Проектирование современных дидактических средств при изучении специальных дисциплин

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Изменение роли образования в обществе обусловило большую часть инновационных процессов. Образование все более ориентируется на создание таких технологий и способов влияния на личность, в которых обеспечивается баланс между социальными и индивидуальными потребностями, и, которые, запуская механизм саморазвития (самосовершенствования, самообразования), обеспечивают готовность личности к реализации собственной индивидуальности и изменениям общества.

Получили развитие и широко раскинулись глобальные информационно-коммуникационные сети, появились принципиально новые технические возможности. Компьютерное обучение перерастает в сетевое, дистанционное, интерактивное. То и другое cливается в мощное направление – «интернет-образование» [13, с. 51-56].

Специальные и общеучебные умения успешно формируются при правильном сочетании разнообразных методов и приемов обучения, целесообразном использовании дидактических средств: натуральных объектов, наглядных пособий, а также современных технических средств обучения [2, с. 37-40].

Внедрение компьютерной техники в учебные заведения открывает широкие возможности для оптимизации процесса обучения.

Актуальность: В последние годы в системе образования Российской Федерации проводятся работы по интеграции средств информационных и коммуникационных технологий, научно-методического обеспечения учебного процесса и научных исследований с целью объединить наработки системы образования с новейшими информационными технологиями. Это позволит кардинальным образом изменить подходы к реализации образовательной деятельности, интенсифицировать процессы подготовки специалистов на всех уровнях системы образования.

Использование программных продуктов обеспечивает реализацию таких принципов обучения, как научность, наглядность, доступность, активность и самостоятельность [35, с. 10-15].

Компьютерные программы обеспечивают не только формирование знаний и умений, работа на компьютере способствует развитию творческих способностей учащихся. При этом компьютерные программы служат дополнением к основному учебному материалу или выступают как средство, повышающее результативность обучения [33, с.10-15].

Таким образом, цель работы заключается в совершенствовании методики применения компьютерных технологий при обучении специальных дисциплин.

Задачами работы являются:

1) Разработка серии уроков и современных дидактических средств в комплексе с традиционными

2) Анализ результатов использования компьютерных технологий на активизацию познавательной деятельности учащихся, а также на качество усвоения ими знаний.

Значимость дипломной работы заключается в том, чтобы разработанные в ней уроки, способствовали усилению роли развивающей, воспитательной и образовательной функций обучения, могли быть использованы в опыте работы преподавателей специальных технологий.

Объектом исследования является учебный процесс в профессиональном училище.

Предмет исследования - использование современных дидактических средств в машиностроительном лицее № 8 по дисциплине «Специальная технология».

В ходе исследования применялись следующие методы:

1) теоретические – анализ педагогической, методической, учебной и специальной литературы в аспекте рассматриваемой проблемы, обобщение материала;

2) эмпирические – применение мультимедийного блока уроков для конкретной дисциплины.

Этапы исследования.

Первый этап: теоретико-поисковый – осуществлялся анализ научной литературы по теме исследования. В результате сформирована гипотеза исследования.

Второй этап: опытно-экспериментальный – разработка блока уроков по специальной технологии в рамках программированного обучения.

Теоретическая значимость работы состоит в том, что в ней обосновано применение информационных методов в учебном процессе.

ГЛАВА 1. ПСИХОЛОГО-ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРИМЕНЕНИЯСОВРЕМЕННЫХ СРЕДСТВ ОБУЧЕНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

1.1. Применение технических средств в обучении

Переход современного общества к информационной эпохе своего развития выдвигает в качестве одной из основных задач, стоящих перед системой начального профессионального образования, задачу формирования основ информационной культуры будущего специалиста.

Информационная культура – это и хорошая осведомленность в области имеющихся программных приложений по функциональным задачам конкретных предметных областей, профессий и специальностей, программных приложений педагогической направленности.

