«Теоретические основы моделирования и применения цифровых образовательных ресурсов в обучении информатике»

Анализ различных источников показал, что проблемы информатизации образования рассмотрены в работах И.В. Роберт; особенности подготовки учителей информатики, в области информационно-аналитической деятельности исследовались Е.А. Ракитиной, Е.С. Гайдамак, В.И.Фоминым и др. Вопросы проектирования и применения цифровых образовательных ресурсов представлены в работах Н.Н.Поярковой, Н.В.Александровой, Д.Н.Грибкова, Н.Е.Сурковой и др.

Таким образом, на основе выявленной актуальности исследования можно сформулировать следующее противоречие между необходимостью развития ИКТ-компетенцией педагога и вооружение ею обучающегося и недостаточным уровнем методической подготовки педагогического коллектива.

Актуальность исследования и недостаточная практическая разработанность определили выбор темы исследования: «Теоретические основы моделирования и применения цифровых образовательных ресурсов в обучении информатике».

Цель исследования: обоснование и разработка методических рекомендаций по моделированию и применению цифровых образовательных ресурсов в обучении информатике и ИКТ на современном этапе информатизации образования.

Объектом исследования является процесс обучения информатики.

Предметом исследования является приемы моделирования и применения цифровых образовательных ресурсов в обучении информатике.

Гипотеза исследования заключается в том, организация процесса обучения информатике будет эффективной, если в данном процессе учтены особенности применения информационных технологий; применяются специально смоделированные цифровые образовательные ресурсы.

Исходя из темы, цели и гипотезы, были поставлены следующие задачи исследования:

1. проанализировать методическую, психолого-педагогическую и научную литературу по проблеме исследования;

2. уточнить сущность и содержание понятия «цифровые образовательные ресурсы», решающие актуальные задачи информатизации образования;

3. определить и охарактеризовать этапы моделирования цифровых образовательных ресурсов;

4. разработать методические рекомендации по моделированию и применению цифровых образовательных ресурсов.

Для решения поставленных цели и задач применялись следующие методы исследования: анализ психолого-педагогической и методической литературы; анализ нормативных и аналитических материалов (в том числе, анализ федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования); наблюдение и анализ результатов деятельности педагогов и обучающихся, наблюдение за ходом процесса обучения, опрос и анкетирование.

Научная новизна исследования заключается в том, что: теоретически обоснована целесообразность использования разработанных цифровых образовательных ресурсов учителями информатики, которое является неотъемлемой частью профессиональных умений педагога.

Практическая значимость исследования: разработанная методика моделирования и применения цифровых образовательных ресурсов на уроках информатики.

Структура выпускной квалификационной работы отражает логику, содержание и результаты исследования и состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы.

Новейшие технологии поддерживают, как производство, так и социальную среду, включая в том числе и передачу информации, обеспечивая развитие информационных потребностей и появление информационных ресурсов. Возможность владения информационными ресурсами, стимулировала развитие новых информационных средств и систем. Новые средства, в свою очередь способствуют появлению новых информационных потребностей. Зарождение информационных технологий и появление компьютерных средств способствуют скачкообразному информационному развитию.

В современном обществе новейшие информационные технологий оказывают огромное влияние на все сферы жизнедеятельности человека, в частности и на образования. Педагоги все чаще включают их в свою методическую систему обучения. Однако, процесс информатизации образования не может произойти моментально, он является процессом постепенным и должен проходить непрерывно. В разработанной концепции информатизации образования охарактеризованы несколько этапов этого процесса. На первом этапе: начало массового внедрения средств ИКТ и в частности компьютеров; проводится научно-исследовательская работа по педагогическому освоению средств компьютерной техники и поиск путей ее оптимального применения для интенсификации процесса образования; происходит осознание сути и необходимости процессов информатизации; происходит подготовка в области ИКТ на всех ступенях образования. На следующем этапе – втором необходимо: освоение педагогами новых методов и форм обучения с применением компьютерной техники; начало разработка и освоение педагогами учебно-методического обеспечения; постановка проблемы пересмотра содержания образования, форм и методов обучения и воспитания. На третьем – заключительном этапе: пересмотр и внесение изменений содержания всех ступеней образования на основе процессов информатизации; смена методической основы обучения и освоение каждым педагогом широкого круга методов и форм обучения, поддерживаемых соответствующими средствами современных ИКТ.

