Использование современных информационных и коммуникационных технологий в учебном процессе

Актуальность.

В конце ХХ века мир вступил в стадию развития, которая получила название постиндустриального или информационного общества. Отличительной и, одновременно, уникальной чертой этого общества является исключительно быстрое развитие информационных и коммуникационных технологий. Их возможности становятся беспрецедентными для развития человека, для эффективного решения многих профессиональных, экономических, социальных и других проблем.

В связи с этим, очевидно, что информационно-коммуникационные технологии должны широко внедряться и применяться и в сфере образования. Речь в первую очередь идет об изменении содержания образования, об овладении учащимися информационной культурой. Необходимость внедрения ИКТ в образовательный процесс определяется целым рядом факторов. Во-первых, это существенным образом ускоряет передачу знаний и накопленного технологического и социального опыта человечества не только от поколения к поколению, но и от одного человека другому. Во-вторых, современные ИКТ, повышая качество обучения и образования, позволяют человеку успешнее и быстрее адаптироваться к окружающей среде и происходящим социальным изменениям. Это дает каждому человеку возможность получать необходимые знания как сегодня, так и в будущем. В-третьих, активное и эффективное внедрение этих технологий в образование является важным фактором модернизации образования, т.е. создания системы образования, отвечающей требованиям информационного общества.

Понятие информационно-коммуникационных технологий.

Прежде всего, необходимо определить, что мы понимаем под информационно-коммуникационными технологиями в образовании. На сегодняшний день можно встретить несколько терминов, обозначающих данные технологии или их составные части. Чаще всего используются такие термины, как «информационные образовательные технологии», «информационные технологии обучения», которые фактически являются синонимичными, а также «компьютерные технологии обучения» и «информационно-коммуникационные образовательные технологии».

Наиболее общим и емким является понятие «информационно-коммуникационных образовательных технологий», под которыми понимаются все технологии в сфере образования, применяющие специальные методы, способы, программные и технические средства работы с информацией, в т.ч. передачи ее на расстояние для достижения педагогических целей.

В данном определении отражены следующие существенные признаки ИКТ:

- использование специальных программных и технических средств, к которым относятся кино-, аудио- и видеотехника, компьютеры, телекоммуникационные сети. При этом телекоммуникационная сеть представляет собой систему каналов передачи данных и средств коммутации (переключения), обеспечивающих соединение пользовательских коммуникационных систем и обмен данными между ними.

- применение соответствующих этим средствам методов и способов получения, преобразования, передачи, хранения и использования информации. Информация при этом может быть представлена следующими способами: текстом, графикой, звуком, базами данных, объектами реального мира или их моделями и т.п.

- включение в учебный процесс телекоммуникации, т.е. передачи произвольной информации на расстояние с помощью технических средств (телефона, телеграфа, радио, телевидения, компьютера и т.п.).

На основании данного определения видно, что понятие «информационные образовательные технологии» ýже, т.к. оно не предполагает использования телекоммуникации. Также более узким является понятие «компьютерные технологии обучения», которое включает подготовку и передачу информации обучаемому посредством компьютера. Но компьютер является лишь одним из возможных (хотя и основным на сегодняшний день) средств, которые перечислены выше.

Нормативные документы и государственная политика в области ИКТ.

Необходимость и пути внедрения ИКТ в образовательный процесс обоснованы и записаны в следующих международных, государственных и региональных документах:

1. Закон Российской Федерации «Об образовании».

2. Национальная доктрина образования в Российской Федерации до 2025 года.

3. Концепция (2002 г.) модернизации российского образования на период до 2010 года.

4. Федеральная целевая программа «Развитие единой образовательной информационной среды (2001-2005 гг.)».

5. Федеральная целевая программа «Электронная Россия».

6. Государственный образовательный стандарт .

7. Программа института ЮНЕСКО по информационным технологиям в образовании «Совершенствование систем образования государств-участников содружества независимых государств на основе применения информационных и коммуникационных технологий» (2003 г.) для стран СНГ.

8. Программа «Столичное образование 3».

9. Целевая программа Правительства Москвы «Развитие единой образовательной информационной среды на 2001-2005 гг.».

В Концепции (2002 г.) модернизации российского образования на период до 2010 года среди общих тенденций мирового развития, обуславливающих необходимость существенных изменений в российской системе образования назван «переход к постиндустриальному, информационному обществу, значительное расширение масштабов межкультурного взаимодействия, в связи с чем особую важность приобретают факторы коммуникабельности и толерантности». Одной из задач модернизации является обеспечение всеобщей компьютерной грамотности.

В большинстве документов рассматривается процесс информатизации образования, смысл которой заключается в создании, как для педагогов, так и для обучаемых, благоприятных условий для свободного доступа с помощью компьютера к культурной, учебной и научной информации. Информатизация образования является приоритетом развития социальной сферы РФ, обозначенным в документах Правительства России, входит как один из основных компонентов в Программу «Столичное образование 3». Она необходима:

• для обеспечения качественного и эффективного образовательного процесса;

• для достижения важнейших общеобразовательных целей и продолжения выпускниками жизни в обществе;

• для повышения доступности образования.

Информатизация является необходимым компонентом и условием общей модернизации образования, обновления содержания и форм учебной деятельности, всего уклада школы, управления образованием. Без информатизации выполнить в полном объеме программу модернизации невозможно.

Институт ЮНЕСКО по информационным технологиям в образовании в 2003 предложил программу для стран СНГ «Совершенствование систем образования государств – участников содружества независимых государств на основе применения информационных и коммуникационных технологий».

В программе отмечено, что для обеспечения свободного доступа к знаниям, информации, данным и успешному опыту применения ИКТ в образовании необходимо:

• интегрировать ИКТ в образовательные системы государств-участников СНГ, включая изменение содержания обучения и обновление педагогических процессов;

• укреплять профессиональный потенциал и технические навыки учителей;

• стимулировать использование телекоммуникационных сетей с целью использования ИКТ на всех уровнях образования, включая обучение в течение всей жизни и предоставляя широкий доступ к возможностям образования и обучения.

Программу предполагает выполнение следующих проектов:

1. Переподготовка и повышение квалификации преподавателей в области применения информационных и коммуникационных технологий в образовании;

2. Мультимедиа в образовании;

3. Информационные и коммуникационные технологии в дистанционном образовании;

4. Индикаторы качества использования ИКТ в среднем образовании;

5. Электронные библиотеки в образовании;

6. Информационные и коммуникационные технологии в изучении

иностранных языков;

7. Создание Распределённой Информационной Образовательной Сети (РИОС) по информационным технологиям в образовании.

Конечной целью целевой программы Правительства Москвы «Развитие единой образовательной информационной среды на 2001-2005 гг.» является

создание единой образовательной информационной среды как важнейшего условия, инструмента и результата модернизации системы образования в целях: повышения качества образования и предоставления условий для обеспечения равных возможностей всем гражданам на получение образования всех уровней и ступеней.

Задачи программы:

1. Модернизация системы московского образования, в том числе – содержания и технологий образования, уклада школы, отвечающая современной системе образовательных приоритетов, максимально использующая преимущества информационных и коммуникационных технологий для повышения качества образования детей, сохранения здоровья учащихся.

2. Достижение уровня профессиональной квалификации работников образования, позволяющей им реализовывать современные модели образовательного процесса, с использованием информационных и коммуникационных технологий

3. Создание системы методической поддержки, повышение квалификации, переподготовки, подготовки педагогических, административных и инженерно-технических кадров образовательных учреждений, способных эффективно использовать в образовательном процессе современные информационные и коммуникационные технологии.

4. Формирование, постоянное расширение и развитие информационного пространства и информационных ресурсов московского образования. Реализация в информационном пространстве образования всех связей и взаимодействий между участниками образовательного процесса, окружающим обществом.

5. Обеспечение образовательных учреждений средствами информационных и коммуникационных технологий, подключение к телекоммуникационной сети, технологической поддержкой.

6. Разработка нормативной базы, создание системы проектирования и управления ходом выполнения программы. Обеспечение качества, стандартизация и сертификация средств информационных и коммуникационных технологий в образовании. Разработка (совместно с органами Госсанэпиднадзора) современных нормативов и требований к средствам информационных технологий и режиму их использования в образовательных учреждениях.

