Approaches to effective use of ict and eer in informatics classes in the conditions of federal state educational standards.pdf Важным условием реализации федеральных государственных образовательных стандартов (ФГОС) общего образования является осуществление учебного процесса в информационно-образовательной среде (ИОС), представляющей собой систему инструментальных средств и ресурсов, обеспечивающих условия для реализации образовательной деятельности на основе информационно-коммуникационных технологий (ИКТ). При этом электронные образовательные ресурсы (ЭОР) позиционируются в качестве основополагающего компонента ИОС, который в сочетании с системами организации и управления образовательным контентом позволяет эффективно реализовать организацию: самостоятельной учебно-познавательной деятельности учащихся; индивидуальной образовательной поддержки учебной деятельности каждого учащегося преподавателем; групповой учебной деятельности с применением средств информационно-коммуникационных технологий [1]. Для организации полноценного учебного процесса необходим разнообразный электронный образовательный контент, формы представления которого достаточно исчерпывающе показаны на рис. 1 [2]: Рис. 1. Формы представления электронного образовательного контента Важнейшей характеристикой современного электронного образовательного контента является его мультимедийность, понимаемая как синтез различных видов информации – текстовой, графической, анимационной, звуковой и видео, при котором возможны различные способы ее структурирования, интегрирования и представления [3]. Следующая важная особенность образовательного контента – его интерактивность. Интерактивный контент обладает возможностями установления различных форм взаимодействия пользователя с его (контента) элементами [3, 4]: линейная навигация – скроллинг вперед-назад в рамках экрана или переход от одного экрана (слайда) к другому; иерархическая навигация – выбор подразделов с помощью меню, деревьев; контекстно-зависимые справки, в том числе всплывающие подсказки; обратная связь – ресурс отвечает пользователю, оценивая правильность выполнения им заданий; конструктивное взаимодействие – ресурс позволяет создавать и настраивать экранные объекты, а также управлять ими; рефлексивное взаимодействие – ресурс учитывает действия пользователя для последующего анализа, например для того чтобы на основе этой информации рекомендовать оптимальную последовательность изучения материала в рамках занятия; имитационное моделирование – экранные объекты связаны друг с другом и взаимодействуют таким образом, что настройка этих объектов определяет их поведение, имитируя реальное функционирование тех или иных объектов; поверхностная контекстная интерактивность – пользователь вовлекается в различную деятельность, имеющую неявное дидактическое значение (используется в дидактических играх); углубленная контекстная интерактивность – виртуальная реальность, обеспечивающая погружение пользователя в имитируемый компьютером и программой мир. При этом более развитые формы интерактивного взаимодействия создают у пользователя ощущения способности управлять ходом событий и ответственности за получаемый результат. Именно это позволяет ученику от пассивного восприятия представленной информации перейти к активному участию в образовательном процессе. Таким образом, интерактивный мультимедийный контент обеспечивает переход от вербальных описаний к непосредственным аудиовизуальным представлениям изучаемых объектов с моделированием типичных реакций объектов на внешние воздействия или изменения условий, позволяя говорить о принципиально новых возможностях визуализации [5]: изучаемого предмета – наглядного представления на экране компьютера предмета, его составных частей или их моделей, при необходимости – во всевозможных ракурсах, в деталях, с возможностью демонстрации внутренних взаимосвязей составных частей; изучаемого процесса – наглядного представления на экране компьютера данного процесса или его модели, в том числе скрытого в реальном мире, при необходимости – в развитии, во временном и пространственном движении, представление графической интерпретации исследуемой закономерности изучаемого процесса. Общеобразовательным учреждениям страны сегодня доступен широкий спектр электронных образовательных ресурсов, основные категории (источники) которых представлены на ри. 2. Рис. 2. Основные категории образовательного контента Состояние и степень развитости информационно-образовательной среды образовательного учреждения определяют организационные модели использования ЭОР, наиболее распространенными среди которых являются: использование ЭОР при подготовке к уроку; использование ЭОР на уроке в демонстрационном режиме или работа с ЭОР на интерактивной доске; групповая или индивидуальная работа с ЭОР на уроке