Компьютер как средство обучения

Функции компьютера в системе образования весьма разнообразны — от управления органами народного образования в целом и отдельной школы до средств развлечения учащихся во внеурочное время. Если же говорить об основных функциях компьютера в учебном процессе, то он выступает как объект изучения и средство обучения. Каждой из этих функций соответствует свое направление компьютеризации обучения. Первая из них предполагает усвоение знаний, умений и навыков, которые позволяют успешно использовать компьютер при решении разнообразных задач, или, другими словами, овладение компьютерной грамотностью, которую называют нередко «второй грамотностью». Второе направление видит в компьютере мощное средство обучения, которое способно значительно повысить его эффективность. Указанные два направления и составляют основу компьютеризации обучения[24, c. 25].

Указанный аспект компьютеризации обучения охватывает первое ее направление, где компьютер выступает как объект изучения. Повсеместно введен новый учебный предмет «Основы информатики и вычислительной техники». Имеется и второе направление компьютеризации, в рамках которого компьютер рассматривается как средство обучения. С компьютеризацией обучения во всем мире связаны надежды повысить эффективность учебного процесса, уменьшить разрыв между требованиями, которые общество предъявляет подрастающему поколению, и тем, что действительно дает школа [9, c. 247].

Когда говорят о достоинствах применения компьютера в обучении, обычно имеют в виду, прежде всего возможность отображения информации на мониторе. Не только схемы, график, чертежи и прочая «скучная» символика, но и рисунки, движущиеся изображения, словно по мановению волшебной палочки возникают на дисплее — в цвете и со звуковым сопровождением, причем эти изображения может создавать и сам ученик. Часто указывают на возможность для школьника вести содержательную беседу, диалог с компьютером, причем ученик не, только отвечает на вопросы электронного педагога, но и сам может их ставить и даже вступать с компьютером в спор. Одно из наиболее плодотворных применений компьютера в обучении — использование его как средств управления учебной деятельностью школьников. Именно в этом качестве он может наиболее существенно повысить эффективность обучения.

Школьный компьютер дает возможность учащемуся выступить в роли пользователя современной вычислительной техники. Эта роль изменяет весь процесс обучения. Школьник, подобно конструктору, может теперь проектировать новые объекты и анализировать их. С помощью компьютера можно будет решать задачи на поиск и устранение неисправностей в различных технических системах, получить доступ к самой различной информации. Компьютер поможет превратить эту информацию в знания, сделать их средством деятельности ученика, которое он сможет применить в учении и в труде. Чтобы эффективно использовать компьютер в учебном процессе, необходимо решить множество проблем, в первую очередь психолого-педагогических [1, c. 418].

Основные цели компьютерной грамотности учащихся состоят в следующем. Прежде всего, надо обеспечить формирование знаний, умений и навыков, которые дают понимание возможностей компьютера и его влияния на общество в целом и на самого обучаемого. Последнее связано с пониманием того, как компьютер поможет решать разнообразные задачи, в том числе и учебные. Важнейшим компонентом компьютерной грамотности является формирование умений практически использовать компьютер при решении разнообразных учебных и трудовых задач с использованием современных средств математического обеспечения. В число этих задач обязательно должны входить задачи автоматизированного поиска информации [21, c. 48]. Компьютерная грамотность — это отнюдь не какая-то, пусть даже очень важная, добавка к системе знаний и умений, формируемых у учащихся в школе. Она должна входить в единую систему интеллектуального достояния школьника.

Есть ряд проблем общего характера, при решении которых полезно учесть опыт, накопленный в различных странах при создании аналогичных учебных курсов. В нашей стране он примыкает к предметам математического цикла. Усвоение многих тем опирается преимущественно на математику, учащиеся обучаются составлять программы решения главным образом математических и физических задач.

Чтобы решение задачи с помощью компьютера, с одной стороны, способствовало развитию мышления, а с другой — не вызывало дополнительных трудностей, обусловленных ограниченными возможностями компьютера, язык программирования должен быть удобным для:

• 1. Анализа и описания условия задачи;
• 2. Планирования решений;
• 3. Осуществления человеком решения задачи, включая и составление программы;
• 4. Контроля правильности решения в целом и отдельных его этапов [14, c. 59].

Кроме того, язык должен быть удобен для общения человека с компьютером (лингвистическим и естественным). Реализация требования психологической естественности языка программирования предполагает оптимальный выбор объекта преобразования (его называют операндом) и операций преобразования (операторов).

Дать общую оценку дидактических возможностей компьютера непросто, поскольку существует громадный разрыв не только между потенциальными и реальными возможностями, но и между возможностями различных обучающих систем. Обычно отмечаются следующие сильные стороны компьютера:

• 1. Новизна работы с компьютером вызывает у учащихся повышенный интерес к работе с ним и усиливает мотивацию учения;
• 2. Цвет, мультипликация, музыка, звуковая речь расширяют возможности представления информации;
• 3. Компьютер позволяет строить индивидуализированное обучение на основе модели учащегося, учитывающей историю его обучения и индивидуальные особенности памяти, восприятия, мышления;
• 4. С помощью компьютера может быть реализована личностная манера общения;
• 5. Компьютер активно включает учащихся в учебный процесс, позволяет им сосредоточить внимание на наиболее важных аспектах изучаемого материала, не торопит с решением;
• 6. На много расширяются наборы применяемых учебных задач;
• 7. Благодаря компьютеру учащиеся могут пользоваться большим объемом ранее недоступной информации [22, c. 15].

