Основные направления использования информационных технологий в современном образовательном процессе

ПЕЛНГОГПЧЕСКПЕ ИНУКП

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В СОВРЕМЕННОМ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМ

ПРОЦЕССЕ

В. В. Савченко, М. В. Попова

BASIC DIRECTIONS OF USING INFORMATION TECHNOLOGIES IN CONTEMPORARY EDUCATIONAL PROCESS

Savchenko V. V., Popova M. V.

The essence, contents and historical aspects of using information technologies in educational process are considered in the article, different approaches to the classification of information technologies are characterized, and the author's approach to their typology is presented.

Key words: informatization, technologies, education, typology, a computer, a pedagogue, teaching.

В статье раскрываются сущность, содержание и исторические аспектыi использования информационных технологий в образовательном процессе, охарактеризованыы различные подходы/ к классификации информационных технологий, представлен авторский подход к их типологии.

Ключевые слова: информатизация, технологии, образование, типология, компьютер, педагог, обучение.

УДК 37.01

Развитие современного общества в XXI веке характеризуется переходом к информационной цивилизации, в рамках которой приоритетное развитие получают вычислительная техника и информационные технологии, увеличивающие интеллектуальные возможности людей.

Для эффективной деятельности учащемуся, будущему специалисту и гражданину XXI века, которому предстоит жить в информационном обществе, необходимо не только овладеть определенными знаниями, способами и технологиями информационной деятельности, но и научиться рационально использовать информацию и информационные технологии для поддержания и развития своего интеллектуального и творческого потенциала, эффективно применять полученные знания для принятия важных и ответственных решений с учетом экономических, экологических, нравственных и эстетических аспектов.

Информатизация образования должна опережать информатизацию других сфер общественной жизни, так как в этой сфере закладываются социальные, психологические, общекультурные, а также профессиональные предпосылки информатизации всего общества. В этой связи особую актуальность приобретает проблема расширения сферы использования информационных технологий в современном образовательном процессе.

Первоначально изучение и исследование информационных технологий осуществлялось в рамках науки «кибернетика». Эта теория была обобщением опыта создания уже появившихся к тому времени первых электронно-вычислительных машин, и в то же время ее появление стало мощным толчком для бурного развития автоматических систем сбора, обработки, хранения и передачи информации, для развития основанных на использовании таких систем техноло-

гий, логично получивших название «информационных технологий». Вся вторая половина XX века с полным правом может быть названа периодом информационно-электронной революции, настолько интенсивно информационные технологии прогрессировали и внедрялись в производство, сферу услуг, в повседневный быт людей, в сферу образования.

В современной научной литературе существуют различные подходы к определению сущности и содержания понятия «информационная технология».

М. И. Жилдак (3) рассматривает информационные технологии как процессы сбора, хранения, переработки, поиска информации.

В. А. Извозчиков (4, с. 71) определяет информационную технологию как технологию машинной (с помощью ЭВМ) обработки, передачи, распространения информации, создания вычислительных и программных средств информатики.

Более широкая трактовка данного термина приведена Ю. С. Брановским: под информационной технологией понимается «совокупность методов и технических средств сбора, организации, хранения, обработки, передачи и представления информации, расширяющих знания людей и развивающих их возможности по управлению техническими и социальными процессами» (1, с. 12).

Е. И. Машбиц (5), Н. Ф. Талызина (8) рассматривают информационную технологию обучению как некую совокупность обучающих программ различного типа: от простейших программ, обеспечивающих контроль знаний, до обучающих систем, базирующихся на искусственном интеллекте.

Средствами новых информационных технологий И. В. Роберт (7) называет программно-аппаратные средства и устройства, функционирующие на базе микропроцессорной и вычислительной техники, а также современные средства и системы информационного обмена, обеспечивающие операции по сбору, продуцированию, накоплению, хранению, обработке и передаче информации.

По мнению И. В. Роберт (6), к средствам новых информационных технологий относятся ЭВМ, ПЭВМ, комплекты терминального оборудования для ЭВМ всех классов, локальные вычислительные сети, устройства ввода-вывода информации, средства манипулирования текстовой и графической информацией, средства архивного хранения больших объемов информации и другое периферическое оборудование современных ЭВМ; устройства для преобразования из

графической или звуковой информации в цифровую и обратно; средства и устройства манипулирования аудивизуальной информацией (на базе технологий мультимедиа и системы «виртуальной реальности»); современные средства связи; системы искусственного интеллекта; программные комплексы (языки программирования, трансляторы, компиляторы, операционные системы, пакеты прикладных программ и пр.); системы машинной графики и др.

