Продолжение. См. № 17/08
Наибольший педагогический эффект достигается, когда учитель отбирает действительно необходимые и методически выдержанные ППС, позволяющие учащимся лучше усвоить и понять учебный материал, а также выбрать индивидуальный образовательный маршрут. Поэтому так важно выработать дидактически грамотное и критичное отношение к образовательным интернет- и CD-ресурсам. Напомним, что эти ресурсы вместе с аппаратами их предъявления образуют технические средства обучения (ТСО).
В основу классификации ППС на СD могут быть положены разные научные подходы и основания. Не претендуя на универсальность, будем исходить из дидактического назначения ППC с опорой на деятельностную парадигму обучения. При таком подходе выделяются следующие классы ресурсов применительно к школьному курсу физики:
– энциклопедии, словари, справочные пособия;
– демонстрационные и иллюстративные материалы (виртуальная наглядность);
– электронные учебники;
– тренажёры, репетиторы, электронные задачники и системы контроля знаний;
– измерительные комплексы, виртуальные лаборатории;
– электронные учебно-методические комплексы дистанционного обучения и самообразования;
– оргдеятельностные административные системы адаптивного управления процессом обучения;
– виртуальные миры и активные мультимедийные среды;
– иные обучающие материалы.
Следует отметить, что почти в каждом классе ресурсов встречаются элементы большинства названных выше. Мы будем проводить классификацию по доминирующей, системообразующей, дидактической функции, определяющей педагогическую суть пособия. С другой классификацией компьютерных средств обучения можно познакомиться, например, в [1].
В практической деятельности учителю целесообразно создать каталог аннотаций на доступные ему CD-пособия и интернет-ресурсы, чтобы иметь возможность составлять их оптимальную комбинацию в разных ситуациях. Не забудьте в своём тематическом поурочном планировании в графе «Используемые средства обучения» задать учебное назначение этих пособий и их фрагментов на конкретном уроке. Понятно, что аннотация должна представлять собой краткую дидактическую характеристику пособия: где? как? зачем? Можно предложить такой план составления аннотации.
1. Прежде всего определяем класс каждого ресурса. Указываем фирму-изготовитель (пособия одной фирмы могут быть взаимосвязаны), год издания, структуру пособия (содержание и взаимосвязь частей), соответствие требованиям государственного Стандарта (базовый уровень или профильный, элективный курс), предполагаемый возраст обучаемых и форму учебных занятий (урок, элективный курс, индивидуальные занятия с одарёнными детьми, домашняя самостоятельная работа, самообразование). Особо отмечаем предусмотренные виды интерактивной деятельности учащихся, учебные цели, а также возможность дифференциации процесса обучения.
2. Указываем специфику каждого класса ресурса:
• Энциклопедии, словари, справочные пособия:
к указанным источникам большей частью обращаются индивидуально, исходя из личных потребностей, и в основном эпизодически. Поэтому важнейшими дидактическими качествами для них являются: автономность и открытость содержания, возможность копирования в любых сочетаниях.
В электронной энциклопедии (справочнике) основой представления информации является гипертекст [2]. Это специально организованный тип интерактивной среды (текст) с возможностями переходов по ссылкам (к другим текстам). Отметим, что модель навигации в детских энциклопедиях совсем другая, нежели во взрослых: акцент делается не на перекрёстные гиперссылки (дети часто не знают, что искать), а на интенсивный визуальный ряд. Помимо фотографий и текста, как в бумажном аналоге, такая энциклопедия содержит звукозаписи, музыкальное сопровождение и видеофрагменты, текст и рисунки, зачастую анимированные, часто используется мультипликация, интерактивные таблицы. Основой организации информации в электронных поисковых системах можно считать: свободу перемещения по тексту; справочный характер и реферативность изложения информации; необязательность сплошного прочтения текста; использование перекрёстных ссылок. Открытость и фрагментация энциклопедического/справочного материала важна для его беспроблемного включения в собственные презентации (в том числе и в качестве гиперссылок), использования с узкими учебными целями на уроке, изготовления раздаточного дидактического материала, составления рефератов. Фонд школьных электронных энциклопедий и справочников постоянно расширяется. Они особенно эффективны во внеурочной, проектной, реферативной деятельности, при придумывании кроссвордов, составлении глоссария. Регулярное обращение к энциклопедическому и справочному материалу формирует у школьника интеллектуальный навык составления компактного, но сущностно содержательного текста, расширяет информационный фон познавательной деятельности. Примеры пособий данного класса, получивших наиболее широкое распространение в школьной практике, будут обсуждаться в следующей лекции.
