Содержание
- ВВЕДЕНИЕ
- 1.1 Понятие моделирования, его сущность, цели и виды
- 1.2 Моделирование в процессе обучения
- 1.3 Компьютерные модели как средство обучения
- Выводы по I главе
- 2.1 Информатизация образования как средство повышения эффективности образовательного процесса
- 2.2 Использование информационных технологий в обучении: цели, задачи, возможности
- 2.3 Средства информационных технологий, используемые в системе образования
- Выводы по II главе
- 3.1 Виды компьютерных моделей
- 3.2 Использование моделирования в обучении физики
- Выводы по III главе
- ЗАКЛЮЧЕНИЕ
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Во всех сферах образования проводятся поиски методик развития и стремительной модернизации системы подготовки, повышения качества обучения с внедрением компьютерных технологий. Использование компьютерных технологий в учебном процессе дает возможность использовать в педагогической практике психолого-педагогические разработки, позволяющие совершенствовать учебный процесс, реализовывать идеи развивающего обучения. Возможности компьютерных технологий как инструмента человеческой деятельности и принципиально нового средства обучения привело к появлению новых методов и организационных форм обучения и более быстрому их внедрению в учебный процесс.
Актуальность выпускной квалификационной работы: в образовательном процессе компьютер может быть, как объектом исследования, так и средством обучения, воспитания, развития и диагностики усвоения содержания обучения, т.е. возможны два направления применения компьютерных технологий в процессе обучения. При первом – усвоение знаний, умений и навыков ведет к осознанию возможностей компьютерных технологий, к формированию умений их использования при решении разнообразных задач. При втором – компьютерные технологии являются мощным средством повышения эффективности организации учебно-воспитательного процесса.
Объект исследования выпускной квалификационной работы: компьютерные модели образовательного учреждения.
Предмет исследования – программное обеспечение для обучения учащихся средних общеобразовательных школ.
Целью данной выпускной квалификационной работы является изучение и использование компьютерных моделей в образовательных учреждениях.
Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи:
- Рассмотреть понятие моделирования, его сущность, цели и виды;
- Исследовать моделирование в процессе обучения;
- Изучить компьютерные модели как средство обучения;
- Рассмотреть информатизацию образования, как средство повышения эффективности образовательного процесса;
- Исследовать использование информационных технологий в обучении: цели, задачи, возможности;
- Раскрыть средства информационных технологий, используемые в системе образования;
- Выявить виды компьютерных моделей и направления использования в обучении физики.
В работе использовались следующие основные методы: сбор информации, ее направленное преобразование; теоретический анализ и интерпретация нормативных источников и литературы по теме исследования; конкретизация, аналогия, сравнение и синтез полученной информации; обобщение.
Структура выпускной квалификационной работы обусловлена предметом, целью и задачами исследования. Работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы. Введение раскрывает актуальность, определяет степень научной разработки темы, объект, предмет, цель и задачи исследования, раскрывает теоретическую и практическую значимость работы. В первой главе рассматривается сущность компьютерного моделирования. Вторая глава посвящена информационным технологиям с точки зрения образовательных возможностей. Третья глава раскрывает виды компьютерных моделей и направления использования в обучении физики. В заключении подводятся итоги исследования, формируются выводы по рассматриваемой теме.
Теоретическую основу выпускной квалификационной работы составляют труды российских ученых, таких как, Андреев А.А., Бидайбеков Е.Ы., Босова Л.Л., Гусева Е.Н., Осин А.В., Петренко М.А., Смирнов А.В. и т.д.
1.1 Понятие моделирования, его сущность, цели и виды
Моделирование есть метод исследования различных явлений и процессов, выработки вариантов управленческих решений. Моделирование основывается на замещении реальных объектов их условными образцами и аналогами. Методом моделирования описываются структура объекта (статическая модель), процесс его функционирования и развития (динамическая модель). В модели воспроизводятся свойства, связи, тенденции исследуемых систем и процессов, что позволяет оценить их состояние, построить прогноз, принять обоснованное решение. Формы моделирования различны, зависят от видов структурируемых моделей и сферы применения. Выделяют предметное и знаковое моделирование. Предметное предполагает создание моделей, воспроизводящих пространственно-временные, функциональные, структурные и другие свойства оригинала (конкретно-научные модели). Знаковое заключается в репрезентации параметров объекта с помощью символов, схем, формул, предложений языка (логико-математические модели). Гносеологическое содержание моделирования образует основу для переноса результатов, получаемых в ходе изучения моделей, на оригинал[6, с.105].
