      Процесс информатизации образования в настоящее  время затронул практически все сферы деятельности школы. Анализируя материалы различных научных конференций, посвященных данной теме, можно отметить, что информационные технологии во многих школах применяются на уроках, в управлении учебными заведениями, для организации досуга, в открытом образовании, для создания обучающих программ и учебных пособий, а также для формирования единого информационного образовательного пространства школы.

1. Основные направления  внедрения ИКТ  в образование.

        Можно выделить основные направления  внедрения ИКТ в образование.  Это использование ИКТ в качестве:

• средства обучения;
• инструмента познания;
• средства развития личности обучаемого;
• объекта изучения;
• средства информационно-методического обеспечения и управления учебно-воспитательным процессом;
• средства коммуникаций;
• средства автоматизации процесса контроля, коррекции результатов учебной деятельности, компьютерного педагогического тестирования;
• средства автоматизации процесса обработки результатов учебного эксперимента и управления учебным оборудованием;
• средства организации интеллектуального досуга, развивающих игр.

   На  современном этапе развития информатизации образования особую значимость приобретает  научное направление, связанное  с совершенствованием педагогических технологий, использующих средства информационных и коммуникационных технологий для преподавания общеобразовательных предметов.

   Новые информационные технологии воздействуют на все компоненты системы обучения: цели, содержание, методы и организационные формы обучения, средства обучения, что позволяет решать сложные и актуальные задачи педагогики, а именно: развитие интеллектуального, творческого потенциала, аналитического мышления и самостоятельности человека.

   В современных теоретических и  экспериментальных исследованиях  по вопросам использования информационных и коммуникационных технологий в процессе обучения раскрываются дидактические возможности средств обучения, реализованных на базе этих технологий, а также возможности повышения эффективности всей системы образования в результате их использования.

   Внедрение информационных технологий в учебный процесс приводит к существенному изменению учебной деятельности учеников и профессиональной деятельности учителя.

2. Методы автоматизированного  обучения.

     Методы  автоматизированного обучения: программирование учебной деятельности; моделирование учебной среды; свободное обучение; тестирование и информирование. 
При программировании учебной деятельности управляющие воздействия на обучаемого полностью детерминируются системой обучения. При организации обучающего диалога в рамках учебного задания система может использовать разнообразные факторы управления (правильность ответов обучаемого, время ответа, предысторию работы обучаемого над учебным материалом, сложность задания, различные модели обучения и т.п.). Различают программно-управляемое обучение и автоматизированную проверку знаний.

     В процессе программно-управляемого обучения обучающая система выполняет некоторую обучающую программу, в которой описываются подлежащие усвоению знания, умения, навыки, а также алгоритмы овладения ими. Обучающая программа строится из определенным образом связанных между собой кадров (квант информации, предъявляемый обучаемому для усвоения или закрепления материала). Совокупность кадров, связанных общим содержанием, образует единицы обучающей программы. По способу связи кадров обучающая программа может быть линейной, разветвленной или смешанной.

     При автоматизированной проверке знаний основное внимание уделяется контролю выполнения обучаемым заданий, предъявляемых системой. Совокупность контролирующих заданий с системой связей образуют контролирующую программу, выполняемую обучающей системой. 
В рамках моделирования учебной среды обучающая система представляет обучаемому средства моделирования на компьютере объектов и явлений реального мира, с помощью которых он познает конкретные свойства изучаемых объектов и явлений.

     При свободном обучении система представляет учебный материал в соответствии с указаниями обучаемого о тематике этого материала и способе работы с ним. Обучаемому представляется доступ к формализованной структуре учебного материала и средства управления работой с этим материалом.

     Свободное обучение включает структурно-управляемое  обучение, обучение принятию решений  и генеративное обучение.

     В случае структурно-управляемого обучения учебный материал в обучающей программе представляет собой некоторую иерархию структур данных. Для каждого уровня иерархии определены локальная цель обучения и предпосылки ее достижения. Система представляет обучаемому инициативу выбора уровня иерархии обучающей программы и последовательность достижения локальных целей обучения.  
При обучении принятию решений учебная информация представляет собой некоторую совокупность ситуаций, организованную обычно в виде древовидной структуры данных. Переход от одной вершины дерева к другой соответствует переходу от более общего решения к более частному. Совокупность возможных ситуаций представляет собой модель действий обучаемого (с точки зрения автора учебного материала).