В аннотации обязательно указываем:
– объём материала (количество слов, статей, иллюстраций и т.п.);
– степень универсальности (данные по всем отраслям знания или узкая тематика);
– удобство поиска информации (качество структурирования материала, возможность поиска по ключевым словам, другие особенности системы навигации);
– наличие гиперссылок на интернет-ресурсы, анимаций и видеовставок, а также доступность их копирования;
– возможность замены размера и гарнитуры шрифта, распечатки информации.
• Демонстрационные и иллюстративные материалы. Этот один из самых ранних видов компьютерных пособий по физике сегодня признаётся как новая форма наглядности – виртуальная. Виртуальная наглядность дополняет натурный физический эксперимент и другие традиционные формы наглядности (таблицы, слайды, диафильмы, видео- и аудио-записи, модели и устройства). Виртуальная наглядность в силу больших технических возможностей способна, на наш взгляд, обеспечить качественно более глубокий уровень обучения за счёт интеллектуализации содержания и тактики предъявления учебного материала, организации восприятия. Анализ психолого-педагогической литературы, практика учителей-предметников, в том числе и собственная, позволяют утверждать, что никакое наглядное средство не обладает абсолютным преимуществом перед другими. Любой материал, обеспечивающий единство чувственного восприятия и мышления учащегося в ходе познавательного процесса, можно считать наглядным. Преимущество виртуальной наглядности в её интерактивности и мультимедийности, наилучшим образом обеспечивающих в своём единстве активность познавательных процессов пользователя в информационно-обучающей среде учебного пособия.
Активизация – это цель, на которую направлена дидактическая система компьютерного обучения, поэтому необходима разработка специфических компьютерных средств, приёмов, организационных форм обеспечения активности обучаемых. В виртуальной наглядности в небольшом по объёму фрагменте эти факторы системно объединяются. Особо важную роль при этом играют перекрёстные гиперссылки.
Интерактивность виртуальной наглядности направлена на стимуляцию социальной и познавательной мотивации учения, возбуждение интереса обучаемого к самой учебно-познавательной деятельности. Изменяется даже дидактическая цель. Взамен иллюстративности, подтверждения объяснений учителя виртуальная наглядность нужна как чувственная опора мысли обучаемого, облегчающая выделение через восприятие теоретической сущности изучаемого. Потому интерактивные действия учащихся в ходе восприятия виртуальных объектов должны быть усилены интеллектуальными процедурами осмысления информации. Как правило, компьютерная наглядность организуется в расчёте на «зону ближайшего развития» школьника.
Креативность обучающей компьютерной среды возрастает при включении пользователя в моделирование, проблемные ситуации, требующие творческой, поисковой деятельности на доступном ему уровне. Виртуальная наглядность, как и любое другое средство обучения, отражает закономерную связь между разнообразием чувственного восприятия содержания учебного материала и возможностью его понимания, запоминания, хранения в памяти, воспроизведения и применения. При этом следует ещё раз отметить, что наглядность нельзя отождествлять с иллюстративностью. Построенная с учётом перечисленных закономерностей виртуальная наглядность всегда способствует объединению абстрактного мышления с субъективным чувственно-образным. Такое взаимодействие обогащает внутреннее видение материала новыми представлениями и связями, совершенствуя ранее приобретённый чувственный опыт. По нашему мнению, виртуальное представление изучаемого не снижает качества создаваемых образов действительности, но даже интеллектуализует процесс понимания.
Дидактическую эффективность применения виртуальной наглядности в обучении мы оцениваем по степени достижения заранее прогнозируемых целей обучения и воспитания в сравнении с традиционными средствами наглядности. Несомненно, компьютерная наглядность увеличивает поле возможностей человеческого мышления и вызывает определённые изменения в структуре его гностической деятельности.