Развитие информационных технологий, информационных ресурсов и , а также средств передачи информации повлияло на возникновение и усовершенствование средств ее фиксации и обработки, что способствовало зарождению и активному развитию компьютерных средства. Такие средства меняют структуру общения. Новые возможности компьютерной техники, которые с каждым годом наращиваются и воспринимаются сегодня в качестве того, что способствует развитию информационной деятельности человека и прогрессивного информационного развития общества. Анализ развития ИКТ и опыта их применения в образовательных целях за рубежом и в нашей стране выявил основные направления их применения в следующих областях: организация учебной деятельности обучающихся по работе с учебной информацией на основе использования технологии мультимедиа, ресурсов телекоммуникационных сетей, технологии связанных с созданием виртуальной реальностью; осуществление конструирования, моделирования и имитации, поддающихся описанию процессов, для создания учебных симуляторов и тренажеров, которые приближают деятельность обучающегося к реальности; разработка виртуальных миров, которые являются схемой или моделью реального мира и позволяют изучать процессы или закономерности для всестороннего анализа обучающимся; автоматизация контроля и оценки уровня знаний, умений и навыков, соответствующих возрастной категории обучающихся, с применением ИКТ.

Информация в переводе с латинского языка означает сообщение. Существует несколько определений данного понятия, рассмотрим несколько из них: сведения, не зависящие от формы их представления; знание, то есть позволяющая получившему их совершать целенаправленное действие; сообщение, которое уменьшает или устраняет неопределённость в выборе одной возможности из нескольких; мера сложности структур [33]. Также под информацией понимают структуру окружающего нас мира, способная влиять на процессы. Информационные процессы. Независимо от способа получения и хранения информация имеет единые характеристики. В настоящее время информация наряду с веществом и энергией считается фундаментальным понятием. Свойства информации: информация может накапливаться; информация не обладает свойством сохранения; информация может самоорганизовываться, порождая новую информацию. Накопление, изменения и преобразование информации способствовали трансформации общества и появлению информационного общества - это общество, в котором большинство трудоспособного населения занято производством, хранением, передачей, преобразованием и использованием информации. Информационная система – это организационно упорядоченная совокупность документов (информационных продуктов) и информационной инфраструктуры. (Примеры информационных систем - библиотеки, архивы, фильмотеки, базы данных, Internet.) Информационные ресурсы – это отдельные документы, массивы документов, которые входят в состав информационных систем.

Динамично развивающиеся информационно коммуникационные технологии (ИКТ) и их внедрение в образование, позволяет существенно и эффективно дополнить традиционные средства обучения, которые многие педагоги все с большей готовностью включают в свою методическую систему обучению. Использование цифровые образовательные ресурсы (ЦОР) предоставляет принципиально новые возможности для повышения эффективности учебного процесса. ЦОР — это средство наглядности в обучении, помощник в отработке практических умений обучающихся, в организации, проведении и объективности оценки и контроля достижений обучающегося (текущего контроля, самоконтроля), в работе со схемами, графиками, таблицами, условными обозначениями и прочее, в редактировании и форматировании текстов и исправлении ошибок в творческих работах учащихся.

Главной целью применения цифровых образовательных ресурсов является усиление интеллектуальных возможностей и способностей обучающихся в информационном обществе, а также повышение качества обучения на всех ступенях образовательной системы посредством применения ИКТ. Под цифровым образовательным ресурсом понимается – продукт, который используется в образовательных целях и для воспроизведения которого необходим компьютер. Можно выделить следующие основные дидактические цели применения ЦОР: интенсификация всех уровней образовательного процесса за счет применения современных ИКТ (повышение эффективности и качества обучения; усиление межпредметных связей; увеличение объема и оптимизация поиска информации; повышение активности учебно-познавательно деятельности); развитие личности обучающегося, его подготовка к жизни в информационного общества (формирование информационной культуры, умений осуществлять обработку и хранение информации и др.).

Технологии мультимедиа полезны для образовательной технологией, с присущими ей качествами гибкости, интерактивности и интеграции различных типов учебной информации, а также благодаря возможности учитывать индивидуальные способности и особенности обучающихся все это способствует повышению мотивации. Подобно использованию традиционных учебников, применение мультимедийных средств обучения обогащает процесс учения, а преподавания, если преподаватель представляет информацию, руководит, поддерживает и помогает учащемуся в процессе обучения. Как правило, презентации, с использование изображений или анимации, являются визуально более привлекательными, чем статический текст, и они могут поддерживать необходимый эмоциональный уровень, дополняющий представляемый материал.