     Наиболее  перспективным представляется генеративное обучение, которое строится на основе взаимодействия модели обучаемого, представляющей его текущий уровень знаний, и модели учебного материала, т.е. совокупности понятий и их связей, которую должен усвоить обучаемый. Учебный материал при генеративном обучении организуется обычно в виде семантических или прагматических сетей, либо в виде совокупности процедур, хранящихся в базе данных и вырабатывающих ответ, сравниваемый с ответом обучаемого.

     Тестирование  и информирование являются вспомогательными методами, которые могут использоваться в каждом из основных методов и самостоятельно.

     Тестирование выявляет индивидуальные психологические и профессиональные характеристики обучаемого, а информирование позволяет обучаемому обращаться к справочным данным с целью получения сведений по учебному материалу, средствам общения с системой и т.д. 
Автоматизированное тренирование используется для выработки навыков выполнения определенных мыслительных действий. Учебный материал организуется в виде банка учебных заданий, для каждого из которых определены их класс и характеристики ошибок, обычно допускаемых обучаемым.

     Основные  функции технологии обучения:

1. описательная – раскрывает существенные аспекты практического процесса обучения (различный инструментарий, различные специальности);
2. объяснительная – выявляет эффективность различных компонентов обучения (например, методов) и определяет оптимальные их комбинации;
3. проектировочная – требуется при описании процесса обучения на всех уровнях, включая уровень педагогической реализации. 
   Диалог, в котором целью хотя бы одного из участников служит формирование знаний и умений, называется обучающим диалогом.

     Простейшая  форма обучающего диалога используется в традиционных формах программированного обучения.

     Отличительные черты (признаки) такого диалога: 
• разбиение учебного материала на порции (дозы, шаги, кадры); 
• сочетание информационных кадров с вопросами по теме кадра; 
• оперативное объяснение ошибки или одобрение ответа; 
• планирование последовательности предъявления кадров.

2.1. Технология презентаций.

     Данная  технология используется как средство предъявления учащимся учебного материала (иллюстраций, фотографий, видео, дидактических  материалов и т.п.) и, с одной стороны, обеспечивает существенно большую  наглядность этого материала, а  с другой, облегчает преподавателям, как создание этих материалов, так и процесс их использования. Предварительные эксперименты показывают, что применение технологии презентации повышает мотивацию, обеспечивает интенсификацию урока, сокращает время подготовки к урокам (в ситуации, когда презентационная поддержка урока подготовлена ранее либо самим учителем, либо кем – то другим) и, наконец, приобщает учителей к применению современных информационных и коммуникационных технологий.

     Кроме того, наличие локальной школьной сети и подключение этой сети к Интернету позволяют организовать распределённую совместную работу учителей над созданием обеспечения уроков и сделать подобную технологию весьма привлекательной для самих учителей.

2.2. Изучение нового материала.

     Достаточно  эффективно используется компьютер на этапе предъявления нового материала (Например, технология презентации). В частности, исследования показали, что время на усвоение учебного материала сокращается на 40 – 50 %, качество усвоения повышается примерно на 30 – 50 % в случае, если:

     а) при предъявлении учебного материала  реализуется методология программированного обучения, суть которого – разбивка теоретического материала на небольшие  фрагменты и наличие после  каждого фрагмента заданий на его закрепление;

     б) организация проведения занятий предусматривает размещение школьников по 2 человека за компьютером, причём партнёров учащиеся должны выбирать по своему усмотрению для реализации взаимообучения;

     в) корректно поставлена задача на учебную  деятельность, предусмотрена объективная система контроля результатов.

     В случае проведения занятий, при которых  компьютер выступает системообразующей  компонентой, помимо перечисленных  выше добавляется следующий ряд  технологий. (Строго говоря, данные виды технологий могут успешно сочетаться с традиционными технологиями обучения и поддерживать их. Выделение таких технологий связано с деятельностью, не имеющей аналогов в традиционной организации обучения).

2.3. Технология проектов.

     Данное  направление ориентировано на организацию  групповой учебной деятельности, как в области информационных технологий, так и в предметных областях. Компьютер выступает здесь как инструмент и как средство связи.

2.4. Информационное использование компьютера.

     Данное  направление пока используется преимущественно в вузах для поиска и получения современной информации по конкретной проблеме. Такой подход позволяет существенно сэкономить время и получить самую свежую информацию, которой в местной библиотеке может просто не быть.

2.5. Тренаж для младших школьников.

