Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Педагогические основы использования компьютерных программ учебного назначения по химии в образовании студентов естественнонаучных специальностей университета 17
1.1. Дидактическая модель компьютерного обучения химии 34
1.2. Компьютеры как инструменты познания 50
1.3. Психолого-педагогический аспект информационных технологий обучения естественнонаучным дисциплинам 54
Выводы к первой главе 61
Глава 2. Модель практической реализации программного обеспечения при изучении некоторых разделов химии 62
2.1. Компьютерные инструментальные программные средства для обучения химии студентов естественнонаучных специальностей вузов 62
2.2. Анализ программ на компакт-дисках 103
2.3. Создание компьютерного программно-методического комплекса по химии 111
2.4. Описание и методические рекомендации для преподавателей по использованию модуля программно-методического комплекса при обучении химии 118
2.5. Психологические особенности влияния компьютерного обучения химии на профессиональную направленность студентов 126
2.6. Повышение эффективности обучения химии студентов естественнонаучных специальностей вуза при использовании компьютерных программ учебного назначения 130
Выводы ко второй главе 141
Заключение 142
Библиографический список используемой литературы 144
- Дидактическая модель компьютерного обучения химии
- Компьютеры как инструменты познания
- Компьютерные инструментальные программные средства для обучения химии студентов естественнонаучных специальностей вузов
Введение к работе
В настоящее время в нашем обществе процессы информатизации стали одними из интенсивно развивающихся. В свою очередь информатизация общества ставит перед собой задачу информатизации образования, а для ее проведения необходимы высококвалифицированные кадры для всех областей общественной жизни и, в первую очередь, преподаватели системы образования. Поэтому одной из глобальных целей информатизации образования является подготовка будущих педагогов, обладающих высокой квалификацией и необходимой информационной культурой, готовых и умеющих применять новые информационные технологии (НИТ) в процессе обучения и управления образованием, а также активно участвующих в информатизации своего образовательного учреждения и общества в целом.
Исследования в этой области начали интенсивно проводиться с 1981 года. Основные результаты исследований в этой области знаний отражены в работах Н.В.Апатовой, С.А.Бешенкова, В.В.Бизюка, Г.А.Бордовского, Ю.С.Брановского, Я.А.Ваграменко, А.И.Галкиной, А.Г.Гейна, Б.С. Герпгунского, И.Б.Готской, С.Г.Григорьева, А.П.Ершова, В.А.Извозчикова, Г.А.Кручининой, В.В.Лаптева, М.И.Лапчика, И.В.Роберт, И.А.Румянцева, Т.А. Симаневой, Д.Е.Прокудина и других ученых.
Теории и методике использования компьютерных средств и информационных технологий в профессиональной подготовке студентов посвящены докторские диссертации Ю.С.Брановского, М.И.Жалдака, Э.И.Кузнецова, А.Л.Денисовой. В работе И.В.Вострокнутова разработаны принципы построения моделей оценки эффективности современных информационных технологий учебного назначения. Разработка профессионально-ориентированного курса информатики и вычислительной техники для студентов естественнонаучных специальностей вузов проводилась в работах Прокудина Д.Е., Симаневой Т.А. В исследовании польского ученого Гморха Ришарда рассмотрены оптимальные условия
реализации методики применения компьютера в системе профессионально-методической подготовки учителей химии, повышение ее эффективности за счет компьютеризации.
Основная доктрина учебно-методического объединения педагогических учебных заведений Министерства образования Российской Федерации по информатизации образования (УМО ИПО) применительно к вопросу об информатизации высшего педагогического образования состоит в том, что информатика как образовательно-профессиональная и учебно-научная дисциплина по непрофильным (по отношению к информатике) направлениям и специальностям должна входить в область предметной подготовки специалиста; содержание этой дисциплины в прикладной ее части должно быть предметно ориентированно.
В соответствии со структурой стандартов педагогического образования эту задачу можно решать двумя путями:
общее введение в информатику включается в разряд общенаучных
дисциплин (в бакалавриате для этого имеется общепредметный блок, а в
стандарте специалиста - цикл общенаучных дисциплин в рамках предметного
блока);
информатика как инструмент для конкретных предметных приложений в
рамках данного профиля подготовки актуализируется в интегративном ядре
предметного блока стандартов (например, в форме практикума по
информационному моделированию).