Информационная технология, в одних случаях подразумевает определенное научное направление, в других – конкретный способ работы с информацией. Таким образом, существует двоякая трактовка понятия «информационная технология»: как способ и средства сбора, обработки и передачи информации для получения новых сведений об изучаемом объекте и как совокупность знаний о способах и средствах работы с информационными ресурсами. Все педагогические технологии понимаемые как способы являются информационными, так как учебно-воспитательный процесс всегда сопровождается обменом информацией между педагогом и учащимся. Но в современном понимании информационная технология обучения – это педагогическая технология, использующая специальные способы, программные и технические средства для работы с информацией.

Интенсивное внедрение информационных процессов в науку, производство требует новой модели системы образования, на основе современных информационных технологий. Необходимо создать условия, в которых  человек мог бы раскрыть свой творческий потенциал полностью, развивать свои способности, воспитать в себе потребность непрерывного самосовершенствования и ответственности за собственное воспитание и развитие.

Эффективность любого вида обучения, зависит от ряда составляющих: технической базы, эффективности разработанных методических материалов, технологий обучения, используемых при организации обучения.

Современные информационные технологии предоставляют практически неограниченные возможности размещения, хранения, обработки и доставки информации любого объема и содержания на любые расстояния. В этих условиях на первый план при подготовке специалистов выходит направляемая работа по самообучению. Огромное значение при внедрении современных технологий в образование имеет педагогическая содержательность обучающего материала и создания условий для самообучения, отбор содержания материала для обучения, структурная организация учебного материала, включение в обучение не просто автоматизированных обучающих программ, но именно интерактивных информационных сред, целостное взаимосвязанное функционирование всех процессов познания и управления им.

Подготовленность педагогов к работе в новом информационном пространстве, прогрессивность их взглядов являются необходимым условием разработки и внедрение новых форм и технологий обучении [46]

Информационные технологии стремительно развиваются, это объясняет неустойчивость ряда понятий, и требует переосмысления и доработки установившихся понятий. Проблема языка науки становится наиболее острой, когда рассматриваются информационные технологии в области образования.

Современные средства обучения на основе медиатехнологий могут обладать уникальными свойствами и функциями наглядности, которые способны изменить весь процесс обучения. Цифровые образовательные ресурсы позволяют объединять огромное количество изобразительных, звуковых, условно-графических, видео и анимационных материалов. Наглядные материалы должны отвечать общедидактическим, эргономическим и методическим требованиям, от соблюдения которых может зависеть скорость восприятия учебной информации, ее понимание, усвоение и закрепление полученных знаний. [12, с. 8-16]

Требования наглядности в обучении были еще провозглашены Яном Амосом Коменским в «Великой дидактике»: «Пусть будет для учащихся золотым правилом: все, что только можно предоставлять для восприятия чувствами, а именно: видимое – для восприятия зрением, слышимое – слухом, подлежащее вкусу – вкусом, доступное осязанию – осязанием. Если же какие-либо предметы сразу можно воспринять несколькими чувствами преподносятся». [26]

Существуют различные виды наглядности – зрительная и слуховая, кинестетическая. В 1941г. профессор В. А. Артемов, исследуя психологические особенности обучения языкам, ввел понятие языковой наглядности.

Возникает вопрос при описании дидактического принципа наглядности: каким образом и с помощью каких средств указанные виды наглядности могут быть реализованы на практике?. Например, по способу выражения зрительная наглядность может быть графической, иллюстративной, вербальной, экранной. В свою очередь иллюстративная зрительная наглядность может быть предметной, ситуативной, сюжетной и т.д. С появлением новых информационных технологий основным стал комплексный способ реализации принципа наглядности. Мультимедийность стала обычным способом выражения принципа наглядности.

Наглядные средства обучения должны быть:

- ориентированы на мотивацию  обучения, вызывать интерес и  увлекать познавательной деятельностью. В этом плане хорошо вспомнить  приемы и методы средств массовой информации и коммуникации, которые мастерски используют все возможности привлечения внимания пользователей. Рассматривая учебные материалы, надо отметить, что одним из главных стимулов мотивации является проблемность, которая может активизировать мыслительную или творческую деятельность. Поэтому формулировка названия урока (темы, слайда, презентации) играет большую роль в восприятии учебных материалов. Кроме проблемности, можно назвать метафоры, яркие символы, графические или анимационные заставки и пр.;

- доступными, то есть соответствовать  возрастным особенностям учащихся. Преподавателю хорошо известно, что учащимся можно давать только такой материал, который они готовы воспринимать. В обратном случае, если информация непосильна для учащихся, можно наблюдать, как изучаемый материал только заучивается без осмысления;

- содержательными с позиций  современной науки и для передачи  смысловой полноты теоретического  материала. Теоретическое изложение  наглядного материала позволяет  обеспечивать системность, последовательность и прочность усвоения изучаемой темы;

- интерактивными, способными  организовывать коммуникативные  ситуации. В компьютерных средствах  обучения, в технологии которых  изначально заложен принцип интерактивности (то есть обратной связи), это требование часто используется на самом простом уровне. Когда предлагается ответить на вопрос, а ответ состоит из двух вариантов - "ДА" или "НЕТ". В тоже время цифровые технологии позволяют создавать и более интересные обучающие ситуации с помощью визуальных тестов, проблемных вопросов, игровых коммуникативных ситуаций;

- иллюстративными, когда  используется разного вида материалы  в трудных для понимания содержания  текста. Но здесь надо очень  осторожно использовать образность  наглядного материала, так как  чрезмерное увлечение представления информации может увести учащихся от основной идеи автора наглядного пособия, и процесс мыслительной деятельности будет бессмысленным;

- дозированными с оптимальным  использованием наглядности. Наверное, каждый педагог может привести пример использования готовых средств обучения, в которых огромное количество информации. С одной стороны, это хорошо, но с другой - переизбыток информации может привести и к обратному эффекту. Внимание обучающихся будет отвлекаться на посторонние детали, а учителю сложно выстроить занятие;

- эргономичными, целесообразными, комфортными для восприятия и  работы с физиологической и  психологической сторон. Эргономические  требования всегда ориентируют  разработчиков наглядных пособий  на уже отработанные приемы представления информации. Например, на темном фоне необходимо всегда располагать белый или очень светлый по тону шрифт текста; просмотр на уроке фрагмента видеофильма может быть только в течение 5-10 минут; на слайдах презентации текст должен быть в виде ключевых слов или лаконичных фраз; музыка обычно используется в качестве фонового звука, она должна быть спокойной, мелодичной, с ненавязчивым мотивом. К каждому средству разработаны свои специфические требования, которые отражают характер подачи и восприятия информации.[2, 4]

Для медиаобразовательных средств следует дополнить перечень требований. К ним можно отнести:

- адаптивные к индивидуальным  возможностям обучающегося;

- визуальные, т.е. реализующие возможности компьютерной визуализации учебной информации.

Согласно исследованиям педагогической психологии в копилку формирования знаний учебный текст вносит около 25-30%, иллюстративный материал - до 10-15%, практические мероприятия и тренинги - до 35%, правильно выбранная методика обучения и средства - около 25%, тесты - не более 5%.

Мультимедийные средства позволяют создавать новые формы визуальной информации, которая представляет интерпретацию моделей изучаемых явлений. И именно в этом заключается большой резерв повышения эффективности обучения;

- структурные, представляющие систему функциональной связанности представления учебного материала с опорой на понятийные, образные и действенные компоненты;

- диагностические, которые  позволяют представлять разнообразные  формы контролируемых тренинговых  заданий, а также создание портфолио пользователя, в котором можно собрать все достигнутые им успехи и выявить траекторию дальнейшего самообучения и саморазвития;

- технико-технологические, в том числе требования к  режиму работы и к изображению  информации. Часто задают вопрос: «Какие графические изображения размещаются в авторских наглядных средствах?» Это могут быть собственные фотографии, рисунки, а также графические шаблоны из библиотек цифровых образовательных ресурсов или веб-сайтов [12]

Таким образом, говоря о материальных средствах обучения, носителях учебной информации, важно определить вид и форму наглядности, используемые при проектировании того или иного средства обучения, что, в свою очередь, в немалой степени зависит от его природных качеств, дидактических свойств [35, с. 10-15].