     В младших классах весьма много  учебной деятельности, усвоение которой  требует достаточно большого количества повторений. Использование дидактических  игр – тренажёров (младшие школьники  в большинстве случаев воспринимают работу с компьютером как игру) позволяет существенно интенсифицировать работу учащихся, увеличить количество повторений действий за счёт повышения мотивации. Например, эксперименты с дидактической игрой "Приключения зайца Петьки " (тренажёр на арифметические действия) показали, что интенсивность решения примеров увеличивается в 3 – 5 раз. 
 
 

2.6. Работа с компьютерными моделями.

     Работа  с моделями обеспечивает, с одной  стороны, исследовательскую компоненту учебной работы, предоставляя учащимся свободу выбора ("а что будет, если я сделаю так") и позволяя смоделировать ситуацию личного открытия, с другой, предоставляет учащимся уникальную возможность применить свои теоретические знания на практике. Единственное условие, которое следует соблюдать в случае применения модели, - это соответствие инструмента задачам обучения.

2.7. Геоинформационные системы в школе.

     Информатизация  общества и непрерывное совершенствование  технологических средств работы с информацией способствует стремительному развитию геоинформационных систем (ГИС) и их внедрению в различные сферы практической деятельности человека. Возникновение геоинформационных систем обусловило необходимость взаимосвязанной работы изображения с базами данных. Обычно изображением является электронные карты, но это не означает , что ГИС предназначены только для географии, они имеют значение и применение гораздо более широкое: управление земельными ресурсами, экология, бизнес, сельское хозяйство, военное дело, транспорт и т.д.

     Процессы, происходящие в обществе, неизбежно  отражаются на учебном процессе общеобразовательной школы. Внедрение ГИС – технологий в школьное образование может послужить средством интеграции информатики с другими дисциплинами. Обучающие и справочные ГИС успешно можно использовать в школе при изучении предметов: природоведение, география, ОБЖ, история, биология и др. Однако, список имеющихся на данный момент электронных ГИС – продуктов ("Атлас Мира", " Карта города" и др.) явно недостаточен. В связи с этим возникает необходимость создания геоинформационных систем в поддержку изучения некоторых школьных предметов.

     Введение  спецкурса по информатике "Геоинформационные  системы" позволит ученикам старших классов разрабатывать ГИС – проекты по выбранной тематике. В дальнейшем, созданные геоинформационные системы можно применить на уроках в качестве готовых программных продуктов. Изучение геоинформационных систем и создание ГИС – проектов предполагает использование инструментальных программных средств, позволяющих дать необходимые знания по данному курсу. Выбор соответствующего программного обеспечения связан со многими факторами: финансовой стороной, сложностью программного обеспечения или техническими возможностями школы

     При любом выборе программного обеспечения, ценность данного спецкурса состоит  в том, что позволяет раскрыть принципы создания, хранения и редактирование изображений, а также расширить полученные базовые знания в области проектирования и создания баз данных.

3. Дистанционное обучение.

     Дистанционное обучение – это форма получения  образования (очного, заочного, экстерната), основанная на применении средств ИКТ (компьютеров, телекоммуникаций, средств мультимедиа) и научно обоснованных методов обучения. На сегодняшний день эта технология крайне популярна и выступает как альтернатива или, точнее, дополнение к существующей в мире системе заочного обучения. Преимущество дистанционного обучения заключается в том, что:

     а) компьютерные телекоммуникации позволяют  существенно быстрее доставлять учебные материалы обучаемым;

     б) появилась возможность создания виртуального класса, позволяющего общение обучаемых с преподавателем в режиме реального времени с помощью телеконференций;

     в) появилась возможность использования  всей мощи ИКТ как для проведения обучения, так и реализации обратной связи (включающие контроль и коррекцию  результатов обученности).

3.1. Информационные технологии дистанционного обучения.

     Учебный процесс, осуществляемый на основе технологий дистанционного обучения, включает в  себя как обязательные аудиторные занятия, так и самостоятельную работу обучаемых. Участие преподавателя в учебном процессе определяется не только проведением аудиторных занятий, но и необходимостью осуществлять постоянную поддержку учебно-познавательной деятельности обучаемых путем организации текущего и промежуточного контроля, проведения сетевых занятий и консультаций.

    Применяемые при дистанционном обучении информационные технологии можно разделить на три  группы:

• технологии представления образовательной информации;
• технологии передачи образовательной информации;
• технологии хранения и обработки образовательной информации.

    В совокупности они и образуют технологии дистанционного обучения. При этом при реализации образовательных  программ особое значение приобретают  технологии передачи образовательной  информации, которые, по существу, и  обеспечивают процесс обучения и его поддержку.

