Методическая разработка "Информационные технологии в образовании"

Информационные технологии в образовании

1. Этапы информатизации образования

Ретроспективный анализ процесса внедрения и использования средств вычислительной техники и компьютерных технологий в учебном процессе позволил выделить три этапа информатизации образования (условно названные электронизацией, компьютеризацией и информатизацией образовательного процесса).

Первый этап информатизации образования (электронизация) характеризовался широким внедрением электронных средств и вычислительной техники в процесс подготовки студентов сначала технических специальностей (конец 50-х - начало 60-х годов), а затем гуманитарных специальностей (конец 60-х - начало 70-х годов) и предполагал обучение основам алгоритмизации и программирования, элементам алгебры логики, математического моделирования на ЭВМ.

Подобный подход предусматривал формирование у студентов алгоритмического стиля мышления, овладение некоторыми языками программирования, освоение умений работы на ЭВМ с помощью вычислительно-логических алгоритмов. Относительно малая производительность компьютеров того времени, отсутствие удобных в работе, интуитивно понятных для обычного пользователя (не программиста) и имеющих дружественный интерфейс программных средств не способствовали широкому использованию вычислительной техники в сфере гуманитарного образования.

Второй этап информатизации образования (компьютеризация) (с середины 70-х годов по 90-е годы) связан с появлением более мощных компьютеров, программного обеспечения, имеющего дружественный интерфейс, и характеризуется в первую очередь использованием диалогового взаимодействия человека с компьютером. Студенты как субъекты образовательного процесса впервые получили возможность, работая на компьютере, взаимодействовать с моделями – «заместителями» реальных объектов и, что самое главное, управлять объектами изучения. Компьютерные образовательные технологии позволили на основе моделирования исследовать различные (химические, физические, социальные, педагогические и т.п.) процессы и явления. Компьютерная техника стала выступать в качестве мощного средства обучения в составе автоматизированных систем различной степени интеллектуальности. В сфере образования все больше стали использоваться автоматизированные системы обучения, контроля знаний и управления учебным процессом.

Третий, современный, этап информатизации образования характеризуется использованием мощных персональных компьютеров, быстродействующих накопителей большой емкости, новых информационных и телекоммуникационных технологий, мультимедиа-технологий и виртуальной реальности, а также философским осмыслением происходящего процесса информатизации и его социальных последствий.

   Процесс информатизации сферы образования осуществля­ется по двум основным направлениям:

·   неуправляемая информатизация, которая реализуется снизу по инициативе

   педагогических работников и охватывает, по мнению преподавателя, наиболее    

   актуальные сферы деятель­ности и предметные области;

·   управляемая информатизация, которая поддерживается ма­териальными ресурсами и в

   соответствии с общими прин­ципами обладает концепцией и программой [13].

В программе информатизации образования особое место за­нимает подпрограмма разработки и внедрения информационных технологий в обучение. Применительно к учебному процессу и к научным исследо­ваниям основополагающее значение имеют новые информаци­онные технологии. В отличие от традиционных образовательных технологий информационная технология имеет предметом и результатом труда информацию, а орудием труда - компьютер.

Любая информационная технология включает в себя две про­блемы:

• решение конкретных функциональных проблем пользовате­ля;
• организация информационных процессов, поддерживающих решение этих задач  [13] .

Организация информационных процессов в рамках инфор­мационных образовательных технологий предполагает выделе­ние таких базовых процессов, как передача, обработка, органи­зация хранения и накопления данных, формализация и автома­тизация знаний.

Совершенствование методов решения функциональных за­дач и способов организации информационных процессов приво­дит к совершенно новым информационным технологиям, среди которых применительно к обучению можно выделить следую­щие:

1.      Компьютерные обучающие программы, включающие в себя электронные учебники, тренажеры, тьюторы, лабораторные практикумы, тестовые системы.

2.      Обучающие системы на базе мультимедиа-технологий, построенные с использованием персональных компьютеров, видеотехники, накопителей на оптических дисках.

3.      Интеллектуальные и обучающие экспертные системы, используемые в различных предметных областях.

4.      Распределенные базы данных по отраслям знаний.

5.      Средства телекоммуникации, включающие в себя элект­ронную почту, телеконференции, локальные и региональные сети связи, сети обмена данными и т.д.

6.      Электронные библиотеки, распределенные и централизованные издательские системы [1].

Конкретные программные и технические средства в рамках этих технологий разрабатываются параллельно в различных ву­зах, зачастую дублируются, но главным недостатком современ­ного состояния применения достижений информатики в обра­зовании является отсутствие научно-методического обеспечения использования новых информационных технологий.