7. Информатизация процесса управления системой образования.

Образовательные возможности ИКТ.

Что дают информационно-коммуникационные технологии для решения педагогических проблем? Важнейшими преимуществами и образовательными возможностями информационно-коммуникационных технологий являются:

• формирование у партнеров коммуникативных навыков, культуры общения, что предполагает со стороны партнеров умение кратко и четко фор­мулировать собственные мысли, терпимо относиться к мнению парт­неров, способность вести дискуссию аргументированно доказывать свою точку зрения, а также слушать и уважать мнение партнера;

• расширение возможностей развития творческого мышления учащихся через использование разнообразных программных средств, многовариантность представления информации и организуемой на ее основе познавательной деятельности;

• возможность получения информации из разнообразных источников (начиная от партнера по совместному проекту, кон­чая удаленными базами данных), ее обработки с помощью самых современных компьютерных технологий, хранения и пере­дачи на сколь угодно дальние расстояния;

• возможность организации процесса обучения на основе деятельностного подхода, т.е. переход от пассивного восприятия учебного материала, от сообщающего обучения к самостоятельной продуктивной деятельности, дискуссиям, совместному творческому поиску; различного рода совместные исследовательские работы учащихся, учителей, студентов, научных работников из различных школ, научных и учебных центров одного либо раз­ных регионов или даже разных стран дают воз­можность организовывать при этом подлинно исследовательскую творческую либо чисто самостоятельную прикладную практичес­кую деятельность партнеров с использованием многообразия ме­тодов и форм самостоятельной познавательной и практической творческой деятельности;

• индивидуализация учебного процесса при сохранении его целостности за счёт использования автоматизированных адаптивных учебных программ;

• возможность создавать подлинную языковую среду (в условиях совместных международных телекоммуникационных проектов, телеконферен­ций обычных, а также аудио- и видеоконференций, чатов), спо­собствующую возникновению естественной потребности в обще­нии на иностранном языке и отсюда — потребности в изучении иностранных языков;

• возможность построения открытой системы обра­зования (комплекс образовательных услуг для детей и взрослых, в школе и дома или других пунктах с педагогической поддержкой), обеспечивающей каждому индивиду собственную траекторию обучения и самообучения; обеспечение доступности образования через внедрение дистанционных форм обучения, которые позволяют освоить разнообразные курсы и получить соответствующие дипломы и сертификаты;

• создание единой информационной образовательной среды школы;

• создание эффективной системы управления инфор­мационно-методическим обеспечением образования.

При анализе возможностей информационно-коммуникационных технологий обучения необходимо учитывать два обстоятельства: компьютер не заменяет преподавателя и в обозримом будущем заменить не сможет; электронное издание (ресурс) не должно дублировать книгу, оно должно быть нацелено на задачи, которые полиграфические издания не решают. Поэтому важно увидеть, какие же педагогические инструменты предлагает нам компьютер для организации процесса обучения на новом качественном уровне. Компьютер и телекоммуникационные средства предоставляют возможности использования в педагогическом процессе:

1. интерактива;

2. мультимедиа;

3. моделинга;

4. коммуникативности;

5. производительности.

Интерактив в переводе с английского означает «взаимодействие». При этом чаще всего при работе с компьютером подразумевают бинарные взаимодействия. По существу, термин означает поочередные «высказывания» (в ши­роком смысле - от выдачи информации до произведенного действия) каждой из сторон. Причем каждое высказывание производится с уче­том как предыдущих собственных, так и высказываний другой сто­роны.

Интерактивность это базовый инструмент компьютерных технологий обучения. Уровень интерактивности отражает степень активности пользователя, определяемую функциональными возможностями учебного издания или ресурса. Одно дело, когда можно листать страницы или переходить в другую зону текста по ключевому слову (гиперссылке), совершенно другое – когда вы находитесь в окружении аудиовизуальных объектов, каждый из которых реагирует на воздействие. Выделяют следующие уровни интерактивности:

1. Самое простое представление интерактива - «запрос – реакция», где «запрос» - некоторый сигнал от пользователя, «реакция» - ответ компьютера. Это реализация классического принципа меню. В качестве ответа на запрос представляется соответствующий элемент содержания - фрагмент текста, фотография, видеосюжет и т.д. Этот, самый простой вариант интерактива достаточно часто исполь­зуется в образовательных электронных продуктах. В основе лежит всем понятная и привычная модель книги. Отличие, в основном, в том, что «электронная книга» хорошо иллюстрирована. Но аудиовизуальные элементы содержания представляют собой именно иллюстрации - неитерактивные, неизменяемые объекты, не обладающие свойствами отклика на действия пользователя. То, что иллюстрация может быть динамической (видео, анимация), сути дела не меняет. Основную смысловую нагрузку несет текст, иллюстрации, как и в книге, его поясняют. Навигация по тексту в данном случае линейная, аналогичная «пу­тешествию» по разделам книги с использованием оглавления. Сам текст – это линейная последовательность страниц, текстовый массив легко представить расположенным в одной плоскости.

2. Следующий уровень интерактивности основан на составлении из простейших элементов типа «запрос-реакция» цепочек, а затем более сложных структур типа «деревьев», в том числе – многомерных. Таким способом реализуется нелинейная навигация – траектория передвижения пользователя от фрагмента к фрагменту может быть сколько угодно сложной. В каждой точке ветвления определяется ряд условий, из которых пользователь выбирает нужное и, в результате, получает фрагмент содержания, отвечающий выбранным условиям и параметрам. Массив текста уже трудно представить двумерным, многие фрагменты не вписываются в единую линейку, обращения к ним не детерминированы. Кроме специальных элементов управления навигацией, в данном случае используются все возможности гипертекста - от расшифровки понятий до перехода по ключевым словам и словосочетаниям в тек­сты, имеющие косвенное отношение к рассматриваемому предмету. При этом в каждом новом фрагменте могут содержаться новые клю­чевые слова, так что траектория передвижения в многомерном тек­стовом пространстве весьма сложная. Отметим, что такая траектория часто является недостатком гипертекстовых изданий и ресурсов, поскольку после определенного числа «шагов» пользователь теряет ориентацию в информационном массиве.

3. Третий уровень интерактивности определяется тем, что анализи­ровать условия перехода от одного фрагмента содержания к другому может не только пользователь, но и компьютер. Собственно, в этом и заключается смысл понятия «интеллектуальное» техническое средство. В данном случае машина накладывает собственные «соображения» на траекторию движения по содержанию. Самый простой пример – выдача подсказок пользователю. Это могут быть простые подсказки по навигации, или более сложные, скажем, по выбору пути решения конкретной задачи. Более ответственные решения компьютер принимает, например, по результатам входного тестирования учащегося. Определяется начальный уровень знаний, и соответственно выбираются информационные материалы, уровень сложности предлагаемых для решения задач и т.д. Такой уровень интерактива уже достаточно полно отвечает дан­ному выше определению: каждое «высказывание» субъекта инте­рактивного процесса производится с учетом как предыдущих соб­ственных, так и «высказываний» другой стороны.

4. Простейшие попытки организовать интерактив с помощью аудиови­зуальных элементов заключаются в создании так называемых «активных» графических зон на экране компьютера, замене текста на звукоряд (речь), в том числе - иллюстрированный динамическим визуальным рядом (видеофильм). Такое расширение возможностей образовательного продукта можно отнести к следующему уровню интерактивности. Действительно, как указывалось выше, информация, поступающая одновременно двумя каналами - визуальным и звуковым, усваивает­ся значительно лучше. Следует только заметить, что оба канала дол­жны быть информативно насыщенными, дополняющими друг друга. Активные графические зоны - это, по существу, первый шаг к раскрытию образовательного потенциала мультимедиа и моделин­га. Обращение к образам на экране компьютера представляет собой простей­шую имитацию наших действий в реальной действительности, направленных на познание сущности предметов и явлений. Крайне существенными являются последствия выбора опре­деленного объекта на экране.