Широкое распространение и внедрение ИКТ, напримере ЦОР, в образовательный процесс школы показало, что существуют также проблемы и недостатки при использовании ЦОР. Общим недостатком большинства существующих ЦОР является то, что после их разработки продолжаются исследования сфер внедрения и возможности их практического применения. К сожалению, редки случаи создания ЦОР с заранее определенными свойствами для реализации определенной методики обучения, методических приемов и решения дидактических задач. Разработке ЦОР, как правило, базируется на технологии программной реализации, а не на обучение и помощь обучающемуся. Выявлено множество негативных аспектов применения ЦОР. В частности возможное отсутствие обратной связи, рассеивание внимания, недостаточная доступность, времеемкость и многое другое. Рассеиванию внимания способствуют запутанные и сложные способы представления, которые могут стать причиной отвлечения пользователя от изучаемого материала. Нелинейная структура ЦОР содействует пользователю в следовании по предлагаемым ссылкам, что при неумелом использовании может отвлечь от основного порядка изложения материала. Большие объемы информации, представляемые в мультимедийных приложениях, могут отвлекать внимание в процессе обучения. Недостаточная интерактивность, то есть уровень интерактивного взаимодействия пользователя с мультимедиа-программой остается на достаточно низком уровне, и далек от уровня общения между людьми.

Следующий негативной стороной является – отсутствие обратной связи, так как возможности «обратной связи» с пользователем в мультимедийных обучающих приложениях, как правило, весьма ограничены. Персональный компьютер в большинстве случаев не может заменить очного педагога, а только расширяет его возможности. Обычно, «обратная связь» приложения ограничивается контролем ответов на уровне «правильно-неправильно», и не поддерживает возможности быстрого выбора различных стратегий обучения, и не предоставляет дальнейших объяснений по поводу верного/неверного (ошибочного) ответа. ЦОР не в состоянии определить индивидуальные потребности или трудности учащегося – это основная проблема применения ЭОР. Сложность возникает, если у обучающихся и педагога в недостаточной мере сформированы навыками владения ИКТ. Многие учителя, особенно в зрелом возрасте, могли никогда раньше не использовать компьютеры и средства мультимедиа в своей деятельности. Следует уделить внимание их обучению навыкам владения использования ЦОР [25].

Сложность создания учебных материалов – это одна из основных негативных сторон, так как это говорит о трудоемкости и экономических затратах. Так создание аудио, видео, графики и других элементов мультимедиа средств намного сложнее, чем написание традиционного текста. А так же времеемкость: как использование мультимедиа на уровне конечного пользователя, так и самостоятельное создание и внедрение мультимедийной информации требует достаточно больших затрат времени. Особенно много времени необходимо при создании мультимедийных средств обучения. Сложности настройки и использования программного и аппаратного обеспечения. Для обеспечения эффективного дидактического использования учебных мультимедиа материалов программное и аппаратное обеспечение должно быть надлежащим образом настроено. При этом мультимедийные средства обучения предъявляют более высокие требования к качеству и ресурсному составу применяемых средств информационных и коммуникационных технологий по сравнению с простыми средствами визуализации и редактирования текстов [26].

Таким образом, моделирование и применение ЦОР в образовательном процессе позволяет педагогам качественно изменить содержание, методы и организационные формы обучения, а также совершенствовать инструменты педагогической деятельности, повышаются качество и эффективность обучения. Итак, ЦОР имеют массу достоинств по сравнению с традиционными средствами обучения:: экономию времени на уроке; соединение различных технических средств обучения в одном; четкость изложения информации; привлечение большего объема информации; обработка информации в любом виде; установление межпредметных связей с основами информатики, вычислительной техники, физики, изменение отношения у учеников к компьютеру, как к игрушке; повышение уровня наглядности; повышение производительности труда. Отрицательные стороны: ограничения организационного плана; большая подготовительная работа учителя; возрастание зрительной нагрузки на учеников; усложнение процесса концентрации внимания; возможность нарушение взаимодействия педагог-обучающийся.