Моделирование обеспечивает целостность подхода к исследованию предмета или явления, что, в свою очередь, означает потенциал выстроить систему целостного управленческого воздействия.
При системном подходе к моделированию систем необходимо четко определить цель моделирования. Применительно к вопросам моделирования цель появляется из требуемых задач моделирования, что позволяет подойти к выбору критерия и оценить, какие элементы войдут в создаваемую модель.Поэтому необходимо иметь критерий отбора отдельных элементов в создаваемую модель.
К целям моделирования относится:
1)оценка— оценить действительные характеристики проектируемой или существующей системы, определить насколько система предлагаемой структуры будет соответствовать предъявляемым требованиям;
2)сравнение— произвести сравнение конкурирующих систем одного функционального назначения или сопоставить несколько вариантов построения одной и той же системы.
3)прогноз—оценить поведение системы при некотором предполагаемом сочетании рабочих условий.
4)анализ чувствительности— выявить из большого числа факторов, действующих на систему тем, которое в большей степени влияют на ее поведение и определяют ее показатели эффективности.
5)оптимизация— найти или установить такое сочетание действующих факторов и их величин, которое обеспечивает оптимальные показатели эффективности системы в целом.
Оценка, сравнение, прогноз и анализ чувствительности – это задачи анализа, а оптимизация – задача синтеза.
Подходы к исследованию систем. Важным для системного подхода является определение структуры системы— совокупности связей между элементами системы, отражающих их взаимодействие[28, с.12].
При структурном подходе выявляются состав выделенных элементов системы S и связи между ними. Совокупность элементов и связей между ними позволяет судить о структуре системы. Последняя в зависимости от цели исследования может быть описана на разных уровнях рассмотрения. Наиболее общее описание структуры — это топологическое описание, позволяющее определить в самых общих понятиях составные части системы и хорошо формализуемое на базе теории графов.
Менее общим считается функциональное описание, когда рассматриваются отдельные функции, т.е. алгоритмы поведения системы, и реализуется функциональный подход,оценивающий функции, которые выполняет система, причем под функцией понимается свойство, приводящее к достижению цели.
Стадии разработки моделей.На базе системного подхода может быть предложена и некоторая последовательность разработки моделей, когда выделяют две основные стадии проектирования: макропроектирование и микропроектирование.
На стадии макропроектирования на основе данных о реальной системе S и внешней среде Е строится модель внешней среды, выявляются ресурсы и ограничения для построения модели системы, выбирается модель системы и критерии, позволяющие оценить адекватность модели М реальной системы S.
Стадия микропроектирования в значимой степени зависит от конкретного типа выбранной модели. В случае имитационной модели необходимо обеспечить создание информационного, математического, технического и программного обеспечения систем моделирования.
Независимо от вида используемой модели М при ее построении важно руководствоваться рядом принципов системного подхода: пропорционально-последовательное продвижение по этапам и направлениям создания модели; согласование информационных, ресурсных, надежностных и других характеристик; правильное соотношение отдельных уровней иерархии в системе моделирования; целостность отдельных обособленных стадий построения модели[23, с.128].
Классифицирование видов моделирования систем.Детерминированное моделирование отображает процессы, в которых предполагается отсутствие всяких случайных воздействий;стохастическое моделирование отображает вероятностные процессы и события. В этом случае анализируется ряд реализаций случайного процесса и оцениваются средние характеристики, т. е. набор однородных реализаций.Статическое моделирование служит для описания поведения объекта в какой-либо момент времени, а динамическое моделирование отражает поведение объекта во времени.Дискретное моделирование служит для описания процессов, которые предполагаются дискретными, соответственно непрерывное моделирование позволяет отразить непрерывные процессы в системах, а дискретно-непрерывное моделирование используется для случаев, когда хотят выделить наличие как дискретных, так и непрерывных процессов.
В зависимости от формы представления объекта (системы S) можно обозначить мысленное и реальное моделирование.