Когда говорят о недостатках компьютеров, нередко технико-экономические факторы ставят в один ряд с психолого-педагогическими. Не всегда отделяют частные ограничения, обусловленные теоретической концепцией авторов обучающих систем или отсутствием у них методического мастерства, от принципиальных ограничений компьютера. Перефразируя известное выражение, можно сказать, что недостатки компьютера — это не до конца реализованные его возможности. Прежде всего, это касается способов общения, распознавания ошибок и их причин, учета индивидуальных особенностей учащихся. Но и это нельзя считать принципиальными ограничениями компьютера. Многое объясняется недостаточной изученностью психолого-педагогических проблем обучения и психического развития школьников.

В настоящее время все согласны с тем, что учителя должны принимать самое активное участие в составлении обучающих программ. Это бесспорно, но нельзя признать верным мнение, будто учитель или группа энтузиастов смогут создать достаточно эффективные учебные материалы. Можно не сомневаться в том, что они создадут, например, программы направленные на усвоение некоторой темы или на выполнение лабораторной работы. Здесь требуется иной подход в разработке обучающих программ, обеспечивающий достижение многих, в том числе и отдаленных целей, предусматривающих построение модели учащегося и т. д. Поэтому на вопрос, может ли учитель самостоятельно создать программу компьютерного обучения для целого учебного курса, следует ответить так — может, если он является одновременно крупным специалистом соответствующей области знаний, психологом, дидактом, методистом, программистом. Если он к тому же владеет мастерством редактора, художника и может работать не мене часов в сутки. Только коллектив, куда входят специалисты указанных профилей, может взять на себя решение такой задачи, создать полноценные обучающие программы для школьников. Чтобы эффективно использовать компьютер в учебном процессе, учитель должен приобрести многие знания и умения. Первые шаги в этом направлении уже сделаны. В течение относительно короткого времени все преподаватели ОИВТ в нашей стране получили необходимую подготовку. Если речь идет о всеобщей компьютерной грамотности, то ею должны овладеть все учителя [25, c. 169]. Кроме того, те учителя, которые будут использовать компьютер в обучении, должны получить более основательную подготовку в этой области.

Так, для компьютерного обучения необходима такая трактовка метода обучения, которая допускает его операциональное описание и тем самым его технологизацию. Метод обучения реализуется, прежде всего: а) в системе обучающих воздействий; б) в способе включения учащихся в учебную деятельность; в) в «поле самостоятельности» учащегося (что характеризуется допустимыми отклонениями от нормативного способа решения учебных задач, при которых учащемуся не оказывается помощь); г) в организационных формах обучения и модальности обмена информацией между обучающим устройством и обучаемым.

Сфера применения и роль вычислительных машин в повышении эффективности деятельности человека должны быть раскрыты учащимся, прежде всего в процессе практического использования ЭВМ для решения разного рода задач в ряде учебных предметов. При этом необходимо, чтобы совокупность этих задач охватывала все основные области применения ЭВМ. Школьный компьютер может быть использован учащимися для вычислительной работы в курсах математики, физики, химии, анализа данных учебного эксперимента и поиска закономерностей при проведении лабораторных работ, исследовании функций в курсе алгебры, построении и анализе математических моделей [11, c. 89].

Возможность применения микро ЭВМ на уроках зависят от программного обеспечения машин. Все используемые на занятиях программы можно условно разделить на обучающие и учебные. Обучающие программы создаются для того, чтобы заменить учителя в некоторых видах его деятельности (при объяснении нового материала, закреплении пройденного, проверки знаний и т. п.). Цель учебных программ — помочь ученику в его познавательной деятельности, работе на уроке. Использование учебных программ осуществляется при участии и под руководством учителя. С помощью учебных программ можно выполнить разнообразные вычислительные операции, анализировать функции, строить и исследовать математические модели различных процессов и явлений, использовать графику машины для повышения наглядности изучаемого материала.

Разговор о месте компьютера в учебном процессе будет неполным, если не показать его возможности в познании учащимися самих себя, в осознании своей деятельности, качеств и личностной рефлексии. Значение ее в учебной деятельности трудно переоценить. Чтобы сформировать полноценную учебную деятельность, недостаточно выработать у учащегося систему знаний о предметном мире. Он должен овладеть своей деятельностью, знать, как он анализирует условия задачи, каковы его стратегии поиска решения, то есть у него должен выработаться рефлексивный механизм саморегуляции. В конце концов, всё это необходимо для формирования целостного представления о самом себе как о личности, становления устойчивого «образа Я» [2, c. 32].

С какого возраста можно обучать детей с помощью компьютера. При решении этого вопроса следует учитывать ряд факторов, причем не, только психологических. Имеет большое значение и количество компьютеров, и рост их дидактических возможностей. Если абстрагироваться от этого, то вряд ли можно говорить о каких-то противопоказаниях к применению компьютеров даже в младших классах. И теоретические доводы, и экспериментальные данные показывают, что при этом может быть получен значительный образовательный эффект. По-видимому, еще в нашем веке компьютером будут пользоваться даже первоклассники. Исследовательская работа в этом направлении весьма перспективна.

Важным направлением использования ЭВМ как средства обучения является моделирования изучаемых в школе объектов и явлений с помощью ЭВМ. Современные ЭВМ представляют широкие возможности для моделирования различных явлений и процессов. Главная особенность электронной вычислительной техники — прежде всего возможность конечной реализации модельной информации на уровне точных вычислений. Точность обеспечивается математическим совершенством способов программирования и огромной легкостью памяти ЭВМ, универсальность — способностью больших вычислительных машин становиться при соответствующем программировании изоморфными любой динамической системе [5, c. 201].

В учебном процессе ЭВМ не должна просто заменять и подменять собой классную доску, плакат, кино — и диапроектор, натуральный эксперимент. Такая замена целесообразна только тогда, когда использование ЭВМ даст весомый дополнительный эффект по сравнению с использованием других средств обучения. При этом ЭВМ и другие средства обучения должны взаимно дополнять друг друга.