• Электронные учебники. На сегодня – это самая востребованная форма электронного учебного пособия, расширяющая дидактические возможности обычного, печатного, учебника. Возникла практика создания электронной поддержки действующих школьных учебников. Электронный учебник создан для целей самообразования, формирования системных знаний, индивидуального тренинга. Педагогические требования к электронному учебнику широко обсуждаются в педагогической среде (см., например, сайт http://www.fizika.ru и книгу Лернера П.С. [3]). Содержательно ЭУ включает в себя:
– систематическое изложение учебного материала (разделы, темы, уроки);– справочные материалы (словарь, глоссарий, тезаурус);
– анимированный текст, рисунки, схемы и т.п.;
– интерактивные таблицы с гипертекстом;
– модели и имитацию процессов и явлений;
– видеосюжеты разного учебного содержания;
– дикторский комментарий, звукозапись ответов учащихся;
– тренажёр по решению задач разных типов, встроенный микрокалькулятор;
– лабораторный практикум, виртуальный эксперимент;
– контролирующие задания и упражнения, тесты;
– интерактивные творческие и контрольные задания;
– средства самоконтроля и самокоррекции познавательной деятельности;
– гиперссылки на интернет-ресурсы;
– дневник для контроля учителем (родителями) самостоятельной работы учащегося с пособием.
Выделим характерные особенности обучения с использованием такого учебника:
– систематическое индивидуальное, самостоятельное изучение материала учащимися вне временных рамок урока (фрагментарно – и на уроках);
– связь разделов и объектов через гипертекст (или через гипермедиа, если гиперссылки представлены звуковыми файлами, видео, мультипликацией и др. невербальными средствами);
– обязательность прохождения всех разделов без купюр с выполнением всех тренировочных и контрольных заданий для достижения гарантированных результатов;
– возможность многократного возвращения к материалу, использования закладок, примечаний;
– возможность мониторинга учебной деятельности обучаемых, сообщение результатов освоения материала самому ученику, учителю, родителям;
– хороший видеоряд, эстетичность, удобная навигация;
– разнообразие видов познавательной интерактивной деятельности;
– нелинейная организация образовательных процессов, их разветвлённость, автономность, обеспечивающая возможность выбора индивидуального маршрута учения;
– подбор содержания, обращённый к саморазвитию обучаемых: высокая интеллектуальность, наглядность, учёт возрастных особенностей.
В аннотации также важно отметить:
– репродуктивным или исследовательским путём подаётся учебный материал, есть ли эвристические вопросы и проблемные задания?
– имеется ли понятная учащемуся система навигации?
– согласовано ли содержание электронного учебника с печатным эквивалентном (который исключить невозможно)?
• Тренажёры, репетиторы, электронные задачники и системы контроля знаний. Этот класс ресурсов наиболее популярен среди учителей и старшеклассников в связи с подготовкой к ЕГЭ и поступлению в вуз. Они обязательно включают теорию, чем схожи с учебником, но нацелены на проверку глубины усвоения и систематизацию, обобщение материала, отработку специальных умений применения знаний и формирование навыков решения разных классов задач. Характер контроля в компьютерных пособиях диагностический, обучающий: выявление ошибок, их разъяснение и далее вариативный тренинг. (Только в некоторых интернетовских обучающих курсах предусмотрена выдача сертификатов в случае успешного выполнения контрольной программы.) Непрерывный характер диагностического контроля позволяет для оценивания текущих результатов учения использовать альтернативные критерии (верно/неверно, выполнил/не выполнил и т.п.), что позволяет автоматически получать количественные результаты обучения каждого учащегося в рамках самого учебного пособия. Вариативность способов контроля предоставляет обучаемому возможность самому выбирать форму и меру контроля в соответствии со своими возможностями и потребностями. Подобная тактика развивает навыки самоконтроля, формирует внутренний механизм саморегуляции учения, саморефлексию.