Мысленное моделирование не редко считается единственным методом прогнозирования объектов, которые либо практически нереализуемые в заданном интервале времени, либо существуют вне условий, возможных для их физического создания. Например, на базе мысленного моделирования могут быть проанализированы и изучены многие ситуации микромира, которые не поддаются физическому эксперименту. Мысленное моделирование может быть реализовано в виде наглядного, символического и математического.
При наглядном моделировании на базе представлений человека о реальных объектах создаются различные наглядные модели, отображающие явления и процессы, протекающие в объекте. В основу гипотетического моделирования исследователем закладывается некоторая гипотеза о закономерностях протекания процесса в реальном объекте, которая отражает уровень знаний исследователя об объекте и опирается на причинно-следственных связях между входом и выходом изучаемого объекта. Гипотетическое моделирование используется, когда знаний об объекте недостаточно для построения формальных моделей.
Аналоговое моделирование основывается на применении аналогий различных уровней. Наивысшим уровнем является полная аналогия, имеющая место только для достаточно простых объектов. С усложнением объекта используют аналогии последующих уровней, когда аналоговая модель отображает несколько либо только одну сторону функционирования объекта.
Преимущественное место при мысленном наглядном моделировании занимает макетирование. Мысленный макет может применяться в случаях, когда проходящие в реальном объекте процессы не поддаются физическому моделированию, либо может предшествовать проведению других видов моделирования. Если ввести условное обозначение отдельных понятий, т.е. знаки, а также определенные операции между этими знаками, то можно реализовать знаковое моделирование и с помощью знаков отображать набор понятий — составлять отдельные цепочки из слов и предложений. Используя операции объединения, пересечения и дополнения теории множеств, можно в отдельных символах дать описание какого-то реального объекта[25, с.18].
В основе языкового моделирования лежит некоторый тезаурус. Последний образуется из набора входящих понятий, причем этот набор должен быть фиксированным. Между тезаурусом и обычным словарем имеются принципиальные различия. Тезаурус — словарь, в котором каждому слову может соответствовать лишь единственное понятие, при этом в обычном словаре одному слову могут соответствовать несколько понятий.
Символическое моделирование представляет собой искусственный процесс создания логического объекта, который замещает реальный и выражает основные свойства его отношений с помощью определенной системы знаков или символов.
Математическое моделирование. Под математическим моделированием будем понимать процесс установления соответствия данному реальному объекту некоторого математического объекта, называемого математической моделью, и исследование этой модели, позволяющее получать характеристики рассматриваемого реального объекта. Вид математической моли зависит как от природы реального объекта, так и задач исследования объекта и требуемой достоверности и точности решения этой задачи.
Для аналитического моделирования характерно то, что процессы функционирования элементов системы записываются в виде некоторых функциональных соотношений (алгебраических, интегродиференциальных, конечно-разностных и т.п.) или логических условий.
Имитационное моделирование позволяет по исходным данным получить сведения о состоянии процесса в определенные моменты времени, дающие возможность оценить характеристики системы S [40, с.20].
1.2 Моделирование в процессе обучения
В философии личность рассматривалась не как объект, а как субъект, активное начало деятельности. Однако в конкретных социологических и психологических исследованиях данная установка долгое время оставалась декларативной. Сегодня же картина резко поменялась. Социологи и специалисты по психологии повторяют вслед за философами тезис о «деятельностной сущности». Не остались в стороне и педагоги. В учебных учреждениях заговорили о деятельностном подходе в обучении. Что бы организовать такое обучение в современной школе можно применить апробированные технологии обучения, частные методики. Однако все это требует моральных и материальных затрат и не приносит удовлетворения и комфорта в работе.
Оскар Уайльд утверждал, что душа человека непознаваема: “Ты сам — последняя из всех тайн”. Перед учителем стоит проблема — приоткрыть эту тайну или хотя бы создать условия для ее раскрытия в процессе обучения. Традиционное обучение не всегда себя оправдывает.
Во все времена человек разумный, познающий отражал в своем мышлении объекты реальности в виде идеальных, мысленных моделей и действовал, исходя из ожидаемого поведения их прототипов.