2. Система образования и новые информационные и коммуникационные технологии

Вопрос о роли современных информационных, а в последнее время и коммуникационных технологий в деле совершенствования и модернизации сложившейся образовательной системы остается актуальным на протяжении последних двух десятилетий. Однако наибольшую остроту он получил в ходе внедрения в практику учебного процесса относительно недорогих и поэтому доступных персональных компьютеров, объединенных как в локальные сети, так и имеющих выход в глобальную сеть Internet. Для успешной реализации программы модернизации среднего образования, во многом базирующегося на его компьютеризации и «интерпретации», потребуется не только современное техническое оснащение учебных заведений, но и соответствующая подготовка педагогов и организаторов системы образования.

Необходимо комплексное обучение будущих и настоящих учителей основам информатизации образования. Для этого осуществлен поиск целей и принципов обучения, которые позволили бы систематизировать подготовку педагогов, сделать ее содержание более фундаментальным и менее зависимым от постоянно изменяющихся и развивающихся средств информатизации.

Основными целями подготовки педагогов в области информатизации образования являются:

1. ознакомление с положительными и отрицательными аспектами использования

      информационных и телекоммуникационных технологий в образовании;

2. формирование представления о роли и месте информатизации образования в      

      информационном обществе;

1. формирование представления о видовом составе и областях эффективного применения

      средств ИКТ;

2. формирование представления о видовом составе и областях эффективного применения

      в сфере образования технологий создания, обработки, представления, хранения и     

      передачи информации;

3. ознакомление с общими методами информатизации, адекватными потребностям

      учебного процесса, контроля и измерения результатов обучения, внеучебной, научно-  

      исследовательской и организационно-управленческой деятельности учебных  

      заведений;

4. формирование знаний о требованиях, предъявляемых к средствам информатизации

      образования, основных принципах и методах оценки их качества;

5. выработка у педагогов устойчивой мотивации к участию в формировании и внедрении

      информационной образовательной среды;

6. обучение формирующемуся языку информатизации образования (с параллельной

      фиксацией и систематизацией терминологии);

7. предоставление педагогам дополнительной возможности пояснить обучаемым роль и

      место информационных технологий в современной мире.

Одно из первостепенных мест в содержании обучения в области информатизации образования занимают вопросы уместного, оправданного и эффективного использования информационных и телекоммуникационных технологий в образовании.

Использование информационных технологий будет оправданным и приведет к повышению эффективности обучения в том случае, если такое использование будет отвечать конкретным потребностям системы образования, если обучение в полном объеме без использования соответствующих средств информатизации невозможно или затруднительно. Очевидно, что в систему подготовки педагогов должно войти знакомство с несколькими группами таких потребностей, определяемых, как в отношении собственно учебного процесса, так и в отношении других сфер деятельности педагогов.

В первую группу можно отнести потребности, связанные с формированием у обучаемых определенных систем знаний. Такие потребности возникают при знакомстве с содержанием сразу нескольких дисциплин, при проведении занятий, имеющих межпредметный характер. Кроме того, они возникают при изучении элементов микро и макромиров, а также в случае необходимости изучения ряда понятий, теорий и законов, которые при традиционном обучении не могут найти требуемого опытного применения.

Вторая группа потребностей определяется необходимостью овладения учащимися репродуктивными умениями. Потребности этой группы возникают в ситуациях, связанных с вычислениями, проверкой и обработкой результатов вычислений. Наряду с этим потребности второй группы возникают при отработке типовых умений по каждой дисциплине и при формировании общеучебных умений (общелогических - систематизации и классификации, анализа и синтеза, рефлексивных - умений планировать эксперимент, осуществлять сбор и анализ информации).

Третья группа потребностей определяется необходимостью формирования у учащихся творческих умений. Такие потребности возникают при решении оптимизационных задач, в которых из ряда возможных вариантов выбирается один - наиболее рациональный с определенной точки зрения, при решении задач на выбор самого экономичного решения или наиболее оптимального варианта протекания процесса. Потребности этой группы возникают при постановке и решении задач на проверку выдвигаемых гипотез, при необходимости развития конструктивно-комбинаторных творческих умений. Сюда же можно отнести и потребности, вытекающие из необходимости моделирования процессов или последовательности событий, что позволяет ученику делать выводы о факторах, оказывающих влияние на протекание процессов или событий. И, наконец, к третьей группе можно отнести потребности, возникающие в ходе лабораторного эксперимента, требующего для своего проведения приборов, недоступных для конкретного учебного заведения или очень длительного (короткого) промежутка времени. При этом такой лабораторный эксперимент может проводиться в рамках педагогических измерений и также повлечь за собой необходимость использования соответствующих информационных и телекоммуникационных технологий.
            Четвертая группа потребностей связана с необходимостью формирования у учащихся определенных личностных качеств, воспитания ученика. Потребности, относимые к четвертой группе, возникают для организации моделирования, создающего возможности нравственного воспитания обучаемых через решение социальных, экологических и других проблем. Также потребности в использовании средств информатизации образования могут возникать для формирования у обучаемых чувства ответственности по отношению к другим людям, по отношению к себе и собственному организму.