1.2 Классификация дидактических средств обучения

Средства обучения - это источник получения знаний, формирования умений. К ним относятся наглядные пособия: учебники, дидактические материалы; технические средства (ТСО); оборудование: станки, лабораторное оборудование, ЭВМ, ТВ и другие средства массовой коммуникации. В качестве средств обучения могут выступать реальные объекты, производство, сооружения. Дидактические средства, как и методы, являются частью педагогической системы и выполняют в ней свое назначение. Выбор средств обучения зависит от дидактической концепции, целей, содержания, методов и условий учебного процесса. Основные функции средств обучения - это информационная, дидактическая, контрольная.

Технические средства обучения играют значительную роль в формировании научного мировоззрения учащихся [23].

В отечественной и зарубежной литературе определились различные основания для их классификации: роль и функции ТСО в учебном процессе, дидактические основы и принципы применения, вид и степень воздействия на органы чувств человека и пр.

Технические средства обучения позволяют реализовать одну или несколько дидактических функций с помощью специальных технических устройств. Разнообразие ТСО привело к разработке различных классификаций. Все ТСО делятся на пять групп:

1. Технические средства  информации ( ТСИ)

2. Технические средства  контроля (ТСК)

3. Информационно-контролирующие  ТСО (ИКТСО)

4. Тренажерные технические  средства (ТТС)

5. Обучающие комплексы на базе ЭВМ (ОК/ЭВМ) [47.]

Андерсен выделяет проективные и непроективные ТС.[3] В группу проективных средств автором отнесена только световая и оптическая проекция. К непроективным средствам он относит учебные таблицы, схемы, чертежи, фотографии, радио, телевидение, ЭВМ, магнитофон и т. д.

По формам материализации учебной информации аудиовизуальные средства целесообразно разделить на три группы:

1). ТС записи, хранения и воспроизведения звуковой информации (звуковые средства обучения), т. е. опосредствования мыслительной деятельности человека во внешнеречевой форме.

2). ТС записи, хранения и предъявления зрительной информации, т. е. опосредствования мыслительной деятельности человека в визуальной знаковой форме (экранные средства обучения).

3). ТС записи, хранения и предъявления аудиовизуальной (зрительно-звуковой) информации, т.е. звуковой и зрительной учебной информации одновременно (экранно-звуковые средства обучения) .

Развитие технических средств способствовало совершенствованию урока и классно-урочной системы в целом (рис. 1) [13]

Рис. 1. Классификация электронных средств обучения

Структура программированного обучения (В.И. Загвязинский). [21]

C точки зрения управления  учебным процессом все обучающие  системы можно разделить на два класса:

I. класс: обучающие системы, в которых управление процессом обучения возложено на пользователя. Содержит изложение учебной дисциплины или ее раздела в соответствии с ее логикой на машинном носителе в текстовом и графическом форматах. Обучающие системы данного класса отличаются между собой функциональностью, свойствами, способами их реализации и делятся на следующие подклассы:

а) Электронные учебник или методическое пособие с последовательной структурой – можно рассматривать как электронную копию традиционного печатного учебника или пособия. Структура представления материала на машинном носителе является последовательной.

б) Электронные учебник или методическое пособие с гипертекстовой структурой – Представление учебной дисциплины на машинном носителе имеет гипертекстовую структуру.