Моделирование — способ изучения конкретных объектов путем воссоздания их характеристик на другом объекте — модели, которая является аналогом фрагмента действительности. В наше время моделирование стало важной формой познания мира. Все новые научные теории основываются на моделях. Вновь созданные теории позволяют строить все новые и новые модели, двигая науку вперед. В процессе обучения учащихся нашло место математическое и компьютерное моделирование. Обучая моделированию, учитель может построить свою модель обучения тому или иному предмету, дисциплине, курсу. Среди учителей можно порой услышать, что это не ново, что кое-что «мы уже делаем» [33, с.23].
Под моделью понимают систему, неотличимую от моделируемого объекта в отношении некоторых существенных свойств и отличимую по всем остальным свойствам, которые полагаются несущественными, хотя это также не менее важно. Исходный объект изучения и его модель понимаются как система. Чтобы построить модель, нужно изучить моделируемый объект, то есть учебный процесс. Основной путь изучения основан на системном подходе.
Прежде всего, нужно определить элементы, из которых состоит объект, и выяснить, как они связаны друг с другом. Конкретная модель может обладать несколькими признаками. Каждый признак дает определенные знания о свойствах модели и моделируемой реальности, поможет определить качество модели и средства для моделирования.
Модель учебного процесса должна иметь следующие отличительные признаки: непрерывность, случайность, динамичность, быть достаточно информационной.
Модель учебного процесса — это образно-знаковая модель. Это модель в уме человека: образная, если есть в модели графические образы, и знаковая, если больше слов и чисел. Некоторые свойства, отношения могут иметь характер математической модели, описаны алгоритмами. Преимущество такого подхода к учебному процессу в том, что он позволяет реализовать межпредметные связи, обогатить предмет новым содержанием. У учащихся растет мотивация, интерес к предмету, в итоге повышается эффективность обучения[11, с.41].
Учебный процесс делится на две составляющие — это чему учить и как учить? Можно ли сразу создать модель учебного процесса или нужна какая-то подготовительная работа исследования? Это учет субъективного опыта учителя и теоретических знаний по предмету, ведь чтобы построить модель, надо учить моделирующий объект. Основной метод в этой работе — поисково-исследовательский. С другой стороны, учитель должен четко определить, зачем это делать, владеть педмониторинговыми исследованиями, обладать гибкостью мышления и умело выбирать адекватные средства моделирования.
В моделировании применяются два способа построения моделей: дедуктивный и индуктивный.
В дедуктивном моделировании составляется модель на базе некоторой общей модели, на базе фундаментальных научных фактов, исследований. За счет привлечения специфической информации, путем уточнения характеристик строится конкретная модель.
При индуктивном методе модель строится на основе гипотез, не имеющих необходимого научного обоснования. В ходе экспериментальной работы эти гипотезы опровергаются, заменяются новыми, проходит уточнение значений параметров, алгоритмов.
Зачастую используют дедуктивный и индуктивный способы одновременно.
Наиболее простой путь моделирования учебного процесса — использование открытой модели. Главные свойства такой модели — открытость постановки задачи, поведения, структуры связей между элементами, понятность алгоритмических предписаний. Знакомство с этой моделью — это первый шаг моделирования. Далее идет исследование этой модели при изменении входных данных, обдумывание результатов (как положительных, так и отрицательных), выдвижение новых гипотез. Затем преподаватель продумывает все ситуативные состояния, имеет возможность поменять постановку задачи, которую ставил в начале моделирования, конкретизируя и проверяя свои предпосылки на данной модели. Постепенно обобщая все этапы таких исследований, преподаватель приступает к разработке собственной модели. Цель и успех будут достигнуты в том случае, когда вся исследовательская работа будет начинаться не с алгоритмических предписаний, а с четкой постановки задачи. При этом важно знать, что модель должна быть правильной, то есть четко и полно отражать реальный учебный процесс. Желательно, чтобы она была красивой и удобной для использования. Моделирование — это размышление, поэтому оно может проходить как индивидуально, так и в группах преподавателей, заинтересованных этой проблемой, на семинарских занятиях в учебных заведениях [46, с.109].
1.3 Компьютерные модели как средство обучения
К средствам обучения относятся наглядные пособия, дидактические материалы,технические средства обучения и т.п. В последнее время эти средства существенно изменились. В связи с появлением персональных компьютеров появился новый вид процесса проблемного обучения — проблемно-компьютерное обучение. Появление нового элемента, компьютера, в педагогической системе во многом позволит изменить ее функции и позволяет добиться нового педагогического результата.
