Компьютер как средство обучения

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

САМАРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

Кафедра педагогики и психологии

 

Курсовая работа

 

на тему:

«Компьютер как средство обучения»

Студента 3 курса инженерного факультета

8 группы Кухаря А.А.

Научный руководитель:

к.п.н., доцент Толстова О.С.

 

2002

Содержание

 

1. Введение	3
2. Урок изо	7
3. Урок химии	12
4. Урок математики	15
5. Урок истории, литературы, родного и иностранного языка	18
6. Программное обеспечение на российском рынке	21
7. Применение компьютера за рубежом	25
8. Урок информатики в 1-м классе	27
9. Заключение	29
10. Список литературы	30

 

1. Введение

Информатизация общества в современных условиях предусматривает обязательное применение компьютеров в школьном образовании, что призвано обеспечить компьютерную грамотность и информаци­онную культуру учащихся.

Внедрение компь­ютерной техники может позволить одно­временно искать ответ на несколько вопро­сов. Следовательно, в обучении гумани­тарным предметам возникает возможность применять такие педагогические приемы, которые позволяют одновременно рабо­тать по нескольким направлениям, за минимальное время обрабатывая огром­ную информацию, так как человеческая память и мышление получают существен­ную помощь на этапе отбора и сопоставле­ния исходных данных.[1] При этом суще­ственно меняется положение как ученика, так и учителя, по-иному строится их познавательная и обучающая деятельность.

Еще совсем недавно большинству практи­ков да и педагогам-исследователям обсуж­дение различных аспектов проблемы «Шко­ла и ЭВМ» представлялось малоактуаль­ным. На первом эта­пе постановки курса информатики и вычислительной техники в средних школах уточнялось содержание понятий, отрабатывались методики обу­чения, создавались учебные планы и про­граммы. Что же мы имеем сейчас? Почти во всех школах созданы кабинеты ВТ и ра­ботают учителя информатики. Теперь среди важнейших задач совер­шенствования содержания образования прямо формулируется необходимость воо­ружать учащихся знаниями и навыками использования современной вычислитель­ной техники, обеспечить широкое примене­ние компьютеров в учебном процессе, создавать для этого специальные школьные и межшкольные кабинеты.

И так, из каких конкретно компонентов состоит компь­ютерная грамотность выпускника средней школы? Он должен знать общие принципы устройства, работы ЭВМ и ее логико-функциональной структуры, основные на­правления их использования в народном хозяйстве, уметь самостоятельно поставить и решить с помощью ЭВМ простые задачи на вычисление, управление, моделирова­ние, хранение и обработку информа­ции.

Учитывая быстрое развитие индустрии математического обеспечения, интенсив­ную разработку различных пакетов при­кладных программ, можно достаточно обоснованно предположить, что подавляю­щее большинство будущих пользовате­лей ЭВМ не станет самостоятельно готовить программы для решения собственных про­изводственных задач.

А это значит, что общеобразовательное значение в составе компьютерной гра­мотности имеют те знания и умения, которые позволяют достаточно уверенно пользоваться персональной ЭВМ и применять ограниченный набор готовых средств программного обеспече­ния: работа с текстовыми и графическими редакторами, электронными таблицами, записной книжкой и пр. Овладение всеми этими знаниями и умениями и должно выступать в качестве целевой установки для нового общеобразовательно­го, а не специального профессионального учебного предмета в общеобразовательной школе.

Некоторым придет­ся изучать основы программирования и са­мостоятельно или с помощью профессиона­лов составлять программы. Но таких будет немного. Научиться же формулировать требования к заказываемой программе или пользоваться компьютером с готовыми программами придется чуть ли не каждому специалисту. А для этого нужно понимать, что можно поручить машине и как сформу­лировать это поручение, ибо «дотошность» ЭВМ требует четких и, главное, одно­значных формулировок.

