Использование компьютерных средств обучения в дисциплинах естественнонаучного цикла

Использование компьютерных средств обучения в дисциплинах
естественнонаучного цикла

Васильева Ю.А.

В настоящее время информационно-коммуникационные технологии занимают ведущее место в образовании. Они обеспечивают адаптацию процесса обучения к индивидуальным характеристикам обучаемых, разгружают преподавателей от ряда трудоемких и часто повторяющихся операций по представлению учебной информации и контроля знаний. При проведении занятий в компьютерных классах возрастает активность обучаемых, самостоятельно прорабатывающих большой объем учебной информации, и возможности преподавателя по управлению учебной деятельностью группы обучаемых.

Под средствами информационных и коммуникационных технологий (ИКТ) в настоящее время понимают целый комплекс технических, программных средств, систем и устройств, функционирующих на базе средств вычислительной техники, современных средств и систем информационного обмена, обеспечивающих автоматизацию ввода, накопления, хранения, обработки, передачи и оперативного управления информацией.

Нас интересует узкий спектр из всего этого многообразия - компьютерные средства обучения.

Однако следует заметить, что компьютер в обучении не заменяет преподавателя, как об этом иногда говорится и что приводит к отрицательному отношению к процессу компьютеризации образования, а является его помощником. Аналогично – компьютерный учебник не заменяет обычный, традиционный учебник, а дополняет его.

На данный момент отсутствует общепринятая классификация компьютерных средств обучения и единая терминологическая база. Отчасти это связано с тем, что каждый термин может иметь несколько значений, поэтому каждый разработчик обучающей системы использует то значение, которое наиболее соответствует его разработке. С другой стороны, некоторые термины (например, «обучающая система») настолько широко распространены и удобны, что под них «подгоняют» любую разработку.

Приведем наиболее распространенные варианты классификации КСО.

• 
  демонстрация на весь экран (видеопроектор);
  
• 
  индивидуальная работа;
  
• 
  работа в малых группах.
  

1. 
   Средства теоретической и технологической подготовки:
   

• 
  компьютерные учебники (Химия 8 класс. Мультимедийное учебное пособие нового образца. Просвещение. 2004; Уроки алгебры Кирилла и Мефодия. 7-8 класс);
  
• 
  компьютерные обучающие системы (мультимедийный учебный курс «1С: Образовательная коллекция. Органическая химия» 10-11 класс; Открытая Физика. Версия 2.5. Часть 2: Электродинамика. Электромагнитные колебания и волны. Оптика. Основы специальной теории относительности. Квантовая физика. Физика атома и атомного ядра. Под редакцией профессора МФТИ С.М. Козелла.);
  
• 
  компьютерные системы контроля знаний.
  

2. 
   Средства практической подготовки:
   

• 
  компьютерные задачники (1 С. Образовательная коллекция. Самоучитель химия для всех – XXI. Решение задач. 2004; А.И. Фишман, А.И. Скворцов, Р.В. Даминов. Обучающие программы нового поколения. Видеозадачник по физике. Часть 3);
  
• 
  компьютерные тренажеры (1 С: Репетитор. Химия + варианта ЕГЭ. 2005; 1С: Школа. Физика 10-11 классы. Подготовка к ЕГЭ.).
  

3. 
   Вспомогательные средства:
   

• 
  компьютерные лабораторные практикумы;
  
• 
  компьютерные справочники (Природа России (центр). Межвузовская лаборатория интенсивных методов обучения SPLINT.; Туристический атлас мира Кирилла и Мефодия. 2004; Электронный атлас для школьника: Анатомия (физиология, гигиена) 8-9 класс).
  
• 
  «Интерактивная линия» 2004.; RedShift 3. Энциклопедия по астрономии.);
  
• 
  мультимедийные учебные занятия (Жизнь животных. Альфред Брет).
  

4. 
   Комплексные средства:
   

• 
  компьютерные учебные курсы;
  
• 
  компьютерные восстановительные курсы.
  