С одной стороны, при внедрении всякого другого средства обучения, появляется ряд проблем, связанных с психолого-педагогическими условиями применения компьютера в процессе обучения. С другой стороны компьютер дает такие возможности информационного обеспечения учебного процесса, которых до сих пор никогда не было. Возникает серьезная многоаспектная проблема выбора стратегии внедрения компьютера в обучение, которая позволила бы использовать все его преимущества и избежать потерь, влияющих на качество педагогического процесса и затрагивающих развитие основных сфер человека. Для проектирования учебного процесса с использованием ЭВМ, преподаватель должен знать методику обучения с применением компьютера. Следовательно, правомерно ставить вопрос о новой технологии обучения, которая давала бы преимущества, компенсирующие затраты на приобретение компьютера и на овладение навыками работы с ней. Для этого нужен поиск принципиально новых перспективных решений использования компьютера как эффективного средства обучения.
Анализ научного знания позволяет систематизировать и выделить следующие функции компьютера в обучении:
— технико-педагогические (обучающие и управляющие программы, диагностирующие, экспертные, моделирующие,консультирующие, диалоговые, расчетно-логические);
— дидактические (компьютер как репетитор, как тренажер, как ассистент, как устройство, моделирующее определенные ситуации; компьютер как средство интенсификации учебной деятельности, оптимизации деятельности преподавателя; компьютер как средство, выполняющее функции: оперативного обновления учебной информации, получения оперативной информации об индивидуальных особенностях обучающихся; компьютер как средство корректировки, контроля и оценки их деятельности, ее активизации и стимулирования).
Задача педагогики в этой связи состоит в том, чтобы определить и обеспечить те условия, при которых обозначенные функции действительно достигаются. На практике же эти условия или не выявлены, или не используются, поэтому и функции компьютера реализуются зачастую на примитивном (в педагогическом аспекте) уровне. К этим условиям относится:
— взаимосвязь применения компьютера и целей, содержания, форм и методов обучения;
— сочетание слова преподавателя и применения компьютера;
— дидактическая структура компьютерного занятия;
— мотивационное обеспечение компьютерного занятия;
— сочетание компьютера и других ТСО.
Вычленение названных условий необходимо для того, чтобы найти разумное, дидактически обоснованное соответствие между логикой работы ЭВМ и логикой развертывания учебной деятельности. В настоящее время вторая логика приносится в жертву первой, поэтому компьютеризация обучения не дает должного педагогического эффекта. Установка в школьном классе или вузовской аудитории ЭВМ есть не окончание компьютеризации, а начало компьютерного обучения[38, с.34].
Взаимосвязь компьютера с основными компонентами педагогического процесса.
Здесь важно вскрыть целесообразность применения компьютера и его сочетаемость с содержанием, формами и методами обучения. На сегодняшнем этапе применения компьютерного обучения выделены следующие цели:
— по временному фактору: выигрыш во времени при контроле учащихся и их диагностировании, выигрыш в тиражировании и предъявлении контрольных и самостоятельных работ учащихся, обработка результатов и их оперативное доведение до каждого обучающегося и т.п.;
— по степени «охвата» учащихся в учебном процессе: возможность массового обучения на этапе актуализации опорных знаний и способов действий, на этапе отработки репродуктивных умений и навыков;
— по реализации индивидуального подхода к учащимся: каждый работает с компьютером с учетом своего темпа и возможностей;
— по степени «механизации» педагогических операций: интенсификация работы учащегося при подготовке лабораторных и практических работ, работа компьютера в режиме тренажера, репетитора, работа с компьютером над лекционным материалом, на лабораторно-практических занятиях.