Эти положения реализованы в принятых стандартах высшего педагогического образования. Включение информатики в сферу предметной подготовки заставляет расширить и предметно ориентировать ее содержание, сделать этот курс способным обслуживать приложения информатики в предметной области [60, 61].
Анализ учебных планов и программ дисциплин базовой подготовки учителей-предметников на естественнонаучных факультетах педагогических
вузов и университетов показал, что содержание учебных курсов, обеспечивающих необходимый квалификационный уровень подготовки в области новых информационных технологий и методики их преподавания еще не отвечает, в полной мере, современным требованиям Государственного стандарта профессионального педагогического образования по направлению "Естествознание".
Для устранения этого противоречия необходимо решить научно-педагогическую проблему по разработке принципов проектирования содержания курса новых информационных технологий и методики обучения НИТ для подготовки студентов естественнонаучных специальностей педагогических вузов к использованию средств новых информационных технологий в своей будущей профессиональной деятельности, то есть в учебном процессе. В дидактике химии существуют большие возможности применения НИТ для составления контрольных работ, моделирования химических процессов и явлений, компьютеризации химического эксперимента, решения задач и проведения количественных расчетов, осуществления самоконтроля и стандартизированного контроля знаний. Эти и другие возможности применения компьютеров в обучении химии сдерживаются из-за нерешенности следующих проблем методики:
Нет общего подхода к совершенствованию химического эксперимента, методике обучения решению химических задач на основе достижений современной техники.
Не разработаны критерии оценки компьютерных программ по химии для высшей школы.
Отсутствует единая классификация педагогических программных средств.
Не рассмотрены интеграционные процессы между химией и информатикой, между дидактикой химии и новыми информационными и коммуникационными технологиями как областями человеческого знания.
Отсутствуют четкие и достаточные обоснования применения компьютеров в обучении химии студентов естественнонаучных дисциплин и компьютеризации профессионально-методической подготовки будущих учителей химии.
Не разработана методика измерений качества образования студентов и оценка степени нагрузки обучаемых при использовании информационных образовательных технологий.
В теории и практике компьютеризации образования и обучения,
несмотря на имеющиеся предпосылки, все еще остается проблема
компьютеризации профессионально-методической подготовки
преподавателей химии, биологии, экологии.
В предлагаемой диссертации исследуются вопросы повышения эффективности образования по химии студентов естественнонаучных факультетов на основе использования компьютерных программно-методических комплексов по химии, рассматривается психологический аспект использования НИТ в педагогическом процессе. Отметим, что авторами в выше упомянутых работах, исследованиям такого характера отводилась особая роль, раскрывались огромные потенциальные возможности НИТ в учебном процессе для естественнонаучных и гуманитарных специальностей. Особенность нашего исследования в том, что мы рассматриваем проблему компьютеризации обучения химии с двух сторон: усовершенствование методики обучения химии и предоставление возможностей НИТ в организации учебного процесса и подготовки высококвалифицированных специалистов.
Таким образом, необходимость в специальной подготовке будущих педагогов, в четко построенной системе обучения, позволяет определить основные направления научных исследований, необходимых для внедрения новых информационных технологий и эффективных методик обучения будущих специалистов-преподавателей, а тему диссертационного
исследования по применению новых информационных технологий для повышения эффективности образования, как актуальную, чрезвычайно перспективную и своевременную.
Актуальность настоящего исследования определяется тем, что компьютеризация образовательного процесса имеет не только научное, но и прикладное значение, связанное с разработкой и реализацией методики проведения компьютерных занятий с использованием готового прикладного программного обеспечения, в частности, компьютерных программно-методических комплексов, включающих компьютерные программы учебного назначения по профилирующим дисциплинам.
Проблема диссертационного исследования определяется наличием противоречий:
между потребностями информатизации образования, социальным заказом общества на подготовку высокообразованных специалистов, вооруженных знаниями по применению компьютерной технологии в предметной области и нерешенностью этой проблемы в подготовке преподавателей химии, биологии, экологии;
между традиционным содержанием, технологией образования и современными требованиями к уровню знаний, интегративным умениям и информационной культуре;
между потребностью преподавателей в прикладных знаниях по использованию компьютеров в обучении и не разработанностью методических условий компьютеризации подготовки всесторонне развитых специалистов.
Цель работы состоит в разработке и практической реализации основ повышения эффективности образования по химии студентов естественнонаучных специальностей вузов на основе систематического и непрерывного использования компьютерных программ учебного назначения.
Объектом диссертационного исследования является процесс
совершенствования образования студентов естественнонаучных
специальностей университетов и педвузов.
Предметом исследования являются основы повышения эффективности образования по химии студентов естественнонаучных специальностей университета на основе использования компьютерных программ учебного назначения.
Гипотеза исследования состоит в том, что эффективность образования студентов по химии значительно повысится, если в содержание и систему обучения будут входить, как составные элементы, электронные средства поддержки образовательного процесса, с учетом систематического и непрерывного, педагогически оправданного использования компьютерных программ учебного назначения, психолого-педагогических особенностей обучаемых в условиях реализации личностно ориентированного обучения и межпредметных связей информатики с профильными дисциплинами.
Исходя из цели исследования и выдвинутой гипотезы были поставлены следующие задачи:
1. Создание теоретической модели дидактической информационной среды обучения студентов естественнонаучных специальностей университета на основе использования педагогических возможностей компьютерных программно-методических комплексов и программных приложений.
Практическая реализация отдельных модулей дидактической информационной среды обучения.
Исследование психолого-педагогических возможностей компьютерных интеллектуальных систем в обучении студентов естественнонаучных специальностей.
Анализ компьютерного программного обеспечения учебного назначения по химии.
Разработка и апробация в учебном процессе компьютерного программно-методического комплекса по химии.
6. Экспериментальное исследование эффективности использования
компьютерных программ учебного назначения по химии в
профессиональном образовании студентов естественнонаучных
специальностей университета.
Для достижения целей исследования, проверки гипотезы и решения поставленных выше задач были использованы следующие методы исследования: теоретический анализ проблемы на основе изучения психологической, педагогической, методической и технической литературы; электронных информационных ресурсов по естественнонаучным дисциплинам, сбор первичной информации о имеющимся программном обеспечении по циклу естественных наук; методы абстрагирования и моделирования, заключающиеся в установлении общих свойств объекта, замещении дидактической системы моделью и получении знаний о системе с помощью ее модели; наблюдение за ходом образовательного процесса, за деятельностью студентов; беседы с преподавателями, студентами; тестирование студентов; педагогический эксперимент, включающий внедрение модуля разработанного компьютерного программно-методического комплекса в учебный процесс, отработку методики преподавания химии с помощью компьютерных учебных программ и проверку эффективности ее использования; математические методы
обработки результатов педагогических исследований, основанные на математической статистике; анализ и обобщение опыта экспериментальной работы.
Научная новизна и теоретическая значимость исследования заключается в том, что:
предложена теоретическая модель дидактической информационной среды
обучения студентов естественнонаучных специальностей университета на основе использования педагогических возможностей компьютерных программно-методических комплексов и программных приложений;
спроектированы научно-методические основы по разработке и использованию компьютерных программно-методических комплексов по химии для обучения студентов профилирующих специальностей;
созданы электронные учебники по химии, включающие разделы "Строение атома", "Химическая связь", "Кинетика химических реакций";
выявлено влияние предложенного профессионально-ориентированного компьютерного программно-методического комплекса на повышение эффективности химического образования и профессиональную ориентацию студентов.
Практическая значимость полученных результатов состоит в том, что они могут служить основой для проектирования и проведения компьютерных занятий по химии, разработки компьютерных программ учебного назначения с целью повышения эффективности образования студентов естественнонаучных специальностей. Разработан модуль компьютерного программно-методического комплекса по химии и приведены доказательства эффективности его внедрения на лабораторно-практических занятиях студентов естественнонаучных специальностей: "Химия", "Биология", "Экология".
Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечены проведенным анализом прикладного программного обеспечения; созданием модуля компьютерного программно-методического комплекса; методом математической статистики при обработке данных педагогического эксперимента.
Опытно-экспериментальная база: исследование проводилось в Ставропольском государственном университете на биолого-химическом факультете. Им были охвачены преподаватели университета, студенты старших курсов, студенты первых курсов по специальностям "химия", "биология", "экология" - всего около 200 человек.
Апробация работы и внедрение результатов. Они получили отражение в научной статье, методическом пособии, докладах на конференциях и тезисах докладов автора. Основные результаты исследования докладывались и обсуждались на научно-методических семинарах кафедры ИТОиУ и кафедры неорганической химии в период с 1998 по 2001 гг., на ежегодных научно-практических конференциях преподавателей и студентов Ставропольского государственного университета (1996, 1999, 2000, 2001), на региональных научно-методических конференциях "Университетская наука - региону" (Ставрополь, СГУ, 1999-2001гг.), на межвузовской научно-практической конференции "Пропедевтика химического знания" (Тобольск, ТГПИ, 1998г), на Международной научно-практической конференции "Совершенствование преподавания химии в школе и вузе" (Иркутск, ИГПУ, 1999г), на Всероссийской научно-практической конференции "Современный химический практикум" (Тобольск, ТГПИ, 1999г.), на Всероссийской научно-практической конференции "Информатизация образования - 2000" (Хабаровск, ХГПУ, 2000г.). Материалы исследования изложены в 9 научных трудах.
На защиту выносятся следующие положения:
Необходимость теоретического обоснования целесообразности применения новых информационных технологий для повышения эффективности химического образования.
Разработанные научно-методические основы проектирования компьютерных программно-методических комплексов по химии, ориентированные на формирование у студентов практических умений и навыков применения НИТ в профилирующих предметах, позволяют осуществить личностно ориентированное обучение в условиях развивающегося информационного общества.
Практическая реализация возможностей компьютерных программно-методических комплексов в обучении студентов естественнонаучных специальностей способствует повышению эффективности образования, которое сказывается на их профессиональной направленности и формировании информационной культуры.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, списка используемой литературы и трех приложений. Общий объем диссертации составляет 180 страниц. Из них 145 с. - основной текст, 18 с. - список литературы из 132 наименований. В тексте содержится 8 схем, 7 таблиц, 2 диаграммы. Компьютерные программы учебного назначения, используемые в педагогическом эксперименте, представлены на магнитных носителях. Приложение содержит 20 страниц.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ
Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулированы цель, объект, предмет, гипотеза, задачи и методы исследования, раскрыта научная новизна, теоретическая и практическая значимость, представлены положения выносимые на защиту.
Первая глава "Педагогические основы использования компьютерных программ учебного назначения по химии в образовании студентов естественнонаучных специальностей университета" состоит из трех параграфов.
В начале главы изложены основные понятия информатизации образования: технология обучения, информационная технология, новые информационные технологии в обучении (НИТО), технологии компьютерного обучения, обучающая система, программное средство учебного назначения, компьютерная технология обучения, дидактическая компьютерная среда. Рассмотрены группы задач, направленных на повышение эффективности образовательного процесса студентов естественнонаучных специальностей при изучении химии. Выделены шесть групп задач:
задачи, решение которых связано с большим объемом вычислительной работы;
задачи для отображения графической части химии;
моделирование химических объектов и процессов;
информационно-справочные и обучающие системы;
задачи практического характера - тренажеры;
задачи, направленные на осуществление химического эксперимента.
Кроме того, в этой главе рассмотрен вопрос оценки эффективности образовательного процесса.
В первом параграфе отображена дидактическая модель компьютерного обучения химии. Для проектирование такой модели рассмотрено влияние информатизации образования на такие компоненты методической системы обучения химии как цели, содержание, методы, средства и организационные формы обучения. Над всеми компонентами осуществляется цикличное управление, при котором управляющая система регулярно получает
сведения о ходе педагогического процесса и может оказывать воздействие на его течение, т.е. осуществляется обратная связь и его коррекция.
Во втором параграфе рассмотрена познавательная деятельность при использовании нетрадиционных методов обучения с помощью компьютера. В работе представлена деятельностная модель педагогического процесса при изучении химии.
В третьем параграфе проведен анализ психолого-педагогических возможностей компьютерных технологий в организации запоминания и воспроизведения учебной информации. В диссертационном исследовании приводятся примеры семантических обобщений и экспертных систем в химии, как составляющих интеллектуальной системы.
Вторая глава диссертации "Модель практической реализации программного обеспечения при изучении некоторых разделов химии" включает шесть параграфов.
В первом параграфе рассмотрены принципы педагогической целесообразности использования педагогических программных средств (ППС) в учебном процессе, критерии индивидуализации обучения с помощью ППС. Приведены примеры компьютерных программных средств, реализуемых в обучении химии: инструментальная программа механики молекул ChemPen3D, пакеты программ Multivision и HyperMethod; решение химических задач в Excel, составление презентаций в PowerPoint.
Во втором параграфе формулируется определение электронного учебника и его дидактические возможности.
Важной проблемой на сегодняшний день является проблема оценки и отбора качественных программных продуктов из всего многообразия, которое мы видим на рынке программных средств, поскольку как в отечественной, так и в зарубежной педагогической науке еще не разработан достаточно точный, объективный и вместе с тем производительный метод
оценки качества компьютерного программного обеспечения. В настоящем исследовании мы попытались провести анализ нескольких электронных учебников по химии на компакт-дисках, имеющихся на кафедре: 'Химия для школьников в картинках", "Репетитор по химии", "Курс неорганической химии", "Химия для всех", выявив при этом достоинства и недостатки этих электронных учебников.
Практические вопросы создания компьютерных программно-методических комплексов (ПМК) освещены в третьем параграфе второй главы.
В диссертационном исследовании рассмотрены этапы создания такого комплекса по химии, который программно реализован на объектно-ориентированной версии языка описания гипертекста Dynamic HTML 4.0.
В работе проводилось исследование влияния компьютерного обучения химии на профессиональную направленность студентов, основанное на построение профессиограмм педагогической деятельности. Данные профессиограмм использовались на следующих этапах эксперимента при выявлении контрольной и экспериментальной групп, а также для диагностики изменения процента профессиональной направленности после прохождения компьютерного курса по специальности "химия".
В следующем параграфе находится описание и методические рекомендации по использованию модуля программно-методического комплекса по химии для преподавателей.
В заключении приведены общие результаты исследования.
В приложениях приведены примеры семантической обработки информации в естествознании; два вида программ, написанных на языке Dynamic HTML 4.0 используемые для создания ПМК; блок тестов по общей химии, используемый в ПМК и находящийся в компьютерной оболочке редактирования тестов Editor.
Дидактическая модель компьютерного обучения химии
Внедрения новых информационных технологий во все сферы производства, обслуживания, культуры и обновление их технического обеспечения требует формирования соответствующих профессиональных знаний, умений и навыков. Новые информационные технологии по отношению к образованию - это новая организация образования с использованием современных технологических средств, в первую очередь, компьютерной техники. Компьютерная техника оказывает заметное влияние на содержание и методы обучения, предоставляет в распоряжение участников учебно-воспитательного процесса новые технические средства обучения и преподавания. Овладение необходимыми знаниями в установленные сроки обучения, формирование умения самостоятельно усваивать новые достижения науки и техники немыслимо без усовершенствования существующих методов и средств обучения, повышения эффективности труда преподавателей и студентов. Совершенствование методов и средств обучения возможно на основе достижения новых информационных технологий. Итак, сделаем вывод:
Информатизация образования - процесс обеспечения сферы образования теорией и практикой разработки и использования современных, новых информационных технологий (НИТ), ориентированных на реализацию психолого-педагогических целейобучения и воспитания, принадлежит к числу важнейших направлений процесса информатизации современного общества.
Потенциал НИТ в образовании проявляется многопланово, открывая следующие основные возможности:
совершенствование методологии и стратегии обора содержания образования, внесение изменений в обучение традиционным дисциплинам;
повышение эффективности обучения, его индивидуализации и дифференциации, организации новых форм взаимодействия в процессе обучения и изменения содержания и характера деятельности обучающего и обучаемого;
совершенствование управления учебным процессом, его планирование, организации, контроля, модернизации механизмов управления системой образования.
Процесс информатизации образования, поддерживая интеграционные тенденции познания закономерностей предметных областей и окружающей среды, актуализирует разработку подходов к использованию потенциала НИТ для развития личности обучаемого, повышения его уровня креативности, развития способностей к альтернативному мышлению, формирования умений разрабатывать стратегию поиска решений как учебных, так и практических задач, прогнозировать результаты реализации принятых решений на основе моделирования изучаемых объектов, явлений и процессов, взаимосвязей между ними [68].
Процесс обучения предполагает осознание того, чему следует учить. Поэтому он направлен на формирование конкретных, а поэтому ограниченных знаний, умений, навыков. Образование, в отличие от обучения нацелено на овладение знаниями, которые вырабатываются самой личностью как результат внутренней творческой активности, как продукт эволюции и самоорганизации мышления. На основе этих знаний формируется целостное восприятие мира, достигается многогранность и целостность мышления. По мере перехода от развития, основанного на использовании преимущественно человеческих способностей к развитию, основанному на использовании культурного и интеллектуального потенциала личности, роль образования непрерывно возрастает и становится доминирующей. Образование может открыть колоссальные резервы для развития и совершенствования личности, а также для прогресса науки [49].
Компьютеры как инструменты познания
Обучающие технологии традиционно используются в системе высшего образования в качестве средства передачи информации и обучения студентов. В качестве средств обучающих технологий используются инструменты познания - различные компьютерные средства, предназначенные для организации и облегчения процесса познания при изучении химии студентами естественнонаучных дисциплин. Инструменты познания активно вовлекают учащихся в процесс формирования знаний, что способствует их пониманию и усвоению, а не только воспроизведению в памяти того, что получено от преподавателя. Инструменты познания скорее обеспечивают среду и средство, заставляющие обучаемых более интенсивно размышлять об изучаемом предмете и генерировать при этом свои идеи. Они являются инструментами, помогающими учащимся продуцировать собственные представления с помощью создания своих баз данных, электронных таблиц, презентаций, семантических сетей, экспертных систем, химических моделей и т.д. [35]. Конструктивистские модели обучения стремятся создать среды, в которых учащиеся активно действуют и сами конструируют свои знания, а не воспринимают мир таким, каким его интерпретирует для них преподаватель.
Наиболее важным видом деятельности является познавательная деятельность при использовании нетрадиционных методов обучения с помощью компьютера. Процесс познания действительности осуществляется через познавательную деятельность (дидактический процесс). Скорость освоения познавательной деятельности выражается через познавательную активность, определяемую как акт эмоционально-оценочного отношения студента к процессу познания и его результату. Для определения степени сформированности умственных действий у учащихся выделяются три уровня умственной активности, характеризующие скорость процесса познания.
Для построения обучающих технологий надо знать степень проявления познавательной активности в практической работе. Для преподавателя чрезвычайно важно правильно подобрать дидактические средства, соответствующие познавательному процессу. Дидактические средства должны быть направлены на получение информации о предстоящей познавательной деятельности и на помощь студентам освоить основной предмет их деятельности, способствуя активизации внутренних ресурсов -потребностей, мотивов; обеспечивая продолжение функциональной умственной деятельности обучаемого в ходе осмысления результатов деятельности. Дидактические средства должны формировать локальный, внутрипредметный и межпредметный уровни знаний. Учитывая все эти компоненты, преподаватель может конструировать конкретные технологии для практических работ в зависимости от степени подготовки студенческого коллектива, психологического состояния каждого студента и уровня сформированности его познавательной активности [33]. Учебная деятельность студентов при выполнении практических заданий становится для них индивидуальной познавательной деятельностью. Инструментами познания в данной работе являются различные компьютерные средства, предназначенные для организации и облегчения процесса познания; они контролируют и упорядочивают действия учащихся в процессе организации и представления своих знаний.
Химия, как учебный предмет, относится к той группе учебных предметов, в которых ведущим компонентом являются научные знания. Это один из древнейших естественнонаучных предметов и поэтому способы деятельности по изучению этого предмета будут учитывать названные особенности. Деятельностная модель педагогического процесса при изучении химии должна быть структурирована ввиде трех основных блоков:
параметры, характеризующие психолого-педагогические и методические стороны изучения дисциплины;
параметры, характеризующие знания в области информатики и вычислительной техники и определяющие базовую научную подготовку;
параметры, характеризующие знания, умения и навыки работы в условиях НИТ и задающие уровень информационной культуры. Деятельностная модель определяет требования к учебному процессу и результатам обучения в вузе [57].
Компьютерные инструментальные программные средства для обучения химии студентов естественнонаучных специальностей вузов
1. ППС целесообразно наполнять таким содержанием, которое наиболее эффективно может быть усвоено только с помощью этой информационной технологии.
Это очень важный критерий, поскольку многие ППС разрабатываются без учета комплексного технического обеспечения по предмету и, в результате, часто дублируют имеющиеся достаточно эффективные и более дешевые средства обучения.
2. Каждое новое ППС должно обладать достаточно высокой относительной эффективностью использования в педагогическом процессе.
Это означает, что время усвоения учебного материала, формирование определенных умений и навыков при использовании нового ППС (без потери качества обучения) должно быть меньше, чем с использованием традиционных методов обучения. Обычно считают, что новое ППС должно быть широко внедрено в учебный процесс, если время обучения, удается сократить без потери качества на 30%, полезное, если - на 10%, не заслуживает внимания, если менее 1%. Этот же принцип может быть реализован в следующем виде. Объем учебного материала, усвоенного учащимся с использованием нового ППС за определенный промежуток времени должен быть больше, чем с традиционными средствами при одинаковом качестве усвоения. При оценке обычно называют те же цифры: 30%, 10%, 1%.
3. Новая информационная технология должна соответствовать целям и задачам курса обучения и органически вписываться в учебный процесс.
В настоящее время большинство ППС, поступающих на рынок программных продуктов, рассчитаны на использование в учебном процессе в качестве "поддерживающих" средств в рамках традиционных методов системы обучения; выступают как средство интенсификации учебного процесса, индивидуализации обучения и автоматизации рутинной работы преподавателя. Они должны соответствовать целям и задачам соответствующей методической системы и иметь ясно выраженное место в структуре занятия. ППС включают в себя компьютерные программы учебного назначения, к классу которых относится любое программное средство, специально разработанное или адаптированное для применения в обучении. Методики применения могут быть оформлены в виде текстовых материалов, а также могут быть заключены в самом программном средстве в виде отдельного файла или контекстной помощи. Компьютерные программы учебного назначения могут быть классифицированы по типам следующим образом:
компьютерные учебники;
предметно-ориентированные среды (микромиры, моделирующие программы, учебные пакеты);
лабораторные практикумы;
программы-тренажеры;
контролирующие программы;
справочники, базы данных учебного назначения.
В связи с этим, по методическому назначению, различают следующие типы ППС:
1. Обучающие программные средства, предназначенные для передачи учащимся определенных знаний, обеспечивающие необходимый уровень из усвоения, инициирующие приобретение умений и навыков в учебной и практической деятельности.
2. Программы - тренажеры, предназначенные для отработки умений, навыков учебной деятельности и самоподготовки. Они обычно предназначены для повторения и закрепления пройденного и не содержат нового материала.
3. Контролирующие программы, предназначенные для контроля (самоконтроля) уровня усвоения учебного материала.
4. Информационно-справочные программы и программные системы, предназначенные для вывода необходимой пользователю информации.
5. Имитационные программы, представляющие определенный аспект реальности для изучения его основных структурных или функциональных характеристик, с помощью некоторого ограниченного числа параметров.
6. Моделирующие программы. Они предназначены для создания модели объекта, явления, процесса или ситуации с целью их изучения, исследования.
7. Демонстрационные программы, предназначенные для наглядного представления учебного материала, визуализации изучаемых закономерностей явлений, взаимосвязей между объектами.
Похожие диссертации на Компьютерные программы учебного назначения как средство повышения эффективности химического образования студентов естественнонаучных специальностей