Необходимость автоматизации обучения обосновыва­ли несколькими соображениями: даже са­мый талантливый учитель не в состоянии одновременно адаптироваться к разным уче­никам; в отличие от учителя — человека обучающая машина бесконечно терпелива, неутомима и беспристрастна. Один из аргу­ментов созвучен известным словам К. Д. Ушинского о том, что «учитель не есть машина для задания и спрашивания уроков»[2], т. е. отражает стремление, так сказать, демашинизировать учительский труд, оставить в нем лишь то, что достой­но высококвалифицированного специалиста.

Компьютерная технология обучения представляет комплекс унифициро­ванных методологических, психолого-педа­гогических, программно-технических и ор­ганизационных средств, предназначенных для интенсификации самостоятельной по­знавательной деятельности (учения), обу­чения или управления учением, а также для игрового человеко-машинного решения учебных и практических задач.[3]

Идея обучения человека с помощью ав­томата, способного адаптироваться к инди­видуальным особенностям своих учеников, зародилась в 50-х гг. на стыке психоло­гии и кибернетики. От этого союза двух наук ждали коренных изменений в сфере школьного образования. Например, в одной из публикаций 60-х гг. утверждалось, что через несколько лет каждый школь­ник окажется в не менее привилегиро­ванном положении, чем Александр Маке­донский, которого учил сам Аристотель. Другие авторы, называя иные имена и ситуации, говорили примерно о тех же сро­ках грядущей революции в обучении. Од­нако подававшее столь большие надежды общее детище психологии и кибернетики было тогда еще в колыбели, а вскоре его постигла обычная участь вундеркин­дов: многообещающий расцвет в младен­честве, затем деградация. Это происходило потому, что принципиальные трудности, возникавшие при конкретизации и практи­ческом применении идеи адаптивного обу­чения, начинали стимулировать подмену большинства связанных с ней понятий. Выхолащивалась ее первоначальная на­правленность на управление мотивами, эмо­циями и другими личностными факторами, влияющими на продуктивность учебной деятельности.

К 70-м гг. идея оперативной адапта­ции процесса обучения к ходу усвоения была уже почти полностью дискредитиро­вана подменявшими ее суррогатами. С тех пор она одиозна. Однако вернуться к ней необходимо, так как трудно правильно оце­нить современное состояние компьютерного обучения и его перспективы, смешивая замысел и результаты его осуществления, идею и ее конкретное наполнение. Ведь дефекты, проявляющиеся в конкретном тол­ковании идеи, не обязательно присущи ей самой. Они могут быть свидетельством ее профанации. Переносить же на нее не­достатки неудачного варианта ее практиче­ского воплощения несправедливо, тем более что речь идет об одной из самых гу­манных идей. Ведь ее суть в том, чтобы на основе гибкой и непрерывной (опера­тивной) адаптации к индивидуальным осо­бенностям каждого ученика предупреждать возникновение у него психологической дискомфортности (потери веры в свои силы, отвращения к учебному предмету и т. п.).

Разрабо­тав особый язык программирования (Лого), до­ступный первоклассникам и формирующий у них компьютерную грамотность, Пейперт на этом конкретном материале (в прин­ципе можно было и на другом) показал реалистичность своего замысла преобра­зовать весь психолого-педагогический фун­дамент школьного образования — поста­вить во главу угла принцип развиваю­щего обучения, пересмотреть под этим углом зрения содержание учебных предметов, навести мосты между формальными знания­ми и интуитивными представлениями, сбли­зить личностный опыт ребенка с научными теориями и на этой основе формировать у детей теоретическое сознание.

Так что же такое компьютерная гра­мотность и как овладеть ею? В учебном пособии по информатике, победившем на конкурсе 1987 г[4]., толкование компьютерной грамотности было дано не столько из тех­нических, сколько из дидактических сообра­жений и определялось как умение читать и писать, считать и рисовать, искать ин­формацию и работать с помощью ЭВМ. Это актуально и сейчас.

Следующий уровень компьютерной гра­мотности связан с умениями искать, на­капливать и перерабатывать в ЭВМ инфор­мацию самого различного рода — в форме таблиц, рисунков, чертежей и различных описаний, оформлять их в виде текстов, передавать по сети ЭВМ, находить и по­лучать их из различных источников, систематизировать, вновь перерабатывать и ис­пользовать для решения различных прак­тических задач. Эти умения и образуют то, что было названо в перспективной программе по курсу информатики инфор­мационной культурой.