В представленном перечне целей видно, что используется только одна сторона компьютерного обучения — программированное обучение, но только на более совершенной технике. Практика использования систем программирования подтверждает правомерность такого набора целей при решении задачи формирования практических умений и навыков. Но технологии программированного обучения, по существу, дублируют традиционные методы обучения: оптимизируя операционные и регуляторные компоненты управления деятельностью учащегося, они существенно обедняют и даже разрушают другие ее компоненты (интеллектуальный, мотивационный, эмоциональный). Поэтому использование целей программированного обучения необходимо, но недостаточно: оно достаточно лишь в узком спектре педагогических ситуаций, связанных с формированием навыков, но совершенно недостаточно в ситуациях развития основных сфер человека. Так же к недостаткам можно отнести значительное облегчение труда преподавателя, но не направленное на развитие учащегося как субъекта деятельности, т.к. в этом случае остается вне поля анализа проблема организации учебной деятельности. С учетом этого основной стратегической линией психолого-педагогического обеспечения компьютерного обучения становится обоснование целостных систем учебной деятельности, сохраняющих и при использовании компьютера все возможности формирования и развития основных сфер человека. Следовательно, необходима номенклатура целей, учитывающая новые педагогические концепции личностно ориентированного обучения и индивидуально-деятельностный подход. Отсюда следует, что цели программированного обучения необходимо дополнить следующим образом:
— развитие интеллектуальной сферы: развитие мышления (познавательного, творческого), внимания, памяти, качеств ума (сообразительность, гибкость, экономичность, самостоятельность), мыслительных навыков (вычленение, сличение, анализ и пр.), познавательных умений (видеть противоречие и проблему, ставить вопросы, выдвигать гипотезы и пр.), умений учиться, формирование предметных знаний, умений, навыков;
— развитие мотивационной сферы: формирование потребностей — интеллектуальной, в знаниях, в познании природы, общества, человека, закономерностей мышления и познания; потребности в овладении способами познания и преобразовательной деятельности; воспитание мотивов учения (познавательные интересы, смысл изучения предмета и пр.), мотивов достижения и др.;
— развитие эмоциональной сферы: формирование необходимых навыков управления своими чувствами и эмоциональными состояниями, преодоление излишней тревожности, воспитание адекватной самооценки;
— развитие волевой сферы: формирование целеустремленности, умения преодолевать мышечные и нервные напряжения, развитие инициативы, уверенности в своих силах, развитие умений владеть собой, обучение знаниям — как действовать, как планировать деятельность, как ее осуществлять и вести контроль без посторонней помощи;
— формирование учебной деятельности в целом и основных ее компонентов: управление вниманием обучающихся, разъяснение им смысла предстоящей деятельности, актуализация необходимых потребностно-мотивационных состояний, стимулирование целеполагания, создание условий для успешного выполнения учащимися системы исполнительских действий, помощь и коррекция деятельности, оценивание процесса и результата учебной деятельности обучаемых [31, с.27].
Рассмотрим сочетаемость компьютера с содержанием, формами и методами обучения. Опыт отечественной высшей и средней школы, как и опыт зарубежной школы, показывает, что для применения компьютера в любом предмете практически нет ограничений. Но содержание компьютерного занятия должно обязательно включать данные о способах анализа условия задачи, о поисках способа ее решения, о способах контроля за правильностью решения. То есть в содержание необходимо включать данные о всех типах рефлексии — интеллектуальной, личностной и межличностной: учитывать, как учащиеся понимают логику компьютерного обучения, смысл требований и пр.
Применение компьютера должно учитывать сложившиеся формы обучения. Современные формы обучения независимо от типа школы имеют следующую инвариантную структуру: актуализация опорных знаний и способов действий; формирование новых понятий и способов действий; применение знаний, формирование умений.
При сочетании компьютера с выделенными этапами многое зависит от специфики учебного предмета. Т.е. очень трудно формализовать знания по гуманитарным предметам (хотя это и временные трудности), трудно также с помощью компьютера развивать творческое мышление. Поэтому второй этап занятия (формирование новых понятий и способов действий) чаще проводится традиционными методами — вербальными. Первый и третий этапы, как показывает опыт применения компьютеров в учебном процессе вполне поддается компьютеризации.
На этапе актуализации компьютер может восполнить недостающие у учащихся знания независимо от того, по какой причине они у него отсутствуют, поможет ему вспомнить необходимые опорные знания и способы действий. Учитель при этом может получить информацию об уровне актуализации знаний всех учащихся. Все это создает определенные предпосылки успеха обучения на других этапах.
На этапе применения компьютерное обучение может полностью погрузить учащихся в самостоятельную деятельность.