В аннотации следует указать:
– количество заданий, предназначенных для самостоятельного выполнения, и образцов решений;
– форму предъявления контрольных заданий (тесты, задачи, упражнения, таблицы, схемы) и наличие/отсутствие решений, в том числе и с анализом ошибок;
– возможность коррекции усвоения при допущении ошибок и форма её организации;
– возможность тренинга и (само-)контроля;
– структуру предъявления заданий: в порядке изучения или в порядке возрастания трудности;
– наличие поощрения за правильное выполнение задания;
– возможность изменения порядка предъявления заданий при повторном контроле;
– возможность формирования обобщённых навыков и стратегий решения классов задач;
– наличие списка рекомендуемой для самообразования литературы.
• Измерительные комплексы. Виртуальные физические лаборатории. Это очень перспективный ресурс, ещё не нашедший широкого распространения в практике школы. Главное достоинство компьютеризированных измерений – знакомство с современными методами, проблемами измерений и их обработки в физике, методикой экспериментального исследования. Применение современного инструментария переводит рядовую лабораторную работу в разряд исследовательских, творческих.
Измерительный комплекс – это комплект специальной аппаратуры с взаимной коммутацией на базе пользовательского ПК. В его состав входят: электронные датчики физических величин, карманный персональный компьютер (КПК) или аналогоцифровой преобразователь (АЦП). Обработка измерений проводится на ПК с помощью специальных программ. В аннотации указываем:
– универсальность измерительных модулей, пределы измерений их шкал, наличие сертификации по классу точности;
– возможность использования для обработки измерений с помощью ПК школьного типа;
– наличие (или необходимость приобретения/установки) специальных программ для расчётов;
– доступность процедур измерения и ввода данных (интерфейс) для учащихся 7–9-го классов;
– возможность представления результатов в форме таблиц и графиков с их распечаткой.
Виртуальная школьная физическая лаборатория – это другое средство исследования виртуальной физической среды, созданной с помощью специальных программ. В активном окне на экране монитора с помощью особых диспетчерских программ можно перемещать модели физических объектов, изменять их параметры, дорисовывать, объединять в новые конструкции, проводить измерения и т.д. На данной программной базе создан достаточно разнообразный банк компьютерных лабораторных работ и физических демонстраций (более подробно о них будет сказано в лекциях № 4 и 8). В пособиях для 7–9-го классов чаще используют трёхмерные модели, в старших классах – также интерактивные схемы и рисунки. Ученик манипулирует объектами и изменяет параметры, пользуясь панелью управления и перемещением мышки. В рамки физической лаборатории хорошо вписываются видеофрагменты физических опытов и демонстраций, тем более что их вполне реально создавать с помощью видеокамеры. На практике компьютерные лабораторные работы имеют два варианта: когда управление экспериментом, фиксацию результатов и их обработку ведёт сам обучаемый (есть теория, инструкция, входное тестирование) и когда всё выполняет компьютер, а пользователь лишь пассивно наблюдает и «потребляет» результат. Понятно, что в школе востребован первый вариант, а для научных исследований чаще используется второй.
Интерактивные опыты можно использовать и для демонстраций на уроке. Конечно, познавательный эффект деятельности с «живыми» приборами выше, чем с виртуальными. Но при слабой оснащённости многих школьных физических кабинетов и этот способ обучения актуален. Учителю в виртуальном эксперименте следует наполнить деятельность ребят осмыслением результатов, использовать вариативные возможности мультимедиа. Не повредит повторное выполнение лабораторной работы на домашнем компьютере (осмысление теории и закрепление умений).
В аннотации указываем:
– есть ли близкий к реальности видеоряд и дикторский комментарий (который можно отключать);
– предоставляется ли пользователю право интерактивного манипулирования моделью;
– высвечиваются ли проблемные вопросы (задания) в кадре;
– обеспечен ли контроль знания теории (допуск к лабораторной работе);
– обеспечено ли сочетание интерактивных действий учащегося с обычным способом записи и обработки результатов эксперимента.
• Электронные учебно-методические комплексы дистанционного обучения и самообразования. Для курса физики общеобразовательной школы система дистанционного обучения только начинает разрабатываться. Пока она ориентирована на использование в школе при наличии внутришкольной сети и на индивидуальное использование, если ребёнок вынужден по состоянию здоровья обучаться дома. Существуют дистанционные курсы по физике для абитуриентов при ведущих вузах страны – МИФИ, МФТИ, физфаке МГУ и др. Доступны сайты интернета с решениями олимпиадных, нестандартных физических задач, интернетовские курсы самообразования. Большинство имеющихся в продаже учебных CD могут использоваться в режиме самообразования, но в них недостаёт обратной связи преподавателя с обучаемым в реальном времени. Интерфейс нового поколения ППС предусматривает интеграцию электронных учебных пособий самообразования на CD с системами дистанционного управления и слежения за учебной деятельностью каждого обучаемого. Примером может служить Net-Школа, о ней пойдёт речь ниже. Получение школьниками индивидуальных заданий от учителя с последующим отслеживанием результатов, выход в интернет непосредственно с диска – такой мультимедийный продукт уже можно отнести к средствам дистанционного обучения. Связь учитель–ученик в подобной системе осуществляется внутри локальной (школьной) сети и (или) через интернет. Сегодня для школ страны, особенно сельских, стал реальным беспроводной интернет, позволяющий выйти в глобальную информационную сеть в отсутствие телефонной связи.
В аннотации также отмечаем:
– наличие УМК (в его состав входят рабочая программа, график прохождения курса, теория, задания для тренинга, практикум, контролирующие фрагменты, инструкции, разъяснения, иллюстративный, демонстрационный, хрестоматийный материалы, зачётный документ и сертификат об окончании);
– уровень системности и иерархичности организации всего содержания;
– степень мультимедийности представления учебного материала, наличие гипертекста;
– сложность навигации и системы поиска;
– наличие связи с интернет-ресурсами;
– учёт результатов контроля с возможностью их улучшения;
– формы обратной связи обучающей программы и обучаемого.
• Оргдеятельностные административные системы адаптивного управления процессом обучения. Это особый класс ППС, создающих качественно новый уровень управления обучающей средой и интерактивной деятельностью учащихся, – специальные компьютерные среды, организующие информацию, связанную с функционированием процесса обучения, мониторингом его результатов, формированием предметных баз данных и другими функциями управления. В таких системах создаются списки учащихся, журналы учёта результатов обучения и посещаемости, учебные планы, банки тестов, самостоятельных и контрольных работ, инструкций к лабораторным работам и физпрактикуму, методические разработки уроков. Учитель может создать электронный паспорт оборудования физического кабинета и каталог учебных демонстраций, завуч – расписание уроков. Есть программа подведения итогов за четверти и учебный год, перевода в следующий класс, накапливается психолого-педагогическая документация на учащихся и многое другое. Как правило, имеется выход в интернет. Общие требования к подобной целостной программе управления обучением ещё не выработаны. Их внедрение только начинается.
• Виртуальные миры и активные мультимедийные среды. Виртуальные миры (ВМ) появились впервые в развлекательных компьютерных играх. Это особая объёмная аудиовизуальная интерактивная среда, создающая иллюзию реального трёхмерного мира, в которой действует пользователь. Электронной моделью в виртуальном мире является не книжная страница (web), а трёхмерный объект (комната, музейный зал, фрагмент ландшафта и пр.). Это качественный скачок в восприятии (подобно переходу от статического фотоизбражения к динамическому в кино). С этих позиций модель виртуального мира можно использовать для дидактических целей как средство развития компьютерного статического (даже в случае анимации) слайд-фильма в динамическое действо. Расширение визуальных возможностей, обратите внимание, должно сопровождаться внедрением в организацию информации ВМ ряда принципов гипертекста, обеспечивающих естественность действий пользователя:– свободы перемещения по ВМ;
– необязательности сплошного просмотра содержания;
– использования перекрёстных гиперссылок;
– задания нескольких уровней сложности манипулирования ВМ.
Главная привлекательность виртуальных миров для обучения – сильный эффект присутствия, больший, чем в кинематографе. Одновременно это и самая большая опасность: управлять психофизиологией восприятия и мышлением школьников на таком уровне пока педагоги не способны [4]. Отсюда осторожное отношение к использованию виртуальной реальности в целях обучения. Пока педагоги исходят из жизненного принципа «Не навреди».