в) Полнотекстовая база данных - Имеется возможность обращения по ссылкам в авторском изложении учебной дисциплины к оригинальным текстам других авторов. Как авторский текст, так и тексты других авторов могут иметь гипертекстовую структуру представления на машинном носителе.

г) Электронная библиотека – система, управляющая комплексом электронных учебно-методических материалов различного класса по различным учебным дисциплинам, позволяющая обучаемому выполнять поиск информации (поиск по ключевым словам, поиск по предметной области) пространство поиска должно допускать расширение, причём необходима организация взаимодействия с соответствующей библиографической системой.

д) Мультимедийные электронные учебник или методическое пособие – Изложение учебной дисциплины полностью выполнено или дополнено изложением в аудио, видео форматах. Данная система позволяет обучаемому наблюдать динамику изучаемых явлений и изменять параметры этой динамики. Система может обладать всеми или несколькими свойствами полнотекстовых баз данных.

е) Электронные учебник или методическое пособие со средствами рубежного контроля – после каждого раздела учебной дисциплины системой формируется оценка, которая является основой для самоконтроля обучаемого. Система может обладать всеми или несколькими свойствами мультимедийных систем.

II класс: обучающие системы, самостоятельно управляющие учебным процессом. Содержит изложение учебной дисциплины или ее раздела в соответствии с ее логикой на машинном носителе в текстовом, графическом, аудио, видео форматах. В конце каждой порции изложения учебной дисциплины в данных системах обучаемому предоставляются проверочные задания. В отличие от систем первого класса, в данных системах ответы и действия обучаемого влияют на дальнейший ход процесса обучения. Степень управления учебным процессом напрямую зависит от степени адаптации системы под конкретного обучаемого, поэтому обучающие системы данного класса разделяются на подклассы по степени их адаптивности и способами реализации адаптации:

а) Автоматизированная обучающая система (АОС) с линейной моделью обучения – Структура представления материала на машинном носителе является последовательной. В зависимости от результатов проверки обучаемому предоставляется очередная (следующая) порция учебного материала, либо он возвращается к дополнительному изучению предшествующей порции. Система может обладать всеми или несколькими свойствами мультимедийных систем первого класса. [25]

Рис.2. Программированное обучение линейного вида

б) Автоматизированная обучающая система (АОС) с разветвленной моделью обучения – Для каждой порции учебной дисциплины в системе задано несколько вариантов изложения материала, различающихся по степени подробности, глубине изложения, а так же несколько вариантов предлагаемых в конце каждой порции проверочных заданий с различными уровнями сложности. Данная система адаптируется по глубине, степени подробности изложения изучаемого материала и сложности проверочных заданий, что позволяет ей формировать индивидуальную траекторию обучения. Реализуется параметрическая и структурная адаптация.

Рис.3. Программированное обучение разветвленного вида

в) Автоматизированная обучающая система (АОС) с адаптацией по форме изложения – Обучаемый имеет возможность выбирать форму изложения учебной дисциплины: преимущественно или текстовая, или графическая, или аудио, или видео форма. Система может обладать всеми или несколькими свойствами АОС с разветвленной моделью обучения.

г) Автоматизированная обучающая система (АОС) с адаптацией по логике изложения – Контроль обучаемого осуществляется на основе сопоставления моделей о предметной области учителя (эталонной модели) и обучаемого. В данных системах реализуется структурная адаптация. Реализуется параметрическая и структурная адаптация.

д) Мультиагентная автоматизированная обучающая система (АОС) с адаптацией по объекту и целям обучения – управление учебным процессом осуществляется коллективом агентов, каждый из которых в отдельности обладает всеми свойствами обучающих систем предыдущих подклассов. Коллектив агентов составляется каждый раз под конкретного обучаемого, под его цели обучения.