Таким образом, можно выделить три основных компонента информационных технологий, используемых в современной системе образования:

- технические устройства, к которым прежде всего относятся компьютер, принтер, модем, сканер, теле- и видеоаппаратура и другие устройства, используемые для преобразования информации из одной в другую;

- программное обеспечение, позволяющее управлять работой на компьютере и обслуживать необходимые операции;

- учебное обеспечение - главная составляющая информационных технологий с позиции дидактики. Это, по сути, специально созданные программные средства, в которых отражается некоторая предметная область, в той или иной мере реализуется технология ее изучения, обеспечиваются условия для осуществления различных видов учебной деятельности.

Начальный этап эволюции информационной технологии (1950-1960 гг.) характерен тем, что в основе средств взаимодействия человека и компьютера лежали языки, которые в своих терминах кодировали способы достижения цели обработки (т. е. как правило, машинные языки). Компьютеры были доступны только профессионалам-программистам.

Следующий этап (1960-1970 гг.) характеризуется созданием операционных систем, позволяющих вести обработку нескольких заданий, формируемых различными пользователями. Основная цель при этом состояла в обеспечении наибольшей загрузки машинных ресурсов.

Третий этап (1970-1980 гг.) характеризуется изменением критерия эффективности автоматизированной обработки данных: основным ресурсом стали человеческие ресурсы по разработке и сопровождению программного обеспечения. Распространяются мини-компьютеры. Стал возможен интерактивный режим взаимодействия нескольких пользователей.

Четвертый этап (1980-1990 гг.) знаменует новый качественный скачок в технологии разработки программного обеспечения. Его суть сводится к тому, что центр тяжести технологиче-

ских решений переносится на создание средств, обеспечивающих взаимодействие пользователей с компьютером на этапах создания программного продукта. Ключевым звеном новой информационной технологии становится представление и обработка знаний. Создаются базы знаний, экспертные системы. Широкое распространение получают персональные компьютеры.

В 80-90-х годах произошел своего рода скачок в развитии информационных технологий, связанных с массовым производством относительно недорогих и в то же время обладающих прекрасными техническими характеристиками персональных компьютеров.

В сфере обучения, особенно с появлением операционной системы Windows, открылись новые возможности. Прежде всего, это доступность диалогового общения в так называемых интерактивных программах. Кроме того, стало осуществимым широкое использование графики (рисунков, схем, диаграмм, чертежей, карт, фотографий). Применение графических иллюстраций в учебных компьютерных системах позволяет на новом уровне передавать информацию обучаемому и улучшать ее понимание.

Дальнейшее развитие компьютерных технологий в последнее десятилетие представило очень перспективные для образовательных целей технологические и программные новинки. В первую очередь это устройства для работы с компакт-дисками: CD-ROM (от англ. Compact Disk Read Only Memory - устройство для чтения с компакт-диска) и CD-RW (от англ. Compact Disk Read / Write - устройство для чтения и записи на компакт- диск), позволяющие сосредоточить большие объемы информации (сотни мегабайт) на небольшом и недорогом носителе.

Возросшая производительность персональных компьютеров сделала возможным достаточно широкое применение технологии мультимедиа, систем виртуальной реальности.

Современное обучение трудно представить без технологии мультимедиа (от англ. multimedia - многокомпонентная среда), которая позволяет использовать текст, графику, видео и мультипликацию в интерактивном режиме и тем самым расширяет области применения компьютера в образовательном процессе. Но необходимо учесть, что уровень и качество работы с данной информационной технологией зависит от выполнения весьма высоких требований к быстродействию и объему памяти компьютера, звуковым характеристикам и наличию дополнительного оборудования, в частности CD-ROM.

Виртуальная реальность (от англ. virtual reality - возможная реальность) - это новая технология неконтактного информационного взаимодействия, реализующая с помощью мультимедиа среды иллюзию непосредственного присутствия в реальном времени в стереоскопически представленном «экранном мире». В таких системах непрерывно создается иллюзия местонахождения среди объектов виртуального мира.

Новые возможности информатизации образования открыла в 90-е годы гипертекстовая технология. Гипертекст (от англ. hypertext - сверхтекст), или гипертекстовая система, - это совокупность разнообразной информации, которая может располагаться не только в разнообразных файлах, но и на разных компьютерах. Основная черта гипертекста - это возможность переходов по так называемым гиперссылкам, которые представлены либо в виде специально оформленного текста, либо в виде определенного графического изображения. Одновременно на экране компьютера может быть несколько гиперссылок, каждая из которых определяет свой маршрут «путешествия».