Более простой моделью действительности являются активные мультимедийные среды (АМС). Их педагогика осваивает достаточно успешно. Особенно в области дошкольного воспитания, начального обучения, в том числе детей с нарушениями физического и психического развития. Не менее перспективны АМС в обучении одарённых детей с самостоятельным, творческим мышлением. Для обучения физике – это курсы «Живая физика», «Активная физика», специальные игровые электронные продукты для развития творческих способностей и интеллекта детей. В активных обучающих средах задаются учебные объекты, инструментарий манипулирования ими, формулируются познавательные, исследовательские задачи. К примеру: «Исследуйте траекторию движения шарика, брошенного горизонтально в поле тяготения» (получите стробоскопическую картину его траектории движения). Или: «С помощью зеркала “зажгите” лампочку в доме с зеркальной крышей». АМС дают учителю современные средства планирования и организации занятий. Можно сформировать план занятия в виде гипертекста и предусмотреть в нём разные виды работ (они тоже могут иметь форму гипертекста). Причём современный гипертекст – это не только ссылки, но и разные формы предъявления информации (гипермедиа), что позволяет обеспечить разные виды учебной деятельности.
• Иные обучающие материалы. Активно наращиваются образовательные ресурсы интернета. Естественно задать вопрос: «Может ли интернет существенно изменить образование?» В перспективе только ответ «Да». Если дидактически грамотно использовать интернет, можно самым радикальным образом изменить образование взрослых и – далее – детей, а в ближайшем будущем существенно обновить его. Обзор имеющихся материалов по физике можно посмотреть в [5].
Главное, предстоит решать проблему технологической и методической подготовки к использованию компьютерных технологий не только учащихся, но и педагогов, и организаторов образования. Государство и общество должны рассматривать программу компьютеризации обучения как центральное звено федеральной образовательной политики.
Вопросы для самоконтроля
1. Какие основания заложены в классификацию компьютерных ресурсов по физике? Назовите классы ППС по физике. Согласны ли вы с приведённой в лекции классификацией? В чём вы видите её недостатки?
2. Что представляет собой педагогическая аннотация ППС? В чём её задача?
3. Приведите примеры своих аннотаций для разных видов электронных ресурсов по физике.
4. Что называют гипертекстом? Как представляют информацию в гипертекстах?
5. Как понимать открытость информационных материалов? Какие преимущества это даёт?
6. Какие познавательные умения формируют энциклопедические пособия?
7. В чём особенности и привлекательность виртуальной наглядности в сфере обучения детей?
8. Какие требования к электронному учебнику физики вы можете сформулировать?
9. Почему компьютерный контроль относят прежде всего к диагностическому?
10. Оцените дидактические возможности измерительного комплекса и виртуальной физической лаборатории в сравнении с традиционными средствами.
11. Может ли получить широкое распространение дистанционное школьное обучение?
12. Какие электронные ресурсы называют административными системами? Что они могут?
13. Как вы относитесь к активным мультимедийным средам? В чём видите их перспективность?
14. Выскажите своё мнение, может ли интернет существенно изменить образование?
Рекомендуемая литература
1. Дворецкая А.В. Основные типы компьютерных средств обучения. – Школьные технологии, 2004, № 3.
2. Селевко Г.К. Педагогические технологии на основе ин формационно-коммуникативных средств. – М.: НИИ школьных технологий, 2005.
3. Лернер П.С., Пало О.Д., Гудимов В.В. Концепция интерактивного учебника. – Школьные технологии, 2002, № 5.
4. Калмыков Д.А., Хачатуров Л.А. Опыт организации виртуальных образовательных сред. – Школьные технологии, 2000, № 2.
5. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов (по предметам и классам). http://school.-collection.informika.ru
__________________________________
*Пока что терминология не устоялась: программные педагогические средства именуются также компьютерными обучающими средствами, электронными изданиями, компьютерными учебными пособиями, учебными CD-пособиями, образовательными компьютерными программами, цифровыми или электронными образовательными ресурсами (ЦОР, ЭОР) и т.д. Разнообразие терминов связано с разными основаниями, положенными в классификацию. Но все они обозначают учебные ресурсы, для создания и использования которых необходим компьютер.
Продолжение см. в № 19/08