при наличии нескольких компьютеров в рабочей зоне класса; индивидуальная работа с ЭОР на уроке в ситуации «один компьютер – один ученик»; использование ЭОР во внеурочной деятельности. Методические модели использования электронных образовательных ресурсов в образовательном процессе основываются, как правило, на одном из четырех сценариев, описанных в [6]. Сценарий 1. Использование линейных мультимедиа-приложений, характеризующихся однозначно заданной последовательностью представления материала, способствующее концентрации внимания обучаемых, хотя и создающее ограничения в управлении его подачей. Прежде всего, это презентации (последовательности из нескольких слайдов, поддерживающие изложение нового материала), видеоролики (небольшие видеофрагменты) или видеоролики-лекции. В школьной практике такие ресурсы чаще всего используются для организации фронтальной работы на этапе предъявления информации, изложения нового материала. Возможности средств ИКТ делают использование видеоматериалов на уроке более точным методически и более комфортным практически: учитель получает возможность с помощью одного-двух щелчков мыши остановить показ в нужном месте, возобновить его с требуемого места или запустить видеоролик заново. Для создания нужного эмоционального фона большое значение имеет звуковое сопровождение. В данном случае речь идет не о дикторском голосе (как правило, многие учителя отключают такое звуковое сопровождение и предпочитают давать необходимые комментарии самостоятельно). Имеется в виду использование фрагментов музыкальных произведений, песен в исполнении выдающихся певцов и т.п. Более широкие возможности реализованы в видеороликах-лекциях, которые полностью заменяют соответствующий фрагмент учебника и даже, в какой-то степени, учителя, излагающего этот фрагмент. В основном в такой форме подается теория. Обучающая эффективность этой формы достигается за счет синхронизации информационных потоков – анимированной графики, звука, текстов. Видеоролики-лекции наиболее насыщены информационно и требуют высокой концентрации внимания. Роль учителя при этом состоит в том, чтобы поддерживать ее, управляя темпом «проигрывания». Для этого такие ресурсы снабжаются «линейкой времени», позволяющей, в дополнение к заложенным в них паузам, делать необходимые остановки, повторы и т.п. В набирающей в последнее время силу модели «перевернутого урока» [7] подобные материалы могут предлагаться ученикам для самостоятельного изучения нового материала. Сценарий 2. Использование нелинейных мультимедиа-приложений, обеспечивающее индивидуализированное использование учебных материалов за счет гибкой навигации и высокой степени интерактивности с одной стороны, но допускающее риск запутаться в структуре материала, с другой стороны. В рамках данного сценария может быть организована самостоятельная работа обучающихся с гипертекстовыми иллюстрированными учебными модулями, представляющими собой одну или несколько страниц текста с внутренними ссылками, посвященных определенной теме в рамках учебного курса. Другим примером такого ресурса может служить мультимедийная энциклопедия по некоторой предметной области; на уроках соответствующие электронные ресурсы чаще всего используются фрагментарно во фронтальном режиме, а также при организации отдельных видов индивидуальной работы учащихся (например, при поиске информации по заданной теме). Сценарий 3. Обучающая программа или образовательный курс, ориентированные на практическое закрепление полученных знаний, развитие критического мышления путем постановки нетривиальных задач. Работая, например, с интерактивным практикумом, ученик имеет возможность поэтапно выполнять необходимые операции, причем его действия на каждом шаге автоматически оцениваются (например, правильный результат вычислений окрашивается в зеленый цвет, а ошибочный – в красный); только полностью справившись с текущим этапом, ученик получает доступ к следующему этапу. Работа с ресурсом завершается только в том случае, когда все задание выполнено правильно. Соответствующие образовательные ресурсы в полном объеме, как правило, не находят применения в классно-урочной системе, где возможны выполнение отдельных заданий, организация тренингов и тестирования; значительно шире используются в дистанционном обучении и при самоподготовке. Сценарий 4. Создание мультимедиа – мультимедийная технология рассматривается как средство представления знаний и коммуникации, обеспечивающее: вовлечение учащихся в активное обучение путем предоставления им возможности самостоятельного создания материалов и представления собственной точки зрения; развитие мышления и навыков решения практических задач в группе; высокую степень мотивации. Широко применяется в образовательном процессе в рамках проектной деятельности. Можно констатировать, что использование