5. Наиболее интересным является недетерминированный, вариа­тивный подход к получению знаний, позволяющий пользователю заняться собственной исследовательской деятельностью. Для этого визуальные объекты и представляемые процессы должны быть активизированы: объекты можно перемещать, декомпозировать или совмещать, составляя новые комбинации, в процессы можно вмешиваться, наблюдая ответные реакции. Понятно, что концептуальные требования к таким образова­тельным продуктам на порядок сложнее. С точки зрения создате­лей электронных изданий и ресурсов - это максимальное использование мультимедиа и моделинга, определяющих уровень адекватности представления объек­тов, процессов и явлений реального окружающего мира. С точки зрения пользователя - это достаточно адекватная модель реально­сти, глубина изучения которой во многом зависит от собственной активности. Предоставить учащемуся возможности исследовательской дея­тельности технологически, по трудоемкости, уров­ню творчества сложно. Однако именно ее решение наиболее востребовано, поскольку кардинально повышает эф­фективность ЭИР и качество образования на их основе.

Мультимедиа - это представление объектов и процессов не тра­диционным текстовым описанием, но с помощью фото, видео, гра­фики, анимации, звука, т.е. во всех известных сегодня формах (multi - много, media - способы, средства). Здесь мы имеем два ос­новных преимущества - качественное и количественное.

Качественно новые возможности очевидны, если сравнить сло­весные описания картины, музыки или способов искусственного дыхания с непосредственным аудиовизуальным представлением.

Количественные преимущества выражаются в том, что мульти­медиа среда намного выше по информационной плотности, чем тради­ционные способы передачи информации.

Известно (исследования института «Евролингвист», Гол­ландия), что большинство людей запоминает 5 % услышанного и 20 % увиденного. Одновременное использование аудио- и видеоинформа­ции повышает запоминаемость до 40-50 %.

Моделинг в современных условиях - понятие широкое. Прежде всего, это, конечно, моделирование реальных объектов и процессов с целью их исследования. Компьютерное моделирование родилось практически вместе с ЭВМ, и в настоящее время это самостоятель­ная наука. Вычислительная математика дала основу для построения моделей объектов, процессов, явлений, исследование которых ана­литическими методами было очень приблизительно или невозмож­но. Широко используются и модели, в основу которых положены аналитические выражения той или иной степени сложности, целый класс составляют функциональные моде­ли, основанные на принципе «черного ящика», и многие другие. Все это множество объединяется понятием имитационного моделирова­ния.

Моделинг объединяет имитаци­онное моделирование и представление внешних объектов окружающего мира и методов взаимодей­ствия с ними пользователя. В последнее время на базе мультимедиа техно­логий все чаще используется воссоздание естественной окружающей среды, с тем, чтобы приблизить взаимодействие пользователя с компьютерным продуктом к его естественному поведению в реаль­ном мире.

Моделинг – это бесконечное множество возможностей - от простейшей парамет­ризации задач до виртуальной реальности. Сегодня в об­разовательных продуктах моделируется не только стилизованный, упрощенный до определенного уровня представления предмет изуче­ния, но естественная окружающая среда и действия пользователя в ней, например, работа в виртуальной лаборатории, по­сещение музея, экскурсия по городу.

Коммуникативность - это возможность непосредственного обще­ния, оперативность представления информации, контроль за состоя­нием процесса. Все это достигается объединением компьютеров в гло­бальные и локальные сети. Понятно, что речь идет о контактах уда­ленных друг от друга субъектов. Более точным был бы термин «теле­коммуникативность». Наиболее эффек­тивная форма использования компьютерных сетей – on-line, однако сегодня коммуникации on-line возможны далеко не во всех приложениях.

Другая возможность глобальных сетей - доставка (off-line, продол­жительное время) цифровых информационных массивов пользова­телю. При этом массив записывается на некоторый носитель, а затем уже используется в реальном времени. Разумное использование телекоммуникаций и локальных сетей предоставляет огромные возможности для образования.

Производительность в контексте использования компьютера оз­начает автоматизацию нетворческих, рутинных операций, отнима­ющих у человека много сил и времени, т.е. речь в данном случае идет о производительности труда пользователя. Быстрый поиск необхо­димой информации по ключевым определениям в базе данных, дос­туп к уникальным изданиям электронных библиотек и другие опе­рации справочно-информационного характера мы с удовольствием и огромным облегчением перекладываем на плечи компьютера. Эко­номия времени и сил колоссальна, удобство и эргономичность ра­боты порождают энтузиазм и прилив творческой энергии.