• 
  начальное ознакомление с предметной областью, освоение ее базовых понятий и концепций;
  
• 
  базовая подготовка на разных уровнях глубины и детальности;
  
• 
  выработка умений и навыков решения типовых задач в данной предметной области;
  
• 
  выработка умений анализа и принятия решений в нестандартных (нетиповых) проблемных ситуациях;
  
• 
  развитие способностей к определенным видам деятельности;
  
• 
  проведение учебно-исследовательских экспериментов с моделями изучаемых объектов, процессов и среды деятельности;
  
• 
  восстановление знаний, умений и навыков (для редко встречающихся ситуаций, задач и технологических операций);
  
• 
  контроль и оценивание уровня знаний и умений.
  

• 
  создание условий для самостоятельной проработки учебного материала (самообразования), позволяющих обучаемому выбирать удобные для него место и время работы, темп учебного процесса;
  
• 
  более глубокая индивидуализация обучения и обеспечение условий для его вариативности (в адаптивных системах);
  
• 
  возможность работать с моделями изучаемых объектов и процессов;
  
• 
  возможность взаимодействия с виртуальными трехмерными образами изучаемых объектов;
  
• 
  возможность представления в мультимедийной форме уникальных информационных материалов (картин, рукописей, звукозаписей);
  
• 
  возможность автоматизированного контроля и более объективное оценивание знаний и умений;
  
• 
  возможность автоматической генерации большого числа не повторяющихся заданий для контроля знаний и умений;
  
• 
  возможность поиска информации и более удобного доступа к ней (гипертекст, закладки, поиск по ключевым словам);
  
• 
  создание условий для эффективной реализации прогрессивных психолого-педагогических методик (игровые и состязательные формы обучения, экспериментирование, «погружение» в виртуальную реальность).
  

• 
  необходимость иметь компьютер и обладать навыками работы на нем;
  
• 
  сложность восприятия большого объема текстового материала с экрана;
  
• 
  недостаточная интерактивность;
  
• 
  отсутствие непосредственного контроля.
  

Учитель на уроках по естественнонаучным дисциплинам может использовать учебные компьютерные курсы для:

• 
  демонстраций и иллюстраций текстов, формул, фотографий при изучении нового материала;
  
• 
  иллюстрации методики решения сложных задач, в том числе сопровождения решения каждой сложной задачи интерактивной моделью происходящего в ней физического процесса;
  
• 
  решения экспериментальных задач с использованием анимационных экспериментов;
  
• 
  проведения лабораторных работ;
  
• 
  контроля над уровнем знаний учащихся по методике дифференцированного обучения;
  
• 
  текущего контроля знаний с использование современных технологий дистанционного обучения;
  
• 
  самостоятельного создания компьютерного эксперимента в компьютерных средах.
  

Перечисленные задания помогают учащимся быстро овладеть управлением компьютерной моделью, способствуют осознанному усвоению учебного материала и пробуждению творческой фантазии. Особенно важно то, что учащиеся получают знания в процессе самостоятельной работы, так как эти знания необходимы им для получения конкретного наблюдаемого на экране компьютера результата. Учитель на таком уроке выполняет лишь роль помощника и консультанта.

1. 
   с целью демонстрации, обучения и тестирования готовые обучающие и демонстрационные программы, современные мультимедийные интерактивные компьютерные диски;
   
2. 
   в качестве компьютерных проектных сред;
   
3. 
   для готовых компьютерных лабораторных комплексов при проведении экспериментов, демонстраций, измерения физических величин, для лабораторных работ. Например, набор «ЛЕГО-лаборатория» (русская версия ИНТа), компьютерная карта «ФизЛаб» с функциями осциллографа, генератора сигналов переменного тока и самописца, компьютерная лаборатория Philip Harris, состоящая из набора датчиков и предназначенная для проведения демонстрационных экспериментов и лабораторных работ, лабораторный многоцелевой измерительный комплекс L-микро фирмы СНАРК;
   
4. 
   в качестве самостоятельных проектных исследований с использованием АЦП (аналого-цифровых преобразователей) и компьютера;
   
5. 
   для телекоммуникационных технологий обучения физике и астрономии.