На уроке с использованием ЦОР учитель является организатором всего урока и консультантом. ЦОР не заменяют учителя или учебник, но коренным образом изменяют характер педагогической деятельности. Введение ЦОР в учебный процесс расширяет возможности преподавателя, обеспечивает его такими средствами, которые позволяют решать не решавшиеся ранее проблемы, например:

совершенствование организации преподавания, повышение индивидуализации обучения (максимум работы с каждым учащимся);

ЦОР могут помочь там, где у учителя не хватает времени для ликвидации пробелов, возникших из-за пропуска уроков;

повышение продуктивности самоподготовки после уроков;

средство индивидуализации работы самого учителя (ЦОР — хранилище результатов творческой деятельности педагога: придуманных им интересных заданий и упражнений — всего того, что отсутствует в стандартных учебниках и что представляет ценность для других педагогов);

ускоряет тиражирование и доступ ко всему тому, что накоплено в педагогической практике.

Внедрение новых информационно-коммуникационных технологий в современный образовательный процесс поможет осуществить более качественную подготовку учащихся. Именно поэтому важно уметь создавать ЦОР самому учителю. Таблица с типологией ЦОР показывает, что активная роль ЦОР в образовании состоит в том, что они не только выполняют функции инструментария, используемого для решения определенных педагогических задач, но и стимулируют развитие дидактики и методики, способствуют созданию новых форм обучения и образования, что позволяет значительно повысить качество обучения учащихся.

В выпускной квалификационной работе рассмотрены достоинства и недостатки электронных программ при создании тех или иных ЦОР. Например, кроссворд можно создавать в программе word и excel. Но созданные в разных программах, кроссворды используются для достижения различных образовательных целей: в excel-для закрепления и проверки знаний; в word-как модель для самостоятельного создания учениками аналогичного кроссворда, в целях развития творческого мышления учащихся.

Целесообразно применять ЦОР на различных этапах учебной деятельности. Если их применение педагогически обоснованно, то такие занятия позволяют реализовывать принципы личностно-ориентированного обучения; позволяют готовить учащихся к работе в современных условиях и жизни в информационном обществе; развивают у учащихся образное и алгоритмического мышление; освобождают учителя от емкой работы; оказывают помощь педагогу в организации действенного систематического контроля и обеспечивают объективную оценку деятельности учащихся; воспитывают у учащихся аккуратность и внимательность, помогают формированию логического мышления и памяти; активизируют познавательную деятельность учащихся, позволяя выйти на более высокий уровень восприятия и усвоения изученного материала и др.

Таким образом, применение ЦОР способствуют повышению мотивации обучающихся к информатике, а также повышению качества обученности. ЦОР позволяют обучающимся добывать новые знания, развивать их коммуникативные умения. Значительны и воспитательные возможности использования ЦОР, так как данные ресурсы способствуют установлению эмоциональных контактов между обучающимися при организации работы в команде (группе) и индивидуально. По сравнению с традиционным обучением, использование ЦОР меняет характер взаимодействия учителя и учеников. Активность учителя уступает место активности учащихся, а задачей учителя становится создания условий для инициативы.

4. Богданова, Р.У. Проектирование образовательных программ. Педагогические основы проектирования образовательных систем нового вида [Текст]: монография / Р.У.Богданова ; под ред. А.П.Тряпицыной. – СПб.: Образование, 1995. – 171с.

5. Буханцева, Н.В .Электронные ресурсы : технологии разработки и взаимодействия / Н.В. Буханцева. - Волгоград : Волгоградского гос. ун-та, 2008. - 402 с.

6. Бухаркина, М. Ю. Мультимедиа: от уличных шоу до средств обучения/ М. Ю. Бухаркина //Иностранные языки в школе. 2009. — № 5.

7. Ветошкин, А.В. Современная гуманитарная академия, «Плюсы» и «минусы» применения информационно-коммуникационных технологий в образовании.

8. Воробьева, С.В. Теоретические основы дифференциации образовательных программ [Текст]: дис. … д-ра. пед. наук. / С.В.Воробьева. - СПб., 1999. – 460 с.

9. Глинский, Б.А. Моделирование как метод научного исследования (гносеологический анализ) / Б.А. Глинский, Б.С. Грязнов, Б.С. Дынин, Е.П. Никитин. – Минск: Изд-во МиГУ, 1965. – 248 с.

10. Григорьев, С.Г., Гриншкун, В.В. Педагогические аспекты формирования образовательных ресурсовhttp://mf.mgpu.ru/main/content/vestnik/Vestnik5/06.