электронных образовательных ресурсов в настоящее время является обыденной практикой. При этом все чаще возникает вопрос об эффективности использования ЭОР в образовательном процессе, в то время как само понятие «эффективность использования ЭОР» не определено. Именно по этой причине оценки эффективности использования ЭОР строятся на основании изучения мнений участников образовательного процесса и носят преимущественно субъективный характер. При раскрытии сущности понятия «эффективность использования ЭОР» будем исходить из того, что эффективность – это способность выполнять работу и достигать необходимого или желаемого результата с наименьшей затратой времени и усилий. С этой точки зрения эффективность использования ЭОР может определяться: · сокращением времени, затрачиваемым учителем на подготовку к уроку за счет наличия: – доступа к хорошо организованным хранилищам разнообразных информационно-образовательных ресурсов и других учебно-методических материалов; – умений и навыков грамотного создания личного информационного пространства в рамках информационно-образовательной среды своего ОУ); · сокращением времени и усилий учителя на осуществление рутинных операций на всех этапах урока, в том числе: – по организации повторения и обобщения знаний, полученных обучающимися; – по созданию условий для предъявления обучающимся новой информации; – по организации выполнения обучающимися многочисленных и однообразных упражнений и оперативному контролю правильности их выполнения; – по организации управляемой и контролируемой разнообразной самостоятельной учебной деятельности обучающихся; – по реализации индивидуальных образовательных траекторий с целью реализации образовательных запросов обучающихся; – по сбору и обработке статистической информации о ходе и результатах образовательного процесса; · сокращением времени и усилий обучающегося: – на восприятие нового материала за счет наличия возможности выбора способов представления информации (гипертекст, графика, анимация, видео и звук); – на осуществление поиска информации (в том числе дополнительной) в большом ее массиве; – на решение задач, предполагающих значительный объем вычислений; – на визуализацию результатов вычислений; – на освоение и закрепление изучаемых понятий путем «виртуального погружения» в предметную среду; – на получение индивидуализированной поддержки (от учителя или программного средства); – на поддержку функции самоконтроля (за счет его автоматизации). Данная трактовка понятия эффективности использования ЭОР не претендует на полноту, но позволяет давать объективные качественные и количественные оценки современного образовательного процесса. Рассмотрим с позиции учителя эффективность использования электронных образовательных ресурсов на примере ЭОР для курса информатики основной школы. Во-первых, следует отметить, что подавляющее большинство современных учебно-методических комплектов по информатике включает в свой состав специально разработанные электронные приложения к учебникам – структурированные совокупности ЭОР, предназначенные для применения в образовательном процессе совместно с соответствующими учебниками. В зависимости от полноты наполнения электронного приложения и широты спектра типов ЭОР с ним может быть организована в той или иной мере деятельность по любому из рассмотренных выше сценариев 1–4. Ниже представлен внешний вид электронного приложения к учебнику информатики для 5 класса [8], ЭОР в котором «прикреплены» непосредственно к соответствующим параграфам учебника (рис. 3). Эффективность использования такого электронного приложения учителем очевидна. Рис. 3. Интерактивное оглавление электронного приложения к учебнику Кроме электронных приложений к учебникам учителя используют многочисленные электронные издания (энциклопедии, учебные издания, издания общеразвивающего характера и пр.), осуществляя их «методическую адаптацию» к фрагментарному применению на уроках информатики (частично сценарии 2 и 3). Так, оптимизировать имеющуюся или создать собственную электронную поддержку для курса информатики учителя могут за счет использования образовательного комплекса «1С: Школа. Информатика, 10 кл.» (ООО «1С», 2010). На этапе подготовки учителя к уроку целесообразно использовать рубрику «Галерея», имеющуюся в структуре образовательного комплекса. В ней учитель может в полноэкранном режиме просмотреть объекты, входящие в электронное издание, в том числе сгруппированные по тематическим блокам практические задания и задания для самостоятельного решения. Учитель может занести нужные для урока объекты в избранные («В избранное») или скопировать их на жесткий диск («Экспорт»). На уроке учитель может использовать отдельные объекты (анимации, рисунки, задания): во фронтальном режиме при изложении нового материала; для организации индивидуальной работы учащихся по выполнению практических заданий. Дома наиболее заинтересованным учащимся можно рекомендовать в дополнение к тексту печатного учебника самостоятельное углубленное изучение материала по электронному изданию. Таким образом, учебное электронное издание «Информатика, 10 кл.» позволяет учителю оперативно компоновать необходимый материал для конкретного урока, задавать требуемую последовательность организации учебного процесса. Благодаря этому опытные педагоги получают возможность оптимизировать имеющуюся или создать собственную электронную поддержку для курса информатики. Наличие общедоступной Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов (sc.edu.ru), в которую входят разнообразные электронные образовательные ресурсы, специально разработанные для поддержки учебного процесса по различным учебным предметам, включая информатику, обеспечивает учителю возможность собрать собственное или дополнить имеющееся электронное приложение. При этом учитель имеет дело с ресурсами, снабженными методическими рекомендациями, в которых отражены цели использования ресурса и решаемые с его помощью дидактические задачи. В состав имеющихся в Коллекции инновационных учебных материалов по информатике входят красочные интерактивные анимации, анимированные и интерактивные схемы, игры, интерактивные задачники и проверочные задания, виртуальные лаборатории, другие электронные образовательные ресурсы. Так, иллюстрацией рассказа учителя на первых уроках информатики в 5 классе может стать электронный образовательный ресурс «Классификация информации по способу ее восприятия людьми», состоящий из нескольких последовательно сменяющихся слайдов со звуковым сопровождением. Интересны и доступны для восприятия учащихся 5–7 классов ресурсы: «Классификация информации по способу ее восприятия», «Восприятие информации животными через органы чувств», «Кто как видит», «Хранение информации. Память», «Информация и ее носитель», «Источник и приемник информации», «Помехи при передаче информации», «Документы», «Непозиционные системы счисления» и др. Активные формы работы ученика на уроке поддерживаются виртуальными лабораториями. Так, в виртуальной лаборатории «Оптические иллюзии» каждый школьник может не просто своими глазами увидеть ряд изображений, но и, применив специальные виртуальные инструменты, убедиться, что возможности человека по восприятию информации глазами, имеют ограничения. Самостоятельная работа школьников по изучению нового материала – алгоритма перевода целых чисел из десятичной системы в двоичную – может быть организована с использованием ресурса «Преобразование десятичного числа в другую систему счисления», где в игровой форме (что снимает лишнее эмоциональное напряжение) ученику пошагово демонстрируется, каким образом осуществляется перевод некоторого целого десятичного числа в двоичную систему счисления. Работая индивидуально, ученик может рассмотреть сколько угодно разных примеров, пока прочно не усвоит соответствующий алгоритм действий. Используя ресурс «Цифровые весы», учитель может организовать исследовательскую деятельность школьников, которые, совершив ряд манипуляций по взвешиванию грузов в этой виртуальной лаборатории, смогут самостоятельно открыть метод разностей. Интерес для школьного курса информатики представляют ресурсы коллекций «Памятники науки и техники в собрании Политехнического музея» и «Памятники науки и техники в собраниях музеев России», которые наиболее целесообразно использовать в проектной и учебно-исследовательской деятельности школьников (тематика таких работ должна быть тщательно продумана). Федеральный центр информационно-образовательных ресурсов (http://fcior.edu.ru/) является еще одним общедоступным хранилищем ЭОР, в котором учитель информатики может найти ресурсы по темам «Средства ИКТ», «Информация и информационные процессы», «Кодирование и системы счисления», «Введение в математическую логику». По каждому изучаемому вопросу представлены ресурсы трех типов: 1) информационные (И-модули) – в них представлены основные теоретические сведения, причем текстовые материалы снабжены иллюстрациями (статические изображения и анимационные ролики); в ряде ресурсов тут же предлагается оперативный контроль в форме одного-двух вопросов; 2) практические (П-модули) – в них ученику предлагается выполнить несколько заданий или ответить на вопросы, причем в случае неудачи ему предоставляется возможность повторного ответа или теоретическая подсказка; 3) контролирующие (К-модули) – в них ученику предлагается ответить на вопросы и выполнить задания, при этом фиксируются полученные им результаты и время, затраченное на выполнение заданий. Включенные в ИОС такие модули не только позволяют поддержать все этапы традиционного урока, но и в полной мере соответствуют модели «перевернутого