В гипертекстовой системе со стандартными возможностями пользователь выбирает с помощью манипулятора «мышь» одну из видимых гиперссылок и перемещается по сети узлов. Наряду с графикой и текстом гиперссылки могут содержать информацию, включая звук, видео, анимацию.

Созданные на базе гипертекстовых технологий обучающие системы отличаются удобной средой обучения не только благодаря наглядности представляемой информации, но и благодаря расширяющимся возможностям дифференцированного обучения: диагностики учащегося, возможности выбора индивидуальных схем усвоения материала, возвращения к уже пройденному материалу и т. п.

Распространение гипертекстовой технологии в определенной мере послужило своеобразным толчком к созданию и широкому тиражированию на компакт-дисках разнообразных электронных изданий: учебников, справочников, словарей, энциклопедий.

Использование в электронных изданиях различных информационных технологий предоставило значительные дидактические преимущества электронной книги по сравнению с традиционной книгой:

- в технологии мультимедиа создается обучающая среда с ярким и наглядным представлением информации;

- осуществляется интеграция значительных объемов информации на едином носителе;

- гипертекстовая технология благодаря применению гиперссылок упрощает навигацию и предоставляет возможность выбора индивидуальной схемы изучения материала и т. п.

Новый импульс информатизации образования дает развитие информационных телекоммуникационных сетей. Глобальная сеть Интернет обеспечивает доступ к гигантским объемам, хранящимся в различных уголках нашей планеты. Многие эксперты рассматривают Интернет-технологии как революционный процесс, превосходящий по своей значимости появление персонального компьютера.

К числу базовых обычно относят следующие Интернет-технологии:

- WWW (от англ. Word Wide Web -Всемирная паутина) - технология работа в сети с гипертекстами;

- FTP (от англ. Fail Transfer Protocol -протокол передачи файлов) - технология передачи по сети файлов произвольного формата;

- IRC (от англ. Internet Relay Chat - поочередный разговор в сети) - технология ведения переговоров в реальном масштабе времени, дающая возможность разговаривать с другими людьми по сети в режиме прямого диалога;

- E-mail, электронная почта - целая серия услуг: отправка и прием электронных писем, которые доставляются абонентам электронной почты в любую точку земного шара в течение нескольких минут, информационное обслуживание по пересылке абонентам сети обзоров, сводок и иных справочных материалов от различных фирм и организаций;

- телеконференции - технология получения и отсылки материалов дискуссий, в которых могут принимать участие люди, разделенные большими расстояниями.

Специфика Интернет-технологий заключается в том, что они предоставляют громадные возможности выбора источников информации: базовая информация на серверах сети; оперативная информация, пересылаемая по электронной почте; разнообразные базы данных ведущих библиотек, научных и учебных центров, музеев; информация о гибких дисках, компакт-дисках, видео- и аудиокассетах, книгах и журналах, распространяемых через Интернет-магазины и т. п.

Средства телекоммуникации, включающие электронную почту, глобальные, региональные и локальные сети связи и обмена данными, могут предоставить в целях обучения широчайшие возможности:

- оперативную передачу на разные расстояния информации любого объема и вида;

- интерактивность и оперативную обратную связь;

- доступ к разнообразным источникам информации;

- организацию совместных телекоммуникационных проектов;

- запрос информации по любому интересующему вопросу через систему электронных конференций и т.п.

Существует много различных классификаций информационных технологий в зависимости от выбранного основания. Информационные технологии принято классифицировать по следующим параметрам:

1. По степени функциональной сложности:

- элементарные (локальные) информационные технологии, входящие в состав любых информационных процессов и технологий более высокого уровня, такие как сбор, кодирование, передача, хранение, обработка, представление информации;

- базовые информационные технологии, реализующие функции средней сложности, состоящие из элементарных информационных технологий, ориентированные на определенную область технологического применения (текстовые процессоры, табличные процессоры, базы данных, экспертные системы, гипертекст, моделирующие системы);

- комплексные информационные технологии, реализующие функции, состоящие из базовых и элементарных информационных технологий, таких как Интернет-технологии, мультимедиа, информационно-управляющие системы.

2. Типу обрабатываемой информации (например, данные обрабатываются с помощью систем управления базами данных, а знания - с помощью экспертных систем).

3. Типу пользовательского интерфейса (командный, WIMP-интерфейс, то есть содержащий базы программ и меню действий, и 8ШК-интерфейс, использующий речевые команды и смысловые семантические связи).

4. Степени взаимодействия между собой (например, дискетное и сетевое взаимодействие).

5. Степени зависимости от предметной области: универсальные (не зависящие от предметной области); прикладные (специфика которых определяется предметной областью).