Наряду с вышеприведенными потребностями для оправданного и эффективного использования информационных и телекоммуникационных технологий педагогам необходимо знать основные положительные и отрицательные аспекты информатизации обучения, использования электронных изданий и ресурсов. Очевидно, что знание таких аспектов поможет учителям использовать информатизацию там, где она влечет за собой наибольшие преимущества и минимизировать возможные негативные моменты, связанные с работой школьников с современными средствами информатизации. В систему описываемой подготовки педагогов должно быть включено и ознакомление с возможными негативными последствиями использования средств информатизации.

Приведенные факторы свидетельствуют, с одной стороны, о необходимости подготовки и переподготовки педагогических кадров в области информатизации образования. С другой стороны, упомянутые проблемы говорят о том, что применение средств ИКТ в обучении школьников по принципу «чем больше, тем лучше» не может привести к реальному повышению эффективности системы общего среднего образования. В использовании средств ИКТ необходим взвешенный и четко аргументированный подход.

В заключение необходимо отметить, что приоритетным направлением в обучении педагогов информатизации образования должен стать переход от обучения техническим и технологическим аспектам работы с компьютерными средствами к обучению корректному содержательному формированию, отбору и уместному использованию образовательных электронных изданий и ресурсов. Современный педагог должен не только обладать знаниями в области информационных и телекоммуникационных технологий, что входит в содержание курсов информатики, изучаемых в педагогических вузах, но и быть специалистом по применению новых технологий в своей профессиональной деятельности [5].

3. Технические средства информационных и коммуникационных технологий, используемых в образовании

Изучение особенностей использования ИКТ при обучении должно включать знакомство с разными аспектами проникновения информационных технологий в сферу  образования. В частности, необходимо детальное рассмотрение используемых в образовании технических средств информатизации, программных средств.

Первые из них - технические средства информатизации образования не возникли в одночасье. Появлению средств информатизации, основанных на использовании компьютерной техники, предшествовало бурное развитие различных некомпьютерных устройств, которые принято называть техническими и аудиовизуальными средствами обучения. На протяжении многих лет к техническим средствам обучения относили и саму аппаратуру, такую как различные диапроекторы и фонографы, графопроекторы и электрофоны, кинопроекторы и телевизоры, магнитофоны и CD-плееры, а также специально созданные дидактические материалы и пособия, такие как диафильмы, диапозитивные серии, пластинки, кассеты и компакт диски. Именно эти средства обучения на разных этапах развития системы образования являлись основными инструментами повышения эффективности хранения, обработки, передачи и представления учебной информации. В отсутствие компьютерной техники они играли роль средств информационных и коммуникационных технологий.

Более ста лет назад, известный американский изобретатель Т.А. Эдисон, после изобретения первого звукозаписывающего устройства - фонографа, заявил, что с появлением возможностей записи, хранения и воспроизведения звука решены все проблемы образования. Однако и сегодня, очевидно, что не все подобные проблемы решены полностью.
            В разные годы в ВУЗовском образовании проникали разнообразные средства, появление которых поднимало на качественно новый уровень информационное обеспечение системы обучения, что всякий раз положительно сказывалось на эффективности подготовки специалистов. В настоящее время в ВУЗах можно встретить: 

1.      средства для записи и воспроизведения звука (CD-проигрыватели);

2.      системы и средства телевидения, радиовещания (теле и радиоприемники, учебное телевидение и радио, DVD-проигрыватели);

3.      оптическая и проекционная кино- и фотоаппаратура (фотоаппараты, кинокамеры, диапроекторы, кинопроекторы, эпидиаскопы);

4.      полиграфическая, копировальная, множительная и другая техника, предназначенная для документирования и размножения информации (ротапринты, ксероксы, ризографы, системы микрофильмирования);

5.      компьютерные средства, обеспечивающие возможность электронного представления, обработки и хранения информации (компьютеры, принтеры, сканеры);

6.      телекоммуникационные системы, обеспечивающие передачу информации по каналам связи (модемы, сети проводных, спутниковых, оптоволоконных, радиорелейных и других видов каналов связи, предназначенных для передачи информации).