Приведенная выше структура занятия носит название дидактической структуры. Наряду с ней существует психологическая структура занятия. Для компьютерного обучения предлагается следующая структура:
— управление вниманием учащихся на занятии: включение их в деятельность в начале урока, организация внимания при смене деятельности, поддержание непроизвольного и произвольного внимания на необходимое время;
— раскрытие смысла предстоящей деятельности: каждому учащемуся самому нужно осознать смысл предстоящей деятельности. Только тогда у него возникнет желание что-то делать, только тогда он включится в активную деятельность. Для этого учащийся должен получить информацию о предмете потребности, позволяющую ему ясно представить, какие знания ему надо усвоить, какими способами овладеть, что необходимо делать и почему это необходимо;
— актуализация мотивационных состояний: учащийся под влиянием педагогических воздействий осознает свои побуждения и действует, побуждаемый значимым в данной ситуации мотивом;
— совместное с учащимися целеполагание: формулирование проблемы, целей предстоящей деятельности;
— формирование системы учебных действий (планирующие, ориентировка в деятельности, исполнительские);
— формирование способов контроля за своими действиями;
— формирование самооценки, отношения к процессу и результату деятельности.
Для применения на практике выше изложенной психологической структуры компьютерного занятия необходим инвариантный сценарий модели компьютерного занятия.
На первых двух этапах психологической структуры создается высокая личностная заинтересованность учащихся с помощью информации, которая выводится на мониторе компьютера:
— информация о необходимости учения, значимости знаний;
— информация об актуальности и практической значимости обучающей программы, предъявляемой компьютером;
— информация, помогающая настроиться на работу, сосредоточить внимание;
— информация, настраивающая на самообразование и развитие познавательного интереса;
— информация, объясняющая важность и актуальность выбранной темы изучения;
— информация, объясняющая, что в обучающей программе имеются специальные средства, помогающие преодолению трудностей;
— одобрительная информация о правильном отношении обучаемого к образованию, о необходимости стремления к новым знаниям;
— одобрительная информация о правильном выборе профессии (специальности), о важности обучения рациональным способам учения;
— информация, объясняющая, что в обучающей программе имеются средства, способствующие развитию инициативы и волевых качеств.
На третьем этапе с помощью компьютера вводится:
— информация о том, где реально могут пригодиться получаемые знания;
— информация, подчеркивающая те вопросы, которые демонстрируют определенные приемы учебной деятельности;
— информация, объясняющая, как в случае затруднения обращаться за помощью, какой вид помощи выбрать;
— информация, требующая проявления максимума самостоятельности при выполнении заданий;
— информация, подчеркивающая, что рассматриваемая ситуация развивает умение ставить цели учебной деятельности;
— информация, объясняющая, что в случае затруднения будет выдаваться дополнительная информация, ставиться вопросы, помогающие решению рассматриваемых проблем;
— информация, подчеркивающая, что решение этих проблем способствует формированию определенных умений;
— информация, подчеркивающая, что действия, осуществляемые обучаемыми, формируют умения учебной и профессиональной деятельности;
— информация, объясняющая, что в случае затруднений будут выдаваться вспомогательные задания или алгоритмические предписания.
На четвертом этапе происходит сознательный выбор учащимися цели деятельности, выбор решения, как действовать. На этом этапе осуществляется создание индивидуальной установки на выполняемую деятельность. Возможности компьютера здесь ограничены, и лучше этот этап проводить в процессе живого общения между педагогом и обучаемыми.
На заключительных этапах психологической структуры компьютерного занятия вновь можно использовать компьютер и дать возможность учащимся выбрать вид помощи. В случае затруднений предложить дополнительные вопросы или информацию, учебные задачи, алгоритмические предписания. Центральной задачей преподавателя на этих этапах является моделирование с помощью компьютера индивидуальной деятельности обучаемых. Приведем сценарий дифференцированных вспомогательных обучающих воздействий.
Учащимся предъявляется задание: в случае затруднений обучающая программа предлагает:
— «выберите помощь»: 1) подсказка, 2) правильный ответ без объяснения, 3) правильный ответ с объяснением;
— «нужна ли помощь?»: 1) попробуйте ответить еще раз; 2) устраните ошибку; 3) правильный ответ с объяснением;
— помощь в доброжелательной форме с нарастающей степенью подсказки, приводящей в итоге к правильному ответу;
— указание на причину затруднений: типичная причина (№1), типичная причина (№2), другое; — дополнительную информацию, заставляющую обучаемого задуматься над тем, к чему он должен стремиться, чтобы найти правильное решение;
— дополнительные вопросы типа «Что дано?», «Что нужно найти?»;
— вспомогательные учебные задачи, проблемные вопросы, которые помогут определить принцип решения основной задачи;
— выполнить алгоритмические предписания;
— мотивационные указания, дополнительные указания.
Таким образом, модель компьютерного занятия должна быть многогранной, или полифункциональной: формировать не только знания, но и развивать обучаемых, вовлекать их в сферу разносторонней психической деятельности. На этой основе происходит развитие интеллекта, мотивации, воли и пр. Поэтому модель компьютерного занятия должна быть также процессуальной. Процесс есть не только изменение, но и ряд генетически преемственных стадий развития, соответствующих этапам компьютерного обучения. Модель должна также отвечать критериям противоречивости и проблемности, вариативности и гибкости[17, с.19].
Компьютерное занятие не предполагает стопроцентного использования своего времени на работу с компьютером. Поэтому необходимо рассмотреть проблему сочетания слова преподавателя и использования компьютера. Можно выделить несколько форм такого сочетания:
1) преподаватель руководит работой обучаемых с компьютером, знания об объекте изучения они извлекают сами;
2) знания об объекте изучения обучаемый получает от преподавателя, а компьютер служит подтверждением или конкретизацией вербальных сообщений;
3) на основании работы с компьютером, осуществленной учащимися, преподаватель решает совместно с ними учебную проблему;
4) опираясь на информацию, заложенную в компьютер, педагог сам решает проблему (и показывает ее решение) монологическим методом.
В зависимости от рассмотренных форм сочетания компьютерное занятие может быть проведено различными методами обучения:
— алгоритмическим и исследовательским методами при первой форме сочетания;
— монологическим и диалогическим методами — при второй форме;
— при третьей форме сочетания действий преподавателя и применения ЭВМ доминирующими методами будут диалогический и эвристический;
— четвертая форма сочетания предопределяет применение монологического метода обучения.
Эффективность проведения занятия с компьютерным сопровождением зависит от многих факторов. К ним, как известно, относятся: содержание учебного материала (его противоречивость, насыщенность математическим аппаратом или гуманитарным содержанием, возможность его программирования, создания проблемных ситуаций и др.); форма проведения занятий (урок, лекция, практическое занятие, коллоквиум, консультация и др.); выбранная преподавателем форма сочетания компьютера с применяемыми им методами обучения; актуальный уровень развития у учащихся интеллектуальной, мотивационной и других сфер; наконец, уровень методического мастерства преподавателя и его умение отбирать и применять программные педагогические средства (ППС)[10, с.58].
Таким образом, модель компьютерного занятия как дидактическая система включает номенклатуру целей обучения знаниям и умениям, целей развития основных сфер человека, целей формирования учебной деятельности; характеристику содержания учебного материала, критерии его отбора для создания программных педагогических средств, связи программного материала с остальным содержанием занятия; характеристику дидактической структуры занятия; мотивационное его обеспечение; указания на формы связи деятельности преподавателя и применения компьютера и связанное с ними сочетание методов обучения. Педагогическая эффективность компьютерного занятия зависит от ряда вышеназванных факторов и от того, насколько реализован замысел, представленный в его модели.
Выводы по I главе
Моделирование обеспечивает целостность подхода к исследованию предмета или явления, что, в свою очередь, означает возможность построить систему целостного управленческого воздействия. Моделирование позволяет произвести оценку действительных характеристик проектируемой или существующей системы, определить насколько система предлагаемой структуры будет соответствовать предъявляемым требованиям, произвести сравнение конкурирующих систем одного функционального назначения или соотнести несколько вариантов построения одной и той же системы, оценить поведение системы при некотором предполагаемом сочетании рабочих условий, выявить из большого числа факторов, действующих на систему тем, которые в большей степени влияют на ее поведение и определяют ее показатели результативности, найти или установить такое сочетание действующих факторов и их величин, которое обеспечивает наилучшие показатели эффективности системы в целом.