III. Использование приложений  ОС WINDOWS XP на уроках

Современному преподавателю необходимо владеть основными приёмами работы с ПК, иметь определённые знания, умения и навыки в области использования стандартных программных средств. Например, использовать пакет Microsoft Office  для создания дидактических материалов, презентаций и т.д. Используя современные компьютерные технологии, можно формировать, разрабатывать и без труда совершенствовать комплект дидактических материалов в зависимости от уровня подготовленности аудитории. Разрабатываемые дидактические материалы могут включать в себя проверочные тесты, контрольные задания, карточки, анкеты, шаблоны для проведения лабораторных Работ, рабочие тетради, инструкции к заданиям, кроссворды и т.д. Например, при проведении лабораторной работы по технологии машиностроения, учащийся может обрабатывать данные, полученные в ходе выполнения работы, строить диаграммы и графики в электронных таблицах, возможность перерасчета формул при изменении исходных данных, возможность моделирования несложных физических явлений, более широко варьировать параметры и т.д.

Интересные возможности для преподавателя представляет программа создания презентаций MS PowerPoint. Изображение на экране позволяет дать визуальный ряд и не терять времени на разборчивое написание текста на доске или диктовку. Демонстрационные слайды можно отпечатать на бумажном носителе при необходимости и раздать ученикам по мере изучения темы, при наличии ПК материал можно переписать на диск.

Свои комментарии к слайдам учащиеся могут заполнить дома или на уроке. При этом учащиеся приобретают навыки работы с информацией и учатся:

- представлять графическую информацию в текстовом виде и наоборот;

- формулировать вопросы и выводы по существу обсуждаемой темы;

- планировать свою учебно-познавательную деятельность.

Для преподавателя данная программа даёт возможность корректировать не весь курс, а конкретные слайды по определённым темам. Для создания видеоматериалов с помощью программы не обязательно быть художником. Поставляемые с программой шаблоны дизайна обеспечивают высокое качество результата, а использование возможностей MS PowerPoint позволяет создавать эффектные проекты для преподавания различных предметов. [36]

1.3 Преимущества и проблемы использования компьютерных технологий

На современном этапе развития образования компьютеризация является одним из перспективных направлений активизации учебного процесса [32].

В соответствии с принятой Концепцией модернизации российского образования до 2010 года была разработана Программа модернизации педагогического образования, одобренная решением коллегии Министерства образования России 18.02.03 г.

Согласно этому документу цель модернизации педагогического образования – создать механизм эффективного педагогического образования в условиях осуществления модернизации российского образования. Результатом модернизации педагогического образования должна стать обновленная система подготовки, переподготовки и повышения квалификации педагогов, отвечающая требованиям, предъявляемым обществом к педагогическим кадрам.

Многие из разработанных в рамках этой программы мероприятия прямо связаны с информатизацией образования:

- обучение педагогов использованию информационных и коммуникационных технологий в образовательном процессе;

- создание федеральных комплектов учебно-методической литературы, в том числе на электронных носителях, для педагогических направлений и специальностей.

Программой модернизации педагогического образования предусмотрено проведение комплекса мер, направленных на достижение следующих целей:

- овладения современными формами и методами обучения, информационными и компьютерными технологиями, новыми методами оценивания результатов обучения.

- преодоления отставания материально-технической базы и ресурсного обеспечения педагогических учебных заведений от уровня современных требований; целевой поставки оборудования и компьютеров для педагогических учебных заведений.

Современные информационные технологии открывают обучаемым доступ к нетрадиционным источникам информации, повышают эффективность самостоятельной работы, дают совершенно новые возможности для творчества, приобретения и закрепления различных навыков [11, с.44 – 47.]. Компьютерные технологии открывают большие возможности в переосмыслении методов и приемов обучения.

Информатизация образования, в первую очередь, способствует решению педагогических проблем. Позволяет от авторитарной школы перейти к педагогике сотрудничества, когда учитель и ученик, находясь в равном отношении к информационным ресурсам, становятся партнерами при ведущей роли учителя. Особую роль в обеспечении такого взаимодействия должны сыграть библиотеки, преобразованные в медиатеки и медиацентры.