Для овладения ею необходимы базы данных и информационно-поисковых си­стем по истории и литературе, памятни­кам архитектуры и произведениям искус­ства, филологии и языкам, биологии и геог­рафии и другим учебным предметам и дисциплинам. Учащихся необходимо на­учить не только работать с этими базами данных, но и наполнять их информацией, проводить ее поиск и анализ, искать ошиб­ки и находить правильные решения.

В таком расширенном понимании инфор­мационная культура естественно соеди­няется с обычным пониманием общечело­веческой культуры. И разница только в том, что новая информационная культура связывается с использованием новейшей информационной и ВТ и средств обра­ботки данных на ЭВМ, позволяющих хра­нить большие объемы информации и про­водить логически осмысленную обработ­ку ее.

В 60—70-е гг. по инициативе ЮНЕСКО в различных государствах начали созда­ваться национальные центры педагогиче­ской документации и информации[5]. Сложный комплексный характер совре­менных педагогических проблем требует усиления кооперации ученых в националь­ных и международных масштабах, ускоре­ния использования научных достижений в общественной практике. С этой целью в странах мира созданы международные, ре­гиональные и национальные центры, в ко­торых собрана информация по различным вопросам образования и педагогической науки.

Работа центров ориентирована на повы­шение эффективности информационного об­служивания всех категорий пользователей, сокращение сроков получения абонентами необходимой для их работы литературы, обеспечение широкого доступа специалистов к базам данных, устранение дублирования при сборе, хранении и обработке научно-педагогической информации.

Наряду с информационной деятельностью отдельные центры принимают участие в ор­ганизации и проведении педагогических ис­следований, разработке учебных и аудиови­зуальных средств обучения, подготовке и пе­реподготовке учителей, школьных библиоте­карей и информационных работников, вы­полняют функции библиотек.

Еще 10—15 лет назад работа с компью­тером требовала квалификации програм­миста, что и приводило к обязательному включению соответствующего компонента в состав компьютерной культуры. Ныне, когда созданы и широко распространены персональные ЭВМ, рабо­та с которыми не требует основательной программистской подготовки, в содержа­нии компьютерной культуры произошли определенные измене­ния, изъятия, увеличилась доступность ее усвоения. К такому же выводу можно прийти, анализируя необходимость включения в со­став компьютерной культуры проблемно-ориентированных язы­ков, призванных облегчить работу пользо­вателю-непрофессионалу[6]. Широкое внедрение персонального компьютера позво­ляет без основательных знаний и умений в области программирования обеспечить лю­бого человека индивидуальными средства­ми для решения сложных задач различ­ного предметного содержания.

Создание серьезных программных си­стем, ориентированных на использование в тех или иных предметных областях,— сложная комплексная междисциплинарная задача, эффективность решения которой во многом определяется широтой профес­сиональных и фундаментальных научных знаний их разработчиков, относящихся обычно не к одной, а к нескольким обла­стям. Сказанное в полной мере относит­ся и к компьютеризации в сфере образо­вания. Достаточно вспомнить, например, что многие ведущие авторы Лого-проекта были одновременно специалистами в раз­личных областях знаний: технологии обу­чения, психологии, математики, искусствен­ного интеллекта и т. д[7].

Поэтому очень важно учить школьников не решать абстрактные, отвлеченные зада­чи на ЭВМ, составляя для этого программы на том или ином языке программирова­ния, а именно ставить в известных им обла­стях знаний и деятельности задачи в та­ком виде, чтобы их можно было решить на компьютере, а потом уже находить опти­мальные способы решения, пользуясь име­ющимися программными средствами, не исключая, конечно, в отдельных случаях и самостоятельную разработку необходи­мых программ.

В следующих разделах рассказывается о применении вышесказанного на уроках изобразительного искусства, химии, математики, истории, литературы, родного и иностранного языка; приводятся примеры использования конкретных программ в учебном процессе.