11. Дмитриев, В.А. Прикладная теория информации. М., 1989.

12. Дятченко, Л., Тарабаева В. Системные инновационные процессы -основа динамичного развития классического университета // Высшее образование в России. - 2008. - №5. - С. 13-19.

13. Евсеев, Г.А. и др. Вы купили компьютер. Полное руководство для начинающих в вопросах и ответах.

14. Есенина, Н.Е. Обзор электронных образовательных и информационных ресурсов для обучения иностранному языку / Н.Е. Есенина // Информатика и образование. 2006. № 12.

15. Есенина, Н.Е. Обзор электронных образовательных и информационных ресурсов для обучения иностранному языку / Н. Е. Есенина// Информатика и образование. – 2006. – № 12. – С. 103-105.

16. Ефремова, Т.Современный толковый словарь русского языка / Т. Ефремова. – М.: АСТ, Астрель, Харвест. – 1168 с.

17. Использование технических средств в обучении школьников и их гигиеническая оценка http://portaleco.ru/

18. Кащук, С.М. Использование сети Интернет на уроках французского языка в старших классах / С.М. Кащук // Иностранный язык в школе. – 2006. – № 7. – С. 50-53.

19. Красношлыкова, О.Г. Проблемы развития профессионализма педагогов и их решение в рамках муниципальной методической службы. // Информатика и образование. - 2007. - №1. - С 100-103

20. Кудрявцева, Л.В. Использование телекоммуникационных проектов для формирования иноязычной социокультурной компетенции у учащихся старших классов (на примере США и России) / Л.В. Кудрявцева // Иностранный язык в школе. – 2007. – № 4. – С. 49-53.

21. Кукатова, Г. И. Формирование и продвижение информационных ресурсов универсальной научной библиотекой в социокультурную среду региона // Библиотечное дело - XXI век. Научно-практический сборник. -2006.-№ 2.-С. 85-104

22. Матвеева, Н.В. Рабочая тетрадь по английскому языку для студентов средних специальных учебных заведений: учеб.пособие/ Н.В. Матвеева – М. : Среднее профессиональное образование, 2005 – С.19-21.

23. Наливайко, Т.Е., Сумина Г.Н. Моделирование и эксперимент в контексте образовательного процесса. Учебное пособие. Комсомольск-на-Амуре: Изд-во КГПИ, 1999. 50 с.

24. Нестерова, Н.В. Информационные технологии в обучении английскому языку / Н.В. Нестерова// Иностранный язык в школе. – 2005. – № 8. – С. 102-103.

25. Новик, И.Б. О моделировании сложных систем- М.:Мысль, 1965.-335с.

26. Полат, Е.С. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования / Е.С. Полат. – М. : Академия, 2000 – С. 43-45.

27. Симанович, С. В. и др. Специальная информатика: Учебное пособие.

28. Стратегия модернизации содержания общего образования: Материалы для разработки документов по обновлению общего образования. — М.: Министерство образования, 2001.

29. Сукиасян, Э.Р. Электронные каталоги/ Э.Р. Сукиасян//Библиотека, 2003.-№ 2.-С. 38-41 ;№ З.-С. 31-33., С. 38-41

30. Сысоев, П.В. Внедрение новых учебных Интернет-материалов в обучение иностранному языку (на материале английского языка и страноведения США)/ П.В. Сысоев, М.Н. Евстигнеев // Интернет-журнал "Эйдос". – 2008. – 1 февраля. http://www.eidos.ru/journal/2008/0201-8.htm.

31. Уемов, А.И. Логические основы метода моделирования [Текст] / А.И.Уемов. - М.: Мысль, 1971. – 310 с

32. Хайцева, Л. Б. Электронные ресурсы и их использование специалистами библиотечной сферы// Научные и технические библиотеки/ Л.Б.Хайцева.-2006.-№3.-с.21-26

33. Хижняк, Е.А. Предпосылки использования электронных образовательных ресурсов при обучении иностранному языку/ Е.А. Хижняк // Фестиваль педагогических идей «Открытый урок». – 2010. http://it**ch.stup.ac.ru/node/21

34. Шрайберг, Я.Л. Электронные библиотеки [текст] / Я.Л.Шрайберг, А. И. Земсков.- СПб.: Профессия, 2002.- 247с. ; с. 105

35. Штофф, В.А. Моделирование и философия [Текст] / В.А.Штофф. - М.: 1986. - С. 52.