В рамках прикладных информационных технологий в свою очередь могут быть выделены:

- методо ориентированные информационные технологии (специфика которых опре-

деляется используемыми методами обработки информации, такими как математические, статистические, графические, целевое планирование, исследование операций, информационные технологии экспертных оценок, информационные технологии искусственного интеллекта и т. д.);

- предметно ориентированные информационные технологии (специфика которых определяется конкретной отраслью, видом профессиональной деятельности, сферой обеспечения жизнедеятельности, быта и отдыха).

В современной науке отсутствует систематизированный подход к классификации и обобщению современных информационных технологий, используемых в учебном процессе современной школы. В качестве критерия разработанной нами классификации информационных технологий, используемых в учебном процессе, был

выбран преобладающий вид учебно-познавательной деятельности учащихся.

Таким образом, к основным информационным технологиям, используемым в учебном процессе, относятся:

- технология хранения и обработки данных;

- технология работы с базами данных (технология текстового поиска);

- технология моделирования процессов и явлений;

- технология экспертных систем;

- технология мультимедиа;

- инфокоммуникационные технология (Интернет-технологии) (6, с. 57).

Содержательные характеристики основных предметно ориентированных информационных технологий представлены в таблице.

а

Ш « рхи г

фн

3 « ио и

ыи

дц

и В

Основное назначение

Выполняемые задачи

Основные компоненты

х ы н

т о б

а р

б о и я и н е

р

х и

ииг

о л о

е Т

Предназначены для

решения хорошо структурированных задач, по которым имеются необходимые входные данные и известны алгоритмы и другие стандартные процедуры их обработки.

— сбор и обработка информации (текстовой, графической, статистической и др.);

— поддержка и формирование текстового, графического и табличного материала;

— накопление и систематизация информации;

— переработка заданной информации и выдача решений;

— построение логической структуры данных в соответствии с учебными целями;

— решение задач на основе составления комбинаций данных, полученных из различных источников;

— создание различных документов (отчетов, конспектов, рефератов, творческих работ и т. п.).

интерфейс пользователя; сбор данных; хранение данных; обработка данных; формирование отчетов.

ы т о

б

а р

и

Е

о л о

е Т

Предназначены для нахождения в заданных коллекциях, базах данных информации, которая удовлетворяет информационные потребности учащихся и педагогов.

б

— удовлетворение потребностей в оперативном поиске необходимой информации;

— обеспечение удобных интерфейсов между пользователем и средствами управления ресурсами неструктурированной или слабо-структурированной информации, поддерживаемой в компьютерной среде;

— обнаружение и доступ к разнообразной информации в глобальной компьютерной сети.

— интерфейс пользователя;

— теория информационного поиска;

— текстовый поиск (ключевые слова и фразы);

— интеллектуальный поиск (поиск по запросу);

— базы данных (учебные, библиографические, статистические и др.).

S

и

Я

й s

о w

ч «

а «

Ч ы

о и

«

О о о

(D

Я О

а а

(D

н

Предназначены для моделирования процессов и явлений различной физической природы, работы с различными компьютерными тренажерами

— моделирование процессов, описанных алгоритмически, а также систем математических уравнений и неравенств;

— моделирование моделей по средствам стандартных объектов;

— обеспечение различных сценариев моделирования с возможностью управления действиями учащегося в различных средах программирования;

— поддержка интерактивного режима разработки модели с коррекцией действий учащегося.

— интерфейс пользователя;

— базы данных готовых объектных моделей;

— библиотека готовых форм индикаторов и датчиков;

среды и языки объектно ориентированного программирования.

(D Н О

S

о

*

и н а

(D

а

8 m

Предназначены для предоставления возможности учащимся и педагогам получать консультации экспертов по любым проблемам.

— принятие решений, превосходящих возможности пользователя;

— использование стандартных алгоритмов в процессе решения задач;

— контроль правильности выбранного пути решения;

— получение рейтинговой оценки уровня знаний.

— интерфейс пользователя;

— база данных экспертов;

— тестовые и контролирующие ПМК;

— сборники и генераторы задач.

Л

ч

S

о ч о

(D

н

Предназначены для использования, обработки, хранения, передачи и отображения текста, графики, видео, аудио, анимации в интерактивном режиме.

— наглядное представление информации;

— интеграция значительной и разнообразной по объему и восприятию информации;

— погружение в виртуальную среду.

— интерфейс пользователя;

— гипертекстовые системы;

— электронные учебники;

— электронные лаборатории;

— обучающие игры;

— обучающие программы;

— электронные энциклопедии;

— интерактивные путеводители;

— компьютерные тренажеры и стимуляторы.

л к к о S

S

5

о

Я о

К м

is й ч а

о 7 и н

и а

§

о -е и S

Предназначены для оперативной передачи информации, обеспечения интерактивной и

оперативной связи, удаленного доступа к различным источникам информации, организации совместных телекоммуникационных проектов.

— удовлетворение коммуникативных потребностей пользователей;

— оперативный обмен разнообразной информацией;

— оперативный поиск необходимой информации.

— интерфейс пользователя;

— Интернет;

— технология FTP;

— технология IRS;

— электронная почта;

— телеконференции;

— IP-технологии.

Современные информационные технологии предъявляют более серьезные требования к качеству труда и уровню компетентности педагога, как по объему знаний, так и по педагогическому мастерству.

Фактором, определяющим успешное применение информационных технологий, является работа самого учителя над научно-методическим

обеспечением использования. Это требует решения конкретных задач:

- отбор содержания обучения в соответствии с дидактическими свойствами и возможностями средств информационных технологий обучения, прогноз возможного воздействия средств информационных технологий на харак-

тер мышления и поведение участников образовательного процесса;

- выбор способов сочетания и интеграции информационных и педагогических технологий;

- создание соответствующих дидактических условий обучения, организация индивидуальных занятий и самостоятельной работы.

При этом не следует абсолютизировать возможности компьютеров. Нельзя забывать о том, что передача информации сама по себе еще не обеспечивает передачи знаний, культуры, и поэтому информационные технологии предоставляют педагогам очень эффективные, но вспомогательные средства.

Как справедливо отмечалось Б. С. Гершун-ским: «... Нельзя фетишировать возможности компьютеров. При всех своих искусственно-интеллектуальных потенциях, трансформациях и достижениях, любой компьютер - это всего лишь средство повышения эффективности интеллектуальной человеческой деятельности. Причем средство, прежде всего, информацион-

ное, ориентированное (при всех нюансах и особенностях работы узкоспециализированных компьютеров) на информационное обслуживание потребностей человека» (2, с. 296).

В этой связи можно сформулировать основные педагогические цели использования информационных технологий в обучении:

1. Развитие самосознания и ценностного самоопределения личности на основе освоения учащимися системы знаний, умений и навыков, формирование мировоззрения, адекватного современному информационному обществу.

2. Адаптация обучения к индивидуальным возможностям, потребностям и интересам учащегося на основе развития личности обучаемого, подготовки к самостоятельной продуктивной деятельности в условиях современного информационного общества.

3. Развитие личностного потенциала, творческого мышления и творческих способностей и коммуникативных умений учащихся.

ЛИТЕРАТУРА

1. Брановский Ю. С. Введение в педагогическую информатику: учебное пособие для студентов нефизико-математических специальностей педвузов. - Ставрополь: СГПУ, 1995. -С. 12.

2. Гершунский Б. С. Философия образования для XXI века: В поисках практико-ориен-тированных образовательных концепций. -М.: Совершенство, 1998. - 608 с.

3. Жалдак М. И. Система подготовки учителя к использованию информационной технологии в учебном процессе: автореф. дис. ... д-ра пед. наук. -М., 1994. - 22 с.

4. Извозчиков В. А. Ионосферная эдукология. Новые информационные технологии обучения. - СПб: Изд-во СПБГУ, 1991. - С. 71.

5. Машбиц Е. И. Компьютеризация обучения: проблемы и перспективы. - М.: Просвещение, 1986. - 240 с.

6. Попова М. В. Взаимодействие информационных и педагогических технологий в формировании информационной культуры студентов: монография. - Невинномысск: НГГТИ, 2007. - 160 с.

7. Роберт И. В. Современные информационные технологии в образовании: дидактические

проблемы, перспективы использования. - М.: Школа-Пресс, 1994. - 205 с. 8. Талызина Н. Ф. Психолого-педагогические основы автоматизации учебного процесса // Психолого-педагогические и психофизиологические проблемы компьютерного обучения: сб. науч. тр. - М.: Изд-во МГУ, 1985. -С. 15-26.

Об авторах

Савченко Валентина Васильевна, ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный университет», кандидат педагогических наук, доцент, доцент кафедры социальной работы. Сфера научных интересов - проблемы формирования человеческого капитала в современном информационном обществе. vellsav@mail.ru

Попова Марина Викторовна, ФГОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет», кандидат педагогических наук, доцент, доцент кафедры прикладной информатики. Сфера научных интересов - проблемы внедрения современных информационных технологий в образовательный процесс профессионального образования. ppva-marina@rambler.ru