Комплексное использование средств новых информационных технологий и традиционных ТСО на основе реализации принципа оптимизации учебного процесса по физике

технологии при организации и проведении лабораторных экспериментов в школе.

Реализация межпредметных связей играет важную роль в совершенствовании методики организации самостоятельной работы студентов. Методика межпредметного обучения позволяет сменить приоритет с усвоения готовых знаний на самостоятельную активную познавательную деятельность с учетом необходимости формировать у студентов интегративный стиль мышления.

Важной целью обучения в условиях межпредметных связей является достижение не только результатов научного познания, но и самого пути получения этих результатов. Она включает также формирование межпредметной структуры знаний и познавательной самостоятельности студента, развитие его творческих способностей.

Вся система методов обучения при осуществлении межпредметных связей направлена на развитие диалектического мышления, всестороннего раз- «вития обучающегося, развития его познавательных потребностей, формирования интеллектуальной активности.

Обучающиеся должны быть подготовлены к самостоятельной работе, а это, прежде всего, связано с формированием у них познавательных умений

Самостоятельная работа, прежде всего, завершает задачи всех других видов учебной работы. Знания, не ставшие объектом собственной деятельности, не могут считаться подлинным достоянием человека. Помимо практической важности самостоятельная работа имеет большое воспитательное значение она формирует самостоятельность не только как совокупность определенных

Статья поступила в редколлегию 06.05.07

умений и навыков, но и как черту характера, играющую существенную роль в структуре личности как специалиста высшей квалификации.

В условиях значительного сокращения аудиторных часов на электротехнику и сохранения прежнего объема программного материала необходимо расширить вопросы самостоятельного изучения. Отбор учебного материала производился на основе следующих принципов:

- доступность для самостоятельного изучения;

- связь учебного материала с тематикой лабораторного практикума;

- готовность студентов к самостоятельному поиску и изучению учебного материала;

- частичная изученность темы, например, в курсе физики;

- наличие у студентов мотивационного настроя изучения темы ввиду ее необходимости, полезности, значимости и т. д.

Таким образом, обучение электротехнике будущих учителей физики и технологии в условиях межпредметных связей с физикой обеспечивает: повышение научного уровня знаний обучаемых; развитие творческих, исследовательских способностей студентов на базе выполнения учебных проектов межпредметного характера; углубление знаний в результате осуществления преемственности в формировании понятий, познавательных умений и навыков; повышение качества знаний в результате всестороннего раскрытия связей между явлениями и законами, изучавшимися в курсах физики и электротехники, и единого подхода к формированию у студентов общих понятий и умений.

УДК 37.013

У.Б. Еслямова

КОМПЛЕКСНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СРЕДСТВ НОВЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ТРАДИЦИОННЫХ ТСО НА ОСНОВЕ РЕАЛИЗАЦИИ ПРИНЦИПА ОПТИМИЗАЦИИ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА ПО ФИЗИКЕ

В связи с появлением современных технических средств обучения наблюдается тенденция вытеснения ими традиционных ТСО, и на смену традиционным пришли современные технические средства обучения, одним из которых является компьютер. Однако автор статьи показывает, что оптимальным является организация учебного процесса с комплексным использованием средств новых информационных технологий и традиционных технических средств обучения.

Технические средства обучения — совокупность технических устройств с дидактическим обеспечением, применяемых в учебно-воспитательном процессе для предъявления и обработки информации с целью его оптимизации. ТСО объединяют два понятия: технические устройства (аппаратура) и дидактические средства обучения (носители информации), которые с помощью этих устройств воспроизводятся.

Существует множество классификаций ТСО: по функциональному назначению, принципу устройства и работы, роду обучения, логике работы, характеру воздействия на органы чувств, характеру предъявления информации. Мы рассмотрим статические и динамические технические средства обучения.

К статическим техническим средствам обучения относятся диапроекционная и эпипроекционная аппаратура, кодоскопы и диапроекторы. Статические средства обучения предназначены для проецирования различных объектов (рисунки, схемы, формулы, текст) направленным световым потоком на экран, что позволяет увели-

чить наглядность в обучении, и обеспечивает более полное отображение информации на экране.

К динамическим техническим средствам обучения относятся видеомагнитофон с телевизором, киноаппаратура, а также мультимедиапроектор с компьютером. Мультимедиапроектор позволяет воспроизводить и статическую, и динамическую информацию.

К тому же современные компьютерные программы позволяют создавать слайды, которые можно демонстрировать не только с помощью мультимедиапроектора, но и, распечатав фолии на лазерном принтере, демонстрировать с помощью кодоскопа.

Учебное кино обеспечивает динамичный показ изучаемых явлений и процессов, но в связи с тем, что ни киноаппараты, ни кинофильмы в школы не поступают, а имевшиеся пришли в негодность, их успешно заменили видеофильмы и видеодвойки, которые, в свою очередь, уступают место техническим средствам новых информационных технологий (компьютеру и мультимедиапроектору).

При использовании в общеобразовательных учреждениях аудиовизуальных ТСО длительность их непрерывного применения в учебном процессе устанавливается согласно санитарно-гигиеническим нормам, составляет для 10-11 классов 25-30 минут для кинофильмов и телепередач. В течение недели количество уроков с применением ТСО не должно превышать 4-6. Ограничений в использовании в учебном процессе диафильмов и диапозитивов нет.

Методика применения традиционных технических средств в обучении описывается в работах Г.А. Берула-вы, В.А. Торшина, Н.М. Шахмаева, Н.И. Шмаргуна, А.В. Усовой и другими.

В связи с появлением современных технических средств обучения наблюдается тенденция вытеснения ими традиционных ТСО, и на смену традиционным пришли современные технические средства обучения, одним из которых является компьютер. С появлением компьютера и использованием его в учебном процессе возникла проблема технического переоснащения учебных учреждений. Сложность данного этапа заключается в том, что некоторые традиционные технические средства обучения не используются в учебном процессе (перестали производить учебные кинофильмы и диафильмы, возможности эпипроектора ничтожны по сравнению с возможностями новой техники, и естественна их замена на более совершенные технические средства). Время требует перехода на современные образовательные информационные технологии на основе компьютера и мультимедийной аппаратуры.

До появления компьютера с сопряженным с ним оборудованием, считалось, что нет универсального средства обучения, при помощи которого можно было бы всесторонне раскрыть изучаемые явления. Комплекс средств обучения в сочетании со словом учителя обеспечивает исчерпывающую учебную информацию, активное, глубокое и эмоциональное восприятие учебного материала учащимися. Однако задачи совершенствования процесса обучения требуют применения различных по своим дидактическим возможностям технических средств обучения. Объединив в единый комплекс технические средства обучения, где каждое является его составной частью и дополняет другие. Благодаря специфическим особенностям каждого из элемента комплекса их совокупность содействует проникновению в суть изучаемого явления.

Под современным комплексом технических средств обучения мы понимаем оптимальное сочетание средств новых информационных технологий и традиционных технических средств обучения. Они взаимосвязаны содержанием и методами обучения, что позволяет реализовать дидактические возможности каждого из средств, с целью повышения эффективности обучения.

По определению И.В. Роберта средства новых информационных технологий — это программно-аппаратные средства и устройства, современные средства и системы информационного обмена, обеспечивающие операции по сбору, накоплению, хранению, обработке и передаче информации.

Все многообразие средств новых информационных технологий можно разделить на две части:

1) аппаратное обеспечение — электронно-вычислительные устройства и другое оборудование, осуществляющее ввод, переработку, хранение и вывод информации, передачу ее на расстояние;

2) программное обеспечение — совокупность программ и правил, позволяющих пользователю применять аппаратное обеспечение для решения различных дидактических задач (рис. 1).

К аппаратным средствам новых информационных технологий мы относим не только компьютер, но и все сопряженное с ним оборудование (принтер, сканер, циф-

ровую и web-камеры, мультимедиапроектор, видеомагнитофон и т.д.), к программным средствам — программное обеспечение, в том числе и специально разработанное для применения в учебном процессе.

Несмотря на то, что ни одно средство обучения не обладает такими огромными дидактическими возможностями, как компьютер в сочетании с периферийными средствами, необходимо исходить из принципа целесообразности его использования. В случае если в учебном процессе необходимо работать только со статической информацией (картинки, таблицы, схемы и т.д.), то нет необходимости использовать для этого компьютер вмесю традиционных средств обучения (кодоскопа, диапроектора) при их наличии в распоряжении учителя. Точно так же можно ограничить комплекс средств обучения на данном конкретном учебном занятии традиционными ТСО, в том случае, если необходимо продемонстрировать кроме статической информации еще и видеофильм (видеофрагмент).

В случае необходимости демонстрации кинофильма или фрагмента из кинофильма, использование средств новых информационных технологий неизбежно, так как большинство киноустановок неисправно и не используется в учебном процессе. Использовать потенциал старых учебных фильмов можно даже более эффективно, чем раньше (так как есть возможность продемонстрировать не весь фильм, а только его фрагменты переходя от фрагмента к фрагменту мгновенно, без длительной перемотки киноленты), используя новые информационные технологии, позволяющие перевести фильм в цифровой формат и демонстрировать с помощью только компьютера или компьютера с мультимедиапроектором.

Презентация, выполненная в программе Power Point, не только полностью заменяет диафильмы и транспаранты к кодоскопу, но и имеет преимущества перед ними в тех учебных ситуациях, когда необходимо изменить последовательность использования кадров, отобрать только необходимые.

Средства новых информационных технологий дают большие возможности при организации самостоятельной работы учащихся в учебном процессе. Работа с динамическими компьютерными моделями дает возможность глубже проникнуть в изучаемый материал. Оперативная проверка знаний с помощью программ контроля позволяет устранить пробелы в усвоении учебного материала. Участие в учебных проектах позволяет расширить информационное пространство учащихся.

Компьютер и педагогические программные средства должны удовлетворять всем требованиям, предъявляемым к ТСО: средства обучения должны соответствовать содержанию учебного материала и целям урока; при отборе необходимо учитывать специфические особенности каждого пособия в процессе обучения и четко определять их функции в решении образовательных и воспитательных задач урока; возможности компьютерных программ должны содействовать активизации учебной деятельности учащихся на уроке, органически включаться в структуру урока.

Компьютер является одним из технических средств новых информационных технологий (СНИТ). Его использование в обучении позволяет организовать учебную и обучающую деятельность, а также дает большие возможности для управления учебным процессом в целом. Однако при этом необходимо учитывать их негативное влияние на состояние здоровья учащихся. Наибольший вред здоровью пользователя компьютера наносят устройства ввода/вывода. Современный монитор должен соответствовать общепринятым стандартам безопасности и эргономики, иметь ограничения на излучения, требует уменьшения электрического и магнитного полей до технически возможного уровня с целью защиты пользователя.

Рис. 1. Классификация средств новых информационных технологий

Физиологические изменения в органах зрения (воспаление глаз, головные боли, двоение в глазах) при работе за компьютером появляются уже после двух часов работы. Рекомендуется, чтобы при работе с компьютером частота вертикальной развертки монитора была не ниже 75 Гц (при этом пользователь перестает замечать мерцание изображения, которое ведет к быстрому уставанию глаз).

При использовании компьютерной техники на уроках непрерывная длительность занятий непосредственно с видеодисплейным терминалом (ВДТ) и проведение профилактических мероприятий должны соответствовать гигиеническим требованиям, предъявляемым к видеодисплейным терминалам и персональным электронно-вычислительным машинам.

В истории возникновения и развития дидактики особое место занимает принцип наглядности. «...Эффективность обучения закономерно зависит от степени привлечения к восприятию органов чувств человека. Чем более разнообразны чувственные восприятия учебного материала, тем более прочно он усваивается. Эта закономерность уже давно нашла свое выражение в дидактическом принципе наглядности» [1, с. 9].

Познание начинается с живого, чувственного созерцания действительности. Чувственный опыт человека (ощущения, восприятия, представления) — источник знания, связывающий человека с внешним миром.

Первая чувственная ступень познания — ощущение. Именно ощущения дают материал для других чувственных образов — восприятий и представлений и для высшей ступени познания — мышления. Многообразие ощущений отражает качественное многообразие окружающего мира. «В процессе формирования естественнонаучных понятий в школьной учебной практике... создание конкретной образной наглядности обусловлено необходимостью выявления существенных признаков понятия на строго определенном уровне познания реальной действительности» [2, с. 35].

