компьютерные обучающие системы начали применяться как средство обучения в каком году
Реферат. Преимