Современные информационные технологии в образовании

Образовательные информационные технологии. Понятие и общая характеристика В конце XX века человечество вступило в стадию развития, которая получила название постиндустриального или информационного. Возможности информационных технологий для человека становятся безграничными, способствуют эффективному решению профессиональных, экономических, а также многих других проблем. Грамотно, профессионально распорядиться сегодняшними техническими и информационными возможностями способны те, кто обладает необходимыми знаниями, позволяющими сориентироваться в новом информационном пространстве.

В нашу жизнь стремительно ворвались информационные образовательные технологии. Наибольшую актуальность вопрос о роли современных информационных технологий получил в связи с внедрением в практику учебно-воспитательного процесса компьютеров, объединенных как в локальные сети, так и имеющих выход в глобальную сеть.

Применение информационных технологий в процессе обучения в начальной школе дает возможность активизировать познавательную и мыслительную деятельность учащихся. 1].

Информационные технологии дают возможность не только изменить формы и методы учебной работы, но и существенным образом трансформировать и обогатить образовательные парадигмы. Изменению подвергаются даже такие фундаментальные навыки, прививаемые начальной школой, как умение читать и писать.

Новая грамотность предполагает овладение умением ориентироваться в информационных потоках, в среде мультимедиа, создавать гипермедиа объекты. Современный человек еще в школе должен научиться читать и писать применительно к мировому информационному пространству.

В некоторых средних общеобразовательных школах уже сегодня создаются свои сайты, это становится для школы важным и престижным делом. Однако, это, к сожалению, во многом зависит от финансовых возможностей образовательного учреждения Образовательными стандартами и программами это пока не предусматривается. 2].

Однако в новый век тысячелетие российское образование вошло более свободно, проявляя инициативу и пытающееся самостоятельно формировать свою образовательную политику, искать новые формы организации учебного процесса, оказания дополнительных образовательных услуг и привлечения внебюджетных средств финансирования. Образовательные учреждения, энергично внедряющие новые информационные технологии, демонстрируют желание обеспечить современный уровень преподавания и высокое качество обучения, привлекают внимание родителей.

«Информация — основное понятие кибернетики». «Информация — есть информация, а не материя и не энергия».

«Информация — сообщение, уменьшающее неопределенность в той области, к которой оно относится». Таким образом, говорить об информации можно только в том случае, когда ее наличие дает такие знания о каком-то объекте, которых до ее появления у пользователя не было. 3].

Из вышеприведенных определений мы видим, что на самом деле информационная технология — это не только технология, предполагающая использование в образовательном процессе компьютера, по сути дела, любой процесс, связанный с переработкой информации, может называться информационной технологией, однако, в данном случае, мы под информационной технологией понимаем совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления (информационного продукта).

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. 4].

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

• · Компьютерные обучающие программы, включающие в себя электронные учебники, тренажеры, тьюторы, лабораторные практикумы, тестовые системы.
• · Обучающие системы на базе мультимедиа-технологий, построенные с использованием персональных компьютеров, видеотехники, накопителей на оптических дисках.
• · Интеллектуальные и обучающие экспертные системы, используемые в различных предметных областях.
• · Распределенные базы данных по отраслям знаний.
• · Средства телекоммуникации, включающие в себя электронную почту, телеконференции, локальные и региональные сети связи, сети обмена данными и т. д.
• · Электронные библиотеки, распределенные и централизованные издательские системы.

Основные направления использования информационно-компьютерных средств в образовании охватывают следующие наиболее существенные области. 6].

Компьютерная техника и информатика как объекты изучения. Это направление не относится непосредственно к проблемам повышения эффективности образования. В то же время изначально появление компьютеров в сфере образования было связано именно с обучением основам вычислительной техники, вначале в системе профессионального образования, а затем и общего. Компьютер как средство повышения эффективности педагогической деятельности. Именно в этом своем качестве компьютер и информатика рассматриваются как такой компонент образовательной системы, который не только способен внести коренные преобразования в само понимание категории «средство» применительно к процессу образования, но и существенно повлиять на все остальные компоненты той или иной локальной образовательной системы: цели, содержание, методы и организационные формы обучения, воспитания и развития обучающихся в учебных заведениях любого уровня и профиля. 5].

В процессе обучения детей с помощью информационных технологий, они учатся работать с текстом, создавать графические объекты и базы данных, использовать электронные таблицы. Ребенок узнает новые способы сбора информации и учится пользоваться ими, расширяется его кругозор.

При использовании информационных образовательных технологий на занятиях повышается мотивация учения и стимулируется познавательный интерес учащихся, возрастает эффективность самостоятельной работы. Компьютер вместе с информационными технологиями открывает принципиально новые возможности в области образования, в учебной деятельности и творчестве учащегося. Возникает такая ситуация, когда информационные технологии становятся и основными инструментами дальнейшей профессиональной деятельности человека.

При использовании информационных технологий необходимо стремиться к реализации всех потенциалов личности — познавательного, морально-нравственного, творческого, коммуникативного и эстетического. Чтобы эти потенциалы были реализованы на достаточно высоком уровне, необходима педагогическая компетентность в области владения информационными образовательными технологиями. Развитие этой компетентности надо начинать во время обучения будущих педагогов в вузах. 11] Изменение в ходе научно-технического прогресса основ современного производства, использование новых информационных технологий приведут к увеличению доли интеллектуального труда, творческой функции рабочего в труде, к его профессиональной мобильности и, естественно, вызывают преобразование системы знаний, умений и навыков, которые должны получить учащиеся в школе.

Сегодня имеется необходимость более интенсивного внедрения информационных образовательных технологий в процесс обучения и в начальной школе. Развитие способностей ученика в начальной школе зависит от множества факторов, в том числе и от того, насколько наглядным и удобным для его восприятия является учебный материал. Учебный процесс в начальной школе, практически никак не обеспечен наглядными электронными пособиями, соответствующими современному уровню развития новых информационных технологий. Следовательно, возникает необходимость в разработке и внедрении на практике таких пособий, которые соответствовали бы духу времени. Мультимедийные и гипермедийные технологии предоставляют широкий набор средств и методов для выполнения поставленной задачи. Применение информационных образовательных технологий в процессе обучения в начальной школе, возможно на любом уроке. Например, уроки математики. Ведь уроки математики формируют и развивают у младших школьников пространственное мышление, активизируют внимание, память, которые, наверняка развивались бы более интенсивно, если бы на занятиях по математике применялись информационные образовательные технологии.

Информационная технология — это педагогическая технология, использующая специальные способы, программные и технические средства (кино, аудио — и видео средства, компьютеры) для работы с информацией.

Компьютерные технологии — это вспомогательные средства в процессе обучения, так как передача информации — это не передача знаний.

В зарубежной практике принята следующая классификация компьютерных технологий обучения:

ь Компьютерное программное обучение — обеспечивает реализацию механизма с помощью соответствующих компьютерных программ;

ь Изучение с помощью компьютера — самостоятельная работа по изучению нового материала с помощью различных средств, в том числе и компьютера;

ь Изучение на базе компьютера — использование программных средств, обеспечивающих эффективную самостоятельную работу обучаемых;

ь Обучение на базе компьютера — всевозможные формы передачи знаний обучаемым.

ь Оценивание с помощью компьютера — передача знаний, при наличии специальной системы оценки качества усвоения знаний;

ь Компьютерные коммуникации — программные средства информационных технологий обучения и образовательных технологий выстраиваются в качестве подсистем. 16].

Основным потенциалом современных компьютеров являются, во-первых, огромные возможности глобальной сети Internet, во-вторых, прикладное программное обеспечение, входящее в пакет Microsoft Office.

Свойства Internet:

• 1. Источник различного рода информации (знаний), способствующий расширению информационного поля. Он дает возможность для самообразования и приобретения новой информации.
• 2. Возможность быстро и качественно обмениваться информацией между коллегами с помощью электронной почты.

Функции прикладных программ Microsoft Office:

• 1. Microsoft Word — это программа, предназначенная для печатания и редактирования любого текста. Что дает Word? Во-первых, изготовление раздаточного материала (контрольные, самостоятельные работы, тесты и т. д.); т. е. личное задание повышает восприятие и понимание задания учащимися; во-вторых, это возможность качественно заниматься оформлением творческих работ (отчеты, проекты, рефераты и т. д.).
• 2. Microsoft Excel — это программа является лучшим помощником учителям образовательной области «Математика», а также тем, кто представляет информацию в виде таблиц.
• 3. Microsoft Access — программа, предназначенная для формирования баз данных.
• 4. Microsoft Publisher — программа, предназначенная для изготовления почетных грамот, визиток, приглашений, календарей и т. д.
• 5. Paint — программа для рисования.
• 6. Microsoft PowerPoint — программа презентаций.

Таким образом, применение новых информационных технологий в образовании имеет два основных аспекта: компьютер как предмет изучения и компьютер как средство обучения. Эти аспекты тесно взаимосвязаны в процессе обучения, т.к. любое общение с компьютером предполагает и то и другое.

Где же сегодня находят широкое применение информационные технологии? Прежде всего, на уроке. Информатизация начальной школы играет важную роль для достижения современного качества образования и формирования информационной культуры ребенка ХХI века. Отсюда следуют цели использования информационных технологий:

• * повысить мотивацию обучения;
• * повысить эффективность процесса обучения;
• * способствовать активизации познавательной сферы обучающихся;
• * совершенствовать методики проведения уроков;
• * своевременно отслеживать результаты обучения и воспитания;
• * планировать и систематизировать свою работу;
• * использовать как средство самообразования;
• * качественно и быстро подготовить урок (мероприятие).

Основные направления информатизации начального образования:

• * использование ИКТ в качестве дидактического средства обучения (создание дидактических пособий, разработка и применение готовых компьютерных программ по различным предметам, использование в своей работе Интернет-ресурсов и т. д.);
• * проведение урока с использованием ИТ (применение ИТ на отдельных этапах урока, использование ИТ для закрепления и контроля знаний, организация групповой и индивидуальной работы, внеклассной работы и работы с родителями);
• * осуществление проектной деятельности младших школьников с использованием ИКТ.

Информационные образовательные технологии позволяют наполнить образовательный процесс использованием новейших средств мультимедиа, включая гипертекстовые и гипермедиа-ссылки, графики, картинки, анимацию, фрагменты видеофильмов и звуковое сопровождение. Поэтому можно предположить, что использование информационных технологий в процессе обучения в начальной школе будет способствовать активизации мышления, восприятия и познавательной активности учащихся.

Способы информатизации процесса обучения Успешность и качество современного обучения в большей мере зависит от эффективной организации образовательного процесса, подготовленности педагогов к работе в условиях лавинообразного нарастания потока информации, возможности овладения современными методами поиска, отбора и использования информации.

Информатизация системы образования рассматривается как стратегически важное направление Государственной программы развития системы образования в Республике Казахстан. Основной целью информатизации системы образования Республики Казахстан является создание единой образовательной информационной среды в Республике Казахстан, позволяющей на основе использования новых информационных технологий повысить качество казахстанского образования, обеспечить равные возможности гражданам на получение образования всех уровней и ступеней, а также интегрировать информационное пространство государства в мировое образовательное пространство. Необходимость и приоритетность этого вектора отражены в Послании Президента Республики Казахстан «Казахстан — 2030. Процветание, безопасность и улучшение благосостояния всех казахстанцев», Стратегии индустриально-инновационного развития Республики Казахстан на 2003;2015 гг. 14].

Информатизация процесса обучения — это процесс, направленный на оптимальное использование информационного обеспечения процесса обучения с помощью компьютера.

Целью информатизации является повышение эффективности всех видов образовательной деятельности на основе использования информационных и коммуникативных технологий. 15].

Важно понимать, что понятие технологии информатизации образования значительно шире, чем только технология использования информационных и телекоммуникационных технологий в сфере образования.

Информационных технологий много. С каждым годом их появляется все больше. Перечислить и, тем более, изучить их все невозможно. Важно понимать, что при определенных условиях многие из этих технологий способны существенно повлиять на повышение качества обучения и воспитания школьников.

К сожалению, очень часто под информатизацией образования подразумевается внедрение информационных и телекоммуникационных технологий в учебный процесс. Учебный процесс является основной, но далеко не единственной областью деятельности современной школы, в которой в настоящее время происходит массовое внедрение различных информационных технологий.

Приоритетным направлением информатизации образования должен стать переход от обучения техническим аспектам работы с компьютерными средствами к обучению корректному содержательному формированию, отбору и уместному использованию образовательных электронных изданий и ресурсов, к системной информатизации образования. Современный учитель должен не только обладать знаниями в области информационных и коммуникационных технологий, но и быть специалистом по применению новых технологий в своей профессиональной деятельности в школе и помнить, что главное в информатизации — грамотное использование компьютеров до урока, а не на уроке, т.к. это и есть определяющее отличие настоящей информатизации от использования компьютеров. Конечно, компьютеры можно и нужно использовать на уроке, но это их вторичное применение в школе.

Система способов информатизации является новым понятием в дидактике. Осознать ее новизну очень важно, так как сами по себе отдельные способы деятельности учителя, направленные на информатизацию процесса обучения, во многом уже знакомы, особенно ищущим учителям. Однако эти отдельные способы, как правило, слабо влияют на результат обучения. А когда учитель овладевает всей совокупностью способов информатизации процесса обучения, происходит как бы качественный скачок — он достигает значительно больших результатов при тех же затратах времени. 17].

Обратим внимание на то, что в одних случаях можно говорить о способах информатизации, в других — об умениях информатизировать процесс обучения. Умение в данном случае понимается как овладение определенными способами информатизации.

Рассмотрим теперь относительно целостную и полную группу способов информатизации процесса обучения в последовательности, соответствующей звеньям процесса обучения.

• 1. Построение оптимального учебного плана школы. Учебный план — это дидактическая модель процесса обучения, содержащая общие цели школьного образования, состав и обобщенное содержание учебных предметов, связей между ними, их распределение по годам обучения, недельное и годовое распределение времени, отводимого на каждый предмет. Это единственный школьный документ по содержанию образования, где все предметы вместе. Именно тем, как построен учебный план, как выделены и определены межпредметные связи, как определен состав школьного содержания образования и его распределение по годам, как распределено учебное время между предметами, во многом определяется весь процесс обучения в школе. Ошибки, допущенные на этом уровне, в дальнейшем неисправимы, более того, они как снежная лавина порождают перегрузку учеников и учителей на всех годах обучения. Построение этого важнейшего школьного документа является залогом будущей эффективной работы учеников и учителей. Необходимо также обратить особое внимание на то, что в основном нынешний учебный план абсолютного большинства школ составлен в традиционной парадигме и совершенно не учитывает современный подход к таким документам, представленный в федеральном компоненте государственного образовательного стандарта. А между тем такой подход позволяет построить в школе полный итоговый педагогический мониторинг. 18]
• 2. Построение электронных моделей школьных учебников. Абсолютное большинство цифровых образовательных ресурсов (ЦОР), которые предлагаются школе, создано по идеологии технических средств обучения. Поэтому и методика их использования практически повторяет хорошо известные учебники по применению ТСО на уроке. На их основе почти невозможно построить полный педагогический мониторинг, а цели обучения учитель должен формулировать сам. Принцип информатизации требует, чтобы школьные учебники были представлены в компьютере своими электронными моделями, которые были бы интеллектуальными помощниками учителя, имели встроенный полный педагогический мониторинг по предмету, были связаны со стандартом (как цель с содержанием, необходимым для ее достижения).
• 3. Построение полного внутришкольного педагогического мониторинга. Появление в школах компьютеров привело к тому, что традиционные методы контроля дополняются компьютерным тестированием. Причем это тестирование связано просто с появлением тех или иных ЦОР, а не с системным внедрением информатизации. Принцип информатизации процесса обучения требует, чтобы полученные выше электронные модели учебного плана и учебников дали возможность построить полный внутришкольный педагогический мониторинг: текущий, тематический, итоговый. Причем этот мониторинг должен не только проводить весь необходимый контроль, но и сообщать каждому ученику, как он усвоил необходимые дидактические единицы содержания. А учитель в свою очередь должен получить необходимую информацию о работе всех учеников с каждой дидактической единицей. Этим обеспечивается вся необходимая ученикам и учителям обратная связь.
• 4. Построение и проведение полного внутришкольного психологического мониторинга. Если в школе есть психолог, то почти все время у него уходит на обработку результатов многочисленного тестирования, необходимого для определения главных характеристик учеников. С появлением компьютеров многие психологические тесты были автоматизированы, но системный подход и четкая динамика изменений ученика в процессе обучения, как правило, отсутствуют. Если же в школе психолога нет, то и работа эта полностью отсутствует. Принцип информатизации процесса обучения требует, чтобы в школе функционировал полный психологический мониторинг вне зависимости от того, есть там психолог или нет. Он должен показывать все происходящие изменения в психологических характеристиках ученика в процессе обучения, указывать на возможность возникновения критических ситуаций, выдавать определенные рекомендации учителям по работе с учениками. Вся обработка результатов обследования должна быть полностью автоматизирована, что обеспечивает освобождение психолога от рутинной работы и его сосредоточенность на работе с учителями и учениками. Если психолог в школе отсутствует, то результаты этого мониторинга служат основанием для работы учителей. 19]
• 5. Построение и проведение полного внутришкольного мониторинга здоровья и физического развития учащихся. Анализ теоретических исследований и реальной практики показал, что обоснование форм и методов здоровьесберегающей деятельности в школе чаще всего основано не на проблемах данной конкретной школы, а на наиболее демонстративных видах этой деятельности: создании специальных лечебных комплексов, кабинетов и т. п. Построенный на основе новых информационных технологий, мониторинг позволяет осуществить индивидуальный подход к ученикам, выделить наиболее актуальные проблемы каждого ученика и школы в целом, принять обоснованные управленческие решения по созданию оптимальных условий формирования здорового образа жизни.
• 6. Прогнозирование результатов обучения учащихся и класса в целом. Как правило, никаких научно обоснованных прогнозов в школе не делается. Обычно по результатам предыдущих годов обучения отмечается снижение или повышение успеваемости.