Одним из путей повышения качества обучения является увеличение доли различных видов наглядности в процессе учебного познания. Принцип наглядности яв-

ляется необходимым условием научной организации труда учителя, средством повышения эффективности обучения. Например, И.И Дрига, один из крупнейших специалистов по проблеме использования ТСО в учебном процессе, отмечал: «Учащиеся познают окружающий мир с помощью всех органов чувств. Однако пропускная способность их различна. Основными каналами получения информации являются слуховой и зрительный анализаторы. Система «ухо—мозг» может пропустить в секунду до 50 бит (единиц информации). Пропускная же способность зрительного анализатора в 100 раз больше. Неслучайно около 90% всей информации об окружающем мире учащийся получает с помощью зрения, 9% — с помощью слуха и только 1% — с помощью осязания. Следует отметить также, что из всех видов памяти у большинства учащихся более всего развита зрительная» [3, с. 5].

Мы согласны с мнением, что «...при новой парадигме образования учитель выступает больше в роли организатора самостоятельной активной познавательной деятельности учащихся, компетентным консультантом и помощником. Его профессиональные умения должны быть направлены не просто на контроль знаний и умений школьников, а на диагностику их деятельности, чтобы вовремя помочь квалифицированными действиями устранить намечающиеся трудности в познании и применении знаний. Эта роль значительно сложнее, нежели при традиционном обучении, и требует от учителя более высокого уровня мастерства» [4, с. 12].

«Необходимость комплексного использования средств обучения основана на известном дидактическом правиле, утверждающем, что в учебном процессе учителю следует привлекать как можно больше органов чувств детей» [3, с. 213].

Возможности для создания условий комплексного использования средств обучения дают специально оборудованные учебные кабинеты. Необходимо наличие в этом кабинете оборудования для осуществления учебного процесса: компьютеров, телевизора и видеомагнитофона, проектора и т.д. Сочетание разнообразных средств педагогического влияния обеспечивает более высокий методический и научный уровень преподавания, расширяет меюдическис возможности решения учебных и воспитательных задач.

В педагогике установлены закономерные связи между задачами, содержанием и эффективностью обучения. Эффективность обучения закономерно обеспечивается, если содержание обучения позволяет решить весь круг намеченных задач, если оно строго научно, систематично и последовательно изучается, связано с окружающей жизнью. Из этой закономерности вытекают дидактические принципы научности, систематичности и последовательности, связи обучения с жизнью

Педагогикой и психологией установлено, что существует закономерная зависимость задач, содержания обучения от реальных учебных возможностей школьников, то есть выдвигаемые задачи и содержание одновременно должны учитывать реальные учебные возможности школьников данного возраста, а также конкретного учебного класса. Лишь при этом условии создается реальная предпосылка для успешного обучения.

При оптимальном соответствии задач и содержания обучения возможностям учеников, учителей и имеющимся условиям для обучения эти задачи как бы

«резонируют» с личными усилиями учащихся, с общей направленностью их интересов, что обеспечивает быстрое и эффективное их решение. Из этой закономерности обучения вытекает дидактический принцип доступности — принцип соответствия обучения реальным учебным возможностям школьников в зоне их ближайшего развития.

С учетом вышесказанного под эффективностью обучения будем понимать соответствие между достигнутыми и проектируемыми результатами обучения (Бабанский Ю.К., Блинов В.М., Назарова Т.С., Полат Е.С.). Зависимость между эффективностью и качеством выражается в том, что повышение качества деятельности ведет к повышению ее результативности что, в свою очередь, ведет к оптимизации.

«Обучение школьников в компьютерной среде — это не только процесс получения, интериоризации новой информации и освоения современных способов учебной деятельности. Это интеллектуальное развитие, овладение другими типами мышления, выражение мыслей новыми средствами. В недавнем прошлом перед информатикой ставилась задача развития логического и алгоритмического мышления школьников, теперь же ограниченность этой задачи стала очевидной: компьютер может быть хорошим помощником учителя в развитии образного, вербального, интуитивного и других видов умственной деятельности» [5, с. 3].

О проблеме использования средств новых информационных технологий пишет Коротков А.М.: «Физиологи объясняют затруднения в восприятии информации с экрана тем, что органы зрения и мозг человека «работают в противоестественном режиме»: рабочее поле зрения сужается (телесный угол экрана много меньше естественного телесного угла зрения, следовательно, периферийная зрительная система оказывается недогруженной, центральная — перегруженной), существенно уменьшается скорость обработки зрительной информации (зрительный анализатор, быстро выделяющий в привычном режиме наиболее важные элементы изображения, работает в замедленном режиме, определяемом параметрами развертки изображения на дисплее). Особенно плохо ученики воспринимают текст, поскольку при этом зрительная система работает в малоэффективном режиме с узким полем концентрации внимания, что делает неактивной часть мозга и не позволяет рационально использовать резервы человеческого интеллекта.

Психологи обращают внимание на «переизбыток наглядности» — создатели программ учебного назначения стараются как можно более полно использовать возможности современной динамической графики, даже тогда, когда в мультимедиа-вставках нет необходимости, причем для большего зрительного впечатления используют яркие контрастные краски, спецэффекты — в результате отвлекается внимание от содержания, смысл его учениками не улавливается. Но известно, что динамичность и яркость деталей затрудняет выделение главного, и ученик становится невосприимчивым к содержательной информации» [5, с. 5].

Технические средства представляют собой систему, для использования которой необходимо найти научно обоснованные оптимальные варианты комплексного ее применения в системе методов обучения. В комплекс средств обучения мы включили как традиционные, так и современные средства обучения для комплексного использования новых информационных и традиционных технологий обучения в учебном процессе по физике в общеобразовательной школе. При подготовке комплекса ТСО к учебному занятию необходимо выбрать оптимальное их сочетание, а также методические приемы их использования. Каждое применяемое средство обучения обладает определенными дидактическими возможностями и имеет свою область применения, где оно наиболее эффективно. Комплекс средств обучения способствует проникновению в суть изучаемых явлений и процессов. Выявление необходимости включения в комплекс средств обучения того или иного средства происходит на основе знаний о его дидактических возможностях, на знаниях методических приемов работы с ним, а также в зависимости от того, какого рода деятельность будет осуществляться на уроке.

Высказывается мнение, что при работе с экранными объектами у учеников развивается зрительная память и образное мышление, но в то же время отмечаются обеднение речи, свертывание вербальных компонентов мышления, обеднение внутренней речи, поскольку в общении с компьютером нет необходимости четко формулировать понятия, рассуждать, доказывать. Мы считаем, что подобное может произойти только в том случае, если есть перекос в обучении в сторону общения ученик-компьютер. Организация учебного процесса с комплексным использованием средств новых информационных технологий и традиционных технических средств обучения позволяет применять активные методы обучения, что способствует лучшему усвоению учебной программы, выработке учебных умений (умение самостоятельно находить, перерабатывать и усваивать новую информацию) необходимых в учебе и повседневной жизни учащегося.

В связи с отрицательным влиянием средств новых информационных технологий на учащихся необходимо разработать методику их комплексного использования с учетом санитарно-гигиенических норм.

Наше исследование, является продолжением других, определяющих место и дидактическое назначение средств новых информационных технологий и традиционных ТСО на учебных занятиях и во внеклассной работе по физике учащихся 10-11 классов. Оно показывает, что средства новых информационных технологий в сочетании с традиционными техническими средствами обучения используются не только для предъявления учебного материала, но и для организации самостоятельной работы. Это связано с тем, что их применение дает возможность использовать нетрадиционные источники знаний, предоставляет большие возможности для творческой деятельности учащихся, позволяет реализовать новые формы и методы обучения.

Библиографический список

1.Бабанский Ю.К. Оптимизация учебно-воспитательного процесса: (Метод, основы).— М.: Просвещение, 1982.— 192 с.

2.Захаров А.М. Психолого-дидактические условия эффективного использования проекции в учебном демонстрационном эксперименте: монография.— Челябинск: ИИУМЦ «Образование», 2002.— 167 с.

ЗДрига И.И., Pax Г.И. Технические средства обучения в общеобразовательной школе: Учеб. пособие для студентов пед. ин-тов.— М.: Просвещение, 1985.— 271 с.

4.Новые педагогические и информационные технологии в системе образования: Учеб. пособие для студ. пед. вузов и системы повышения квалификации пед. кадров / Е.С. Полат, М. Ю. Бухаркина, М.В. Моисеева, А.Е. Петров; Под ред. Е.С. Полат. — М.: Академия, 1999. — 224 с.

5.Коротков А.М. Компьютерное образование с позиций системно-деятельностного подхода // Педагогика. — 2004. — №2. — С. 3-10. Статья поступила в редколлегию 24.04.07