Если перечисленные выше возможности компьютера рассматривать с точки зрения образования, то это пять новых педагогических ин­струментов.

Интерактив позволяет, например, организовать самоаттестацию, т.е. проверить свои знания без участия препо­давателя. В истории образования такая возможность появилась впервые.

Коммуникативность решает многие вопросы доставки информации в кратчайшие сроки, позволяет дистанционно управлять учебным про­цессом, обеспечивает консультации с квалифицированными педаго­гами, где бы они ни находились. Это также совершенно новые воз­можности.

Рост производительности труда пользователя ис­числяется в ряде случаев порядками. Достаточно сравнить огром­ные возможности баз данных, электронных энциклопедий, поис­ковых систем в Интернете со старыми технологиями поиска справоч­ной информации, необходимых книг, статей, и переход количества в качество становится очевидным.

Концептуально новые возможности дает сочетание интерактива, мультимедиа и моделинга. Интеграция этих инструментов порождает новое качество в представлении и познании мира. Впервые мы получаем не описание реальности в символьных абстракциях (книга), не аудио/видео отражение объектов и процессов, а принципиально полную модель окружающего мира, которую можно характеризовать как адекватное представление и, при совершенстве компонентов, использовать термин «виртуальная реальность».

Цели и задачи использования ИКТ в образовании.

Главной целью широкого использования информационно-коммуникационных технологий является улучшение качества и расширение доступности образования на всех его ступенях.

При этом, решая проблему использования ИКТ в процессе обучения, следует исходить не столько из функциональных возможностей компьютера (они практически неограниченны) и желания использовать его в учебном процессе, сколько из методической системы обучения, анализ которой должен показать, какие учебные задачи могут быть решены только средствами компьютера ибо другие дидактические средства менее эффективны или вообще неприменимы. Таким образом, очевидно, что информационные технологии призваны наиболее эффективно реализовать возможности, заложенные в современных педагогических технологиях.

Информационные технологии используются для достижения следующих педагогических целей.

1. Развитие личности обучаемого, подготовки его к самостоятельной продуктивной деятельности в услови­ях информационного общества, включающей (помимо передачи информации и заложенных в ней знаний):

• развитие конструктивного, алгоритмического мышления благодаря особенностям общения с компью­тером;

• развитие творческого мышления за счет уменьше­ния доли репродуктивной деятельности;

• развитие коммуникативных способностей на осно­ве выполнения совместных проектов;

• формирование умения принимать оптимальные решения в сложной ситуации (в ходе компьютерных деловых игр и работы с программами-тренажерами);

• развитие навыков исследовательской деятельнос­ти (при работе с моделирующими программами и ин­теллектуальными обучающими системами);

• формирование информационной культуры, уме­ние обрабатывать информацию (при использовании текстовых, графических и табличных редакторов, ло­кальных и сетевых баз данных).

2. Формирование информационно-коммуникативной компетентности учащихся, являющейся одной из приоритетных целей модернизации общего образования. ИКТ-компетентность – это способность индивида решать учебные, бытовые и профессиональные задачи с использованием информационных и коммуникационных технологий. При этом она предполагает умение:

• самостоятельно работать с информацией: искать, выбирать, анализировать и оценивать, организовывать, представлять, передавать ее;

• моделировать, проектировать объекты и процессы, в том числе при взаимодействии с другими, ответственно реализовывать свои планы;

• принимать решения и действовать в непредвиденных ситуациях, учиться всю жизнь.

Например, показателями ИКТ-компетентности старшеклассников гуманитарного профиля старшей школы можно считать:

- готовность к дальнейшему освоению эффективного доступа к информации и аналитической обработке этой информации;

- способность применения информационных технологий в решении несложных бытовых задач, создании собственной информационной среды;

- сформированность личных творческих качеств, способствующих генерации идей в современной информационной среде с целью получения инновационных результатов.

3. Реализация социального заказа, обусловленного информатизацией современного общества:

• подготовка специалистов в области информацион­ных технологий;

• подготовка обучаемых средствами педагогичес­ких и информационных технологий к самостоятельной познавательной деятельности.