Принцип информатизации требует, чтобы в школе на основании результатов психологического и педагогического мониторингов компьютер построил научно обоснованный прогноз результатов учащихся в процессе обучения. Это служит основанием для объективной оценки реальных результатов процесса обучения, позволяет вовремя увидеть возникающие проблемы и принять соответствующие меры. 20].

• 7. Оптимизация распределения учебного времени внутри предмета и по классу в целом. Учебное время между темами и параграфами учебника распределяется на основе методических рекомендаций и личного опыта учителя. Количество часов по предмету в неделю является стандартным и определяется только учебным планом школы. Как правило, этот важнейший параметр в школе никак не используется для повышения эффективности процесса обучения. При опоре на принцип информатизации происходит оптимальное распределение учебного времени между темами и параграфами на основе построенных информационных моделей содержания образования и ученика с целью минимизации перегрузки учеников по предмету. Затем проводится оптимизация распределения учебного времени между предметами, изучаемыми в классе, с целью минимизации перегрузки учеников. Так как тут учитываются особенности ученика и класса в целом, то, вообще говоря, полученное распределение времени будет свое для каждого класса. Более того, фактор «время» является важнейшей характеристикой индивидуальной образовательной траектории ученика.
• 8. Дифференцированный и индивидуальный подходы к ученикам. Дифференцированный и индивидуальный подходы, если они вообще проводятся в школе, как правило, опираются на субъективные мнения учителей об учениках и содержании образования. Именно отсутствие постоянного отслеживания результатов обучения, обоснованного прогноза и серьезного анализа содержания образования не дают возможность (даже при желании) в полной мере реализовать эти подходы.

В соответствии с принципом информатизации на основании полных внутришкольных мониторингов, прогнозирования результатов учеников, анализа содержания образования компьютер строит индивидуальные образовательные траектории для каждого ученика. При этом видны не только те результаты, которые должны быть достигнуты учеником, но и научно обоснованные рекомендации для их достижения.

9. Оптимальный отбор форм и методов работы на уроке. В процессе накопления опыта у учителя вырабатывается определенный стереотип по применению различных методов и форм работы на уроке, без их должного научного обоснования. Безусловно, в этом есть и определенные положительные моменты, но это заставляет учителя не выбирать методы и формы в зависимости от содержания образования и конкретных учеников, а «подстраивать» содержание и учеников под «свои методы и формы».