2. Урок изо Диапазон использования компьютера в учебно-воспитательном процессе очень велик: о тестирования учащихся, учета их личностных особенностей до игры. Компьютер может быть как объектом изучения, так и средством обучения, т.е. возможны два вида направления компьютеризации обучения: изучение информатики и также его использование при изучении различных предметов. При этом компьютер является мощным средством повышения эффективности обучения. Еще никогда учителя не получали столь мощного средства обучения.

Компьютер значительно расширил возможности предъявления учебной информации. Применение цвета, графики, звука, современных средств видеотехники позволяет моделировать различные ситуации и среды.[8]

Компьютер позволяет усилить мотивацию ученика. Не только новизна работы с компьютером, которая сама по себе способствует повышению интереса к учебе, но и возможность регулировать предъявление учебных задач по степени трудности, поощрение правильных решений позитивно сказывается на мотивации.

Кроме того, компьютер позволяет полностью устранить одну из важнейших причин отрицательного отношения к учебе – неуспех, обусловленный непониманием, значительными пробелами в знаниях. Работая на компьютере, ученик получает возможность довести решение задачи до конца, опираясь на необходимую помощь. Одним из источником мотивации является занимательность. Возможности компьютера здесь неисчерпаемы, и очень важно, чтобы эта занимательность не стала превалирующим фактором, чтобы она не заслоняла учебные цели.

Компьютер позволяет существенно изменить способы управления учебной деятельностью, погружая учащихся в определенную игровую ситуацию, давая возможность учащимся запросить определенную форму полмощи, излагая учебный материал с иллюстрациями, графиками и т.д.

Значительно расширяются типы задач, с которыми учащиеся работают: моделирование, составление алгоритма, программирование и т.д.

Компьютер позволяет качественно изменить контроль за деятельностью учащихся, обеспечивая при этом гибкость управления учебным процессом.[9] Компьютер позволяет проверить все ответы, а во многих случаях он не только фиксирует ошибку, но довольно точно определяет ее характер, что помогает вовремя устранить причину, обуславливающую ее появление. Ученики более охотно отвечают компьютеру и если компьютер ставит им двойку, то горят желанием как можно скорее ее исправить. Учителю не нужно призывать учащихся к порядку и вниманию. Ученик знает, что если он отвлечется, то не успеет решить пример или записать слово, т.к. на экране через 10-15 с появится следующее задание.

Компьютер способствует формированию у учащихся рефлексии своей деятельности, позволяет учащимся наглядно представить результат своих действий.

Применение компьютерной техники делает урок привлекательным и по-настоящему современным, происходит индивидуализация обучения, контроль и подведение итогов проходят объективно и своевременно.

Развитие познавательных интересов, формирование интересов, потребностей личности школьника осуществляется различными средствами, в том числе и средствами изобразительные искусства.

Успех здесь может быть обеспечен лишь тогда, когда учащийся наряду с самостоятельной изобразительной деятельностью подготовлен к восприятию картин, рисунков, скульптур, произведений архитектуры и декоративно-прикладного искусства.

Учитель начальной школы обязан научить детей учиться, сохранить и развить познавательную потребность учащихся, обеспечить познавательные средства, необходимые для усвоения основ наук. Поэтому одна из главных целей – развивать познавательные процессы.

Познавательная деятельность развивает познавательные процессы, логическое мышление, внимание, память, речь, воображение, поддерживает интерес к обучению. Все эти процессы взаимосвязаны.

Активизировать внимание ученика, заинтересовать в правильном создании изображения помогает учителю использование специальных программ ЭВМ по изобразительному искусству.

Умение грамотно организовать работу на уроке, создать условия непринужденности и заинтересованности у всех учащихся позволяет учителю использовать дополнительные возможности (например, применение ЭВМ) для развития художественных способностей каждого ребенка. Такая организация занятий помогает в более короткое время вспомнить и закрепить те изобразительные приемы, которые известны детям с дошкольного возраста, полнее обеспечить овладение вновь показанными учителем.

Развивающее значение ЭВМ для развития способностей младшего школьника очень велико. Применение компьютеров на уроке ИЗО создает эмоциональный настрой, это, в свою очередь, положительно сказывается на развитии художественного творчества. Изучая жанры живописи, и знакомя детей с названием того или иного технического приема, с новым художественным материалом, термином используется компьютер. Это вызывает большой интерес у детей к изучаемому термину или понятию, повышает внимание и в то же время является повторением известных ранее названий материалов и инструментов, терминов, используемых художником.

Особенно важно применение компьютеров после продолжительного объяснения нового материала или многократного повторения способа изображения, чтобы снять у ребенка усталость. С этой целью можно использовать игровые программы, где, например, детям предлагается разложить в определенной последовательности репродукции картин с изображением разных времен года, разложить их по жанрам, объединить предметы декоративно-прикладного искусства в группы по видам или составить узор из отдельных разных предлагаемых элементов.

Включение игровых предметов может быть использовано и для закрепления изученного материала, обобщения при показе основных приемов работы.

Использование различных форм и приемов работы на уроке изобразительного искусства позволяет ребенку активно включаться в творческий процесс, развивать воображение и фантазию, помогает видеть новое его решение в той или иной технике, обогащать первоначальный замысел, и результат изобразительной деятельности приобретает большую выразительность. Органично включение в ход занятия компьютеров, отдельные приемы работы в различной технике создают необходимые условия для развития у детей творческих способностей на уроках изобразительного искусства.

ЛОГО – язык программирования и вместе с тем особая обучающая сфера. Разработали Лого ведущие американские исследователи в области искусственного интеллекта. Язык этот по синтаксису предельно прост и близок к естественному. В то же время он обладает мощными современными средствами, формирующими культуру мышления и позволяющими создавать программы очень лаконичные, прозрачные по структуре и эффективные.[10]

Лого – заместительное средство для моделирования чего угодно. В распространении от одного до четырех исполнителей – черепашек, которые могут менять свою форму, создавать рисунки, двигаться по любым траекториям с разными скоростями, сообщить вам данные о той области экрана, где они находятся. Лого – прекрасное средство для развития мышления и самостоятельных исследований в самых разных интеллектуальных областях и с различными уровнями сложности.

Вы сможете создавать с ребятами любые тексты, обучающие и даже обучаемые. Ваши ученики смогут изучать Лого все школьные годы, создавая, играя и работая с простыми картинками и мультиками, а позже с другими программами. Можно вести уроки, начиная с младших классов и кончая старшеклассниками.

Представление об уравновешенности и гармонии свойственны народам с древних времен. Мы все имеем интуитивное представление о том, что такое симметрия. Однако для того, чтобы ее обнаружить (почти везде), надо знать, как ее искать. И тогда, как утверждает американские математик М. Сенешаль, прослеживание узоров симметрии, постижение связей между отдельными частями и целым способно доставить особую радость и может стать источником интеллектуального наслаждения.

Лого – среда, которая позволяет постичь красоту законов симметрии даже учащимся начальной школы. Самая простая снежинка, обладающая поворотной симметрией шестого порядка, может быть запрограммирована детьми в начале обучения командам черепашки. Снежинки, расположенные на экране в определенном порядке доставляют ребенку неожиданную радость. Это его первые орнаментальные построения, в которых реализуется свойственная человеку любовь к гармонии и упорядоченности.

Геометрия черепашки чрезвычайно удобна для решения задач формального и композиционного построения орнамента. Всякий орнамент является геометрически правильным. Это означает, что его можно разделить без остатка на равные части относительно некоторого геометрического признака. Творческая задача в построении орнамента состоит, прежде всего, в разработке основного мотива орнамента, повторяемостью которого на соседних участках и создается орнаментальная композиция.

Мотивы орнамента – это сложные построения, состоящие из комбинаций простых (первичных узоров). К таким первичным узорам относятся:

·     точка, мало значащая сама по себе, но дающая эффект при ее уместном расположении и повторении;

·     линия или лента, применяющаяся для разграничения определенных мотивов орнамента;

·     зигзаг (ломаная линия);

·     многоугольник (треугольник, квадрат, ромб и др.)

·     синусоида и спираль;

·     всевозможные кресты и свастики;

·     круг, полукруг, дуга и др.

Графический орнамент разворачивается на двумерной картинной плоскости. Следовательно, среда Лого является очень удобным инструментарием для построения орнаментов. С одной черепашкой реализуются методы совмещения, а с несколькими становятся очень наглядными процессы построения орнаментов с зеркальной симметрией.

Для начального этапа работы из класса геометрических орнаментов могут быть выделены только те, которые основаны на использовании различных многоугольников в качестве первичных элементов. Просто дух захватывает, когда взгляду открываются потрясающие своей красотой памятники Самарканда. На совершенную архитектурную конструкцию многих из них нанесены квадратный” орнамент – орнамент, составленный из разноцветных симметрично расположенных квадратов. Вхождение в Лого без квадрата не обходится: квадраты рисуют, закрашивают, поворачивают, из них строят домики и т.д.

Оформление новых команд для черепашки (“квадрат” и “треугольник”) позволяет перейти к построению орнаментальных композиций.

1.   “Полоска” – полосовой орнамент, который строится как ряд из плоских квадратов, основной мотив. В качестве параметров команды задаются значения стороны квадрата и их количества в полоске. Отметить, что всякая новая команда оформляется с соблюдением принципа, прозрачности черепашки (черепашка всегда возвращается в исходное состояние, нарисовав первый фрагмент).

2.   “Разрез шишки” – полосовой орнамент, построенный из прямоугольных треугольников, лежащих на гипотенузе, т.е. прямым углом вверх, и соединяющихся друг с другом , ограниченный сверху линией соответствующей длины.

3.   “Зигзаг” – бордюр, составленный из двух “разрезов шишки”, зеркально-симметрических и сдвинутых друг относительно друга на половину гипотенузы прямоугольного треугольника.

Обилие орнаментов бесконечно. Начав с прямоугольных орнаментов, дети с увлечением переходят к построению более сложных художественных структур на основе круга, дуг и спиралей.

Изучая геометрию орнаментов, дети приобщаются к художественному культурному наследию своего народа и народов всего мира, глубже знакомятся с историей стран и народов.

Программа “Геометрия фигуры”

В программе представлена классификация геометрических фигур по форме и цвету. В центре экрана появляются геометрические фигуры, разные по форме и цвету, и предлагается разместить:

1.   круги в верхней части экрана, а треугольники – в нижней;

2.   квадраты в левой части экрана, а прямоугольники – в правой;

3.   фигуры зеленого цвета в правой части экрана, красного цвета – в левой;

4.   три треугольника в правом верхнем углу, а два круга – в левом нижнем.

Возможны и другие задания, программа даст широкий простор фантазии. Выбор конкретной фигуры производится с помощью указателя-стрелки, которая перед началом работы находится в правом верхнем углу экрана. Клавишами управления курсором указатель устанавливается на нужную фигуру. При нажатии клавиши “ввод” указатель пропадает и появляется возможность перемещать выбранную фигуру клавишами управления курсором. Как только фигура приведена на отведенное ей место, она фиксируется клавишей “ввод”. Работа с последующими фигурами осуществляется аналогично. После выполнения задания нажимается клавиша “пробел” и на экране появляется новый набор фигур (состав фигур и их цвет подбираются случайно).

Дети с интересом работают на ЭВМ. Их привлекают динамика, яркость разнообразие сюжетов. Они быстро осваивают клавиатуру, что создает предпосылки для дальнейшей успешной работы на ЭВМ. Освоение клавиатуры осуществляется постепенно. Каждая программа отрабатывает какую-то группу клавиш (цифры, клавиши со стрелками, пробели др.)

Работа на ЭВМ вырабатывает усидчивость, внимательность, аккуратность. Как следствие, повышается эффективность обучения.