Технические средства, используемые в ВУЗе можно классифицировать. В основе этой классификации могут лежать различные критерии. В частности все технические средства могут быть разделены на группы в зависимости от вида информации и принципов, лежащих в основе их функционирования.

            Традиционные аналоговые технические средства:

Аудиосредства
(магнитофоны, микрофоны, усилители, акустические системы, диктофоны, радиоприемники, лингафонное оборудование, кассеты, CD-диски).

Графические и фотографические средства

(фотоаппараты, фильмоскопы, диапроекторы, эпидиаскопы, диафильмы, слайды, изображения на пленках).

Кинопроекционная техника

(кинокамеры, кинопроекторы, кинопленки).

Видео и телевизионные средства

(телевизоры, мониторы, телекамеры, видеокамеры, видеомагнитофоны, видеоплееры, видеопроекторы, видеокассеты).

Аудиосредства

(цифровые диктофоны и плееры, цифровые компакт-диски).

Графические и фотографические средства

(цифровые фотоаппараты, лазерные и магнитные диски, электронные карты памяти).
Проекционная техника

(мультимедийные проекторы, интерактивная доска).

Видео и телевизионные средства

(цифровые видеокамеры, DVD-проигрыватели и DVD-плееры, лазерные и магнитные диски, электронные карты памяти) [16].    

            Технические средства позволяют привнести в образовательную деятельность возможность оперирования с информацией разных типов таких, как звук, текст, фото и видео изображение. Эти средства, в ряде случаев, оказываются очень сложными в техническом и технологическом отношении. Компьютер, проникнувший в сферу образования, является универсальным средством обработки информации. Универсальность компьютера состоит в том, что, с одной стороны, он один в состоянии обрабатывать информацию разных типов, с другой стороны, один и тот же компьютер в состоянии выполнять целый спектр операций с информацией одного типа. Благодаря этому компьютер в совокупности с соответствующим набором периферийных устройств в состоянии обеспечить выполнение всех функций технических средств обучения.

            Корректное определение средств ИКТ и средств информатизации образования представляет собой существенную проблему. На первый взгляд, логичнее было бы к средствам информатизации образования отнести любые средства и инструменты, имеющие отношения к обработке и представлению информации, используемой в образовании. При таком подходе к средствам информатизации образования помимо компьютеров и программного обеспечения будут относиться и обычная книга, и магнитофон, и диапроектор. Такое определение средств информатизации образования имеет полное право на существование.
            Но, вместе с тем, универсальность компьютера делает нецелесообразным дальнейшее проникновение всех отмеченных некомпьютерных средств в образование, за исключением книги. Кроме того, большинство перечисленных выше технических средств информатизации теряют актуальность. Сегодня по понятным причинам уже практически невозможно найти современный учебный диафильм или пластинку для электрофона [12].
            В связи с этим становится оправданным отнесение к средствам ИКТ и информатизации образования только компьютерных средств обработки и представления информации. Практическое осуществление информатизации образования приведет к расширению использования в образовании новейших информационных и коммуникационных технологий. Именно поэтому под средствами информатизации образования понимается компьютерное аппаратное и программное обеспечение, а также их содержательное наполнение, используемые для достижения целей информатизации образования.

Список литературы

1.      Захарова, И.Г., Информационные технологии в образовании [Текст]: учеб. Пособие для студ. высш. учеб. заведений /  Захарова, И.Г. – 3-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2007. – 192с.

2.      Казаков В.Г., Дорошквин А.А., Задорожный П.М., Князев Б.А. Лекционная мультимедиа аудитория [Текст] // Информатика и образование, 1995. N4 – С. 41-50

3.      Калашников И.А., Аймалетдинов Т.А. Информатизация образования в России – проблемы и перспективы [Текст] // Информатика и образование. – 2004. - №2. – с. 95-96.

4.      Коджиспирова Г.М., Петров К.В. Технические средства обучения и методика их использования [Текст]: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений, - М.: Издательский центр «Академия», 2002. – 256 с.

5.      Красильникова В. А. Становление и развитие компьютерных технологий обучения [Текст]: Монография.- М.: ИИО РАО. 2002.

6.      Куприенко В.Д., Мещерин И.В. Педагогические программные средства [Текст]: Методические рекомендации для разработчиков ППС. / Омский ГПИ им. А.М. Горького. - Омск, 1991.

7.      Липков А.И. На пороге видеокомпьютерной эры [Текст]. М.:Знание, 1998.

8.      Педагогика и психология высшей школы [Текст]: Учеб. пособие. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2002. – 544с.

9.        Удалов С.Р. О подготовке студентов педвузов к применению технических и аудиовизуальных средств обучения [Текст] // Информатика и образование. – 2005. - №1. – с. 91-95.