Принцип информатизации требует, чтобы на основании полных внутришкольных мониторингов и анализа содержания образования компьютер рекомендовал оптимальный набор методов и форм обучения для каждого ученика и класса в целом. При этом, как и в других подробных ситуациях, компьютер может «обосновать» свой выбор, предоставляя учителю возможность глубже понять рекомендованную ему стратегию.

10. Построение оптимальной системы уроков и каждого урока по теме. Обычно в школе происходит стандартный выбор последовательности уроков и структуры каждого урока. Основанием служит личный опыт учителя, а необходимый анализ содержания образования и возможностей учеников, как правило, не имеет должного научного обоснования.

Принцип информатизации требует, чтобы на основании полных внутришкольных мониторингов и анализа содержания образования компьютер рекомендовал оптимальную последовательность уроков различных видов по теме и оптимальную структуру каждого урока.

Этот способ является своеобразным венцом подготовительного этапа деятельности учителя. Тут учитывается и проведенное распределение учебного времени, и выбранные методы и формы работы, и дифференцированный подход к ученикам, и результаты прогнозирования. Естественно, что вся работа должна быть построена в интерактивном режиме, когда учитель и компьютер — два единомышленника, старающихся в режиме диалога решить важную дидактическую задачу оптимальным образом.

11. Оптимальное сочетание управления и самоуправления учебно-познавательной деятельностью на уроке. В обычных условиях вся подготовительная деятельность учителя на предыдущих этапах проводится по сложившемуся стереотипу, без должного научного обоснования. Следовательно, и сам урок проводится без оптимального соответствия возможностям ученика и сложности содержания образования.

Так как в соответствии с принципом информатизации урок построен на основе информационных моделей ученика и содержания образования, то происходит оптимальное сочетание управления (деятельность учителя) и самоуправления (деятельность ученика). Понятно, что как бы оптимально ни был спланирован урок, во время него может произойти что-то незапланированное. Но так как учитель не просто получил необходимые рекомендации от компьютера, а ознакомился со всей системой получения этих рекомендаций, то он имеет возможность мобильно реагировать на все возникающие ситуации.

Именно интерактивный режим работы («диалоги учителя и компьютера») дает полную возможность учителю проиграть возможные варианты, а затем чувствовать себя на уроке достаточно свободно и уверенно. А это уже — важнейший признак владения методикой информатизации процесса обучения.

• 12. Текущий анализ, самоанализ и оперативное регулирование процесса обучения. Применение принципа информатизации позволяет проводить постоянное сравнение текущих результатов (внутришкольные мониторинги) с прогнозными и на их основе получать научно обоснованные рекомендации компьютера по корректировке следующих уроков темы. Понятно, что вся эта работа проводится в интерактивном режиме.
• 13. Тематический анализ, самоанализ и стратегическое регулирование процесса обучения. По той же причине, что и в предыдущем способе, тематический анализ, самоанализ и стратегическое регулирование проводятся только на основе личного восприятия. 20]

Использование принципа информатизации позволяет проводить сравнение результатов процесса обучения по теме (мониторинги) с прогнозными и на их основе получить научно обоснованные рекомендации компьютера по построению уроков следующей темы. По результатам тематического контроля и анализа компьютер может внести необходимые изменения в прогноз результатов учеников, что в свою очередь вызовет необходимые изменения в деятельности учителя. Таким образом осуществляется необходимая обратная связь и замыкается контур управления процессом обучения со стороны учителя.

Еще раз обратим внимание, что предложенная группа способов информатизации является относительно целостной. Но это не исключает, конечно, возможности подразделения отдельных способов информатизации на более частные. Каждый последующий способ информатизации становится полностью возможным лишь при условии успешного осуществления предыдущих (более подробно этапы внедрения мы рассмотрим ниже). В целостной же совокупности все эти способы и составляют процедуру применения на практике принципа информатизации процесса обучения.

Отметим, что многие из этих способов обычно осуществляются на практике без всякого применения идей информатизации. Некоторые из них применяются не систематически, а отдельные встречаются еще довольно редко. Отсюда видно, что многие элементы информатизации процесса обучения нуждаются еще в массовом освоении учителями. Именно поэтому надо подчеркнуть, что только при целостном применении всей системы способов можно рассчитывать на действительное осуществление информатизации процесса обучения.