    В основе процесса обучения всегда лежит  передача информации от преподавателя  к обучаемому. В этом смысле любую технологию, применяемую в образовании, можно называть информационной. С другой стороны, нередко термин "информационные технологии" применяют по отношению ко всем технологиям, основанным на использовании компьютерной техники и средств телекоммуникации. Во избежание неправильной интерпретации, определим три понятия, имеющие первостепенное значение для дистанционного образования. Это:

• образовательная информация;
• образовательные технологии;
• информационные технологии.

    Рассмотрим  каждое из этих понятий.

    Образовательная информация - это знания, которые необходимо передать обучаемому для того, чтобы он мог квалифицированно выполнять ту или иную деятельность.

     В дисциплинарной модели обучения, присущей очной системе образования, интерпретатором  знаний выступает преподаватель. При  дистанционном обучении интерпретатором  в большей мере является сам обучаемый и поэтому к качеству образовательной информации и способам ее представления должны предъявляться повышенные требования.

     Прежде  всего, это относится к вновь  создаваемым электронным учебникам, а также к информационным базам  и банкам знаний, справочным и экспертным системам, используемым для целей  образования. Представляемая в них  информация, в отличие от полиграфической, должна иметь совершенно иную организацию и структуру. Это обусловлено как психофизиологическими особенностями восприятия информации на экране компьютера, так и технологией доступа к ней.

     Образовательная информация не должна накапливаться  только в одном или немногих местах. Ее распределение должно иметь островной характер, так, чтобы обеспечить максимально возможный доступ обучаемых к ней из любых удаленных мест, без существенного увеличения загрузки телекоммуникационных каналов. Такого рода островами (центрами) информации могут стать крупные библиотеки и научно-образовательные центры, созданные на базе ведущих вузов.

     Образовательные технологии - это комплекс дидактических методов и приемов, используемых для передачи образовательной информации от ее источника к потребителю и зависящих от формы ее представления.

     Особенностью  образовательных технологий является опережающий характер их развития по отношению к техническим средствам. Дело в том, что внедрение компьютера в образование приводит к пересмотру всех компонент процесса обучения. В интерактивной среде "ученик - компьютер - преподаватель" большое внимание должно уделяться активизации образного мышления за счет использования технологий, активизирующих правополушарное, синтетическое мышление. А это значит, что представление учебного материала должно воспроизводить мысль преподавателя в виде образов. Иначе говоря, главным моментом в образовательных технологиях дистанционное обучение становится визуализация мысли, информации, знаний.

    К образовательным технологиям, наиболее приспособленным для использования в дистанционном обучении, относятся:

• видео-лекции;
• мультимедиа-лекции и лабораторные практикумы;
• электронные мультимедийные учебники;
• компьютерные обучающие и тестирующие системы;
• имитационные модели и компьютерные тренажеры;
• консультации и тесты с использованием телекоммуникационных средств;
• видеоконференции.

    Информационные  технологии - это аппаратно-программные средства, базирующиеся на использовании вычислительной техники, которые обеспечивают хранение и обработку образовательной информации, доставку ее обучаемому, интерактивное взаимодействие обучаемого с преподавателем или педагогическим программным средством, а также тестирование знаний обучаемого.

    В учебном процессе важна не информационная технология сама по себе, а то, насколько ее использование служит достижению собственно образовательных целей. Выбор средств коммуникации должен определяться содержанием, а не технологией. Это означает, что в основе выбора технологий должно лежать исследование содержания учебных курсов, степени необходимой активности обучаемых, их вовлеченности в учебный процесс, конкретных целей и ожидаемых результатов обучения и т.п. Результат обучения зависит не от типа коммуникационных и информационных технологий, а от качества разработки и предоставления курсов.

    При выборе технологий необходимо учитывать  наибольшее соответствие некоторых  технологий характерным чертам обучаемых, специфическим особенностям конкретных предметных областей, преобладающим  типам учебных заданий и упражнений (рис. 1). 
 
 
 
 
 
 

Технологии  дистанционного обучения

                                                       Рисунок 1. 

      Основная  роль, выполняемая телекоммуникационными  технологиями в дистанционном обучении - обеспечение учебного диалога. Обучение без обратной связи, без постоянного диалога между преподавателем и обучаемым невозможно. Обучение (в отличие от самообразования) является диалогичным процессом по определению. В очном обучении возможность диалога определяется самой формой организации учебного процесса, присутствием преподавателя и обучаемого в одном месте в одно время. В дистанционном обучении учебный диалог необходимо организовать с помощью телекоммуникационных технологий.