урока»: изучение нового материала обучающиеся начинают не в классе, а дома, так как их домашнее задание состоит в работе с некоторым блоком И, П, К-модулей; вместо традиционного выборочного или фронтального опроса в начале урока учителю достаточно просмотреть результаты домашней самоаттестации учеников; значительное время урока, как правило, уходящее у учителя на одностороннее изложение нового учебного материала, отводится на ответы на вопросы, возникшие при выполнении домашнего задания, на дополнительные разъяснения, на применение полученных знаний для решения задач, на формулирование выводов [9]. Понятно, что это только самая общая схема урока; на практике возможны более сложные модели организации учебного процесса, способствующие разрушению линейности и предсказуемости традиционного урока. Аналогичная предварительная самостоятельная работа учащихся с новым материалом может быть организована и с помощью сетевых компьютерных практикумов (http://webpractice.cm.ru), раскрывающих содержание таких тем курса информатики, как «Информация», «Аппаратные средства ЭВМ», «Программное обеспечение общего назначения», «Алгоритмизация и программирование», «Компьютерные сети и телекоммуникации», «Защита информации», «Компьютерное моделирование». Каждый практикум имеет унифицированную структуру: основные теоретические сведения по изучаемому вопросу, список дополнительных источников информации, видеоролики по изучаемому материалу, упражнения, программная среда для выполнения лабораторных работ, контрольные вопросы и задачи, интерактивные тесты. Следствием такого использования ЭОР становится повышение уровня обученности и качества знаний учащихся, достижение ими современных образовательных результатов, в том числе формирование навыков самостоятельной работы, исследовательской деятельности, информационной культуры. В заключение представим обобщенный перечень ЭОР (своеобразный перечень потребностей учителя информатики), составленный нами по результатам многочисленных бесед с учителями информатики в разных регионах Российской Федерации. К каждому уроку нужны: · презентации, поддерживающие изложение нового материала учителем; · учебные тексты (гипертексты) для самостоятельной работы учеников; · видеолекции (видеоролики) для самостоятельной работы учеников; · интерактивные тесты для организации оперативного контроля. Ко всему курсу нужны: · гипермедийный словарь терминов по информатике; · гипертекстовый биографический справочник выдающихся личностей в области информатики и вычислительной техники; · набор статических графических изображений, иллюстрирующих объекты, процессы и явления по основным разделам курса, а также портреты известных личностей, внесших весомый вклад в развитие информатики, связанные гиперссылками с их биографиями; · набор ресурсов динамического реалистического (видеоматериалы) и синтезированного (анимации, анимационные модели) визуального ряда со звуком: – видеосюжеты из истории развития информатики и вычислительной техники; – видеосюжеты о современной электронной промышленности и современнейших средствах ИКТ; – анимации, иллюстрирующие внутреннее строение различных информационных систем, моделирующих (имитирующих) на экране компьютера объекты, процессы и явления, изучаемые во всех основных разделах курса информатики; – модели, позволяющие исследовать изучаемые объекты, процессы и явления; · комплекс виртуальных лабораторий по алгоритмике; · практикум по решению задач (комплект интерактивных мини-задачников по каждому типу задач); · практикум по программированию; · обучающие среды, специально разработанные для формирования у школьников основных пользовательских навыков в области операционных систем, технологий создания и обработки текстовой, числовой, графической, звуковой, видео- и мультимедийной информации; · широкий спектр инструментов для создания информационных объектов; · комплекты интерактивных контрольно-измерительных материалов, в том числе в формате государственной итоговой аттестации (ГИА) и единого государственного экзамена (ЕГЭ) по информатике. Анализ ресурсов федеральных образовательных порталов, электронных приложений к учебникам, электронных учебных изданий позволяет констатировать, что в приведенном выше перечне много позиций, ЭОР по которым в настоящее время отсутствуют. В то же время именно комплексное применение вышеперечисленных типов ЭОР способно придать школе новые черты, изменить роли преподавателя (поддержка учебного процесса и его координация) и учащихся (активная вовлеченность в учебный процесс), создать дополнительные возможности для самостоятельного индивидуализированного обучения, обеспечить возможности объективной оценки уровня достижений учащихся, что в конечном итоге обеспечит повышение эффективности образовательного процесса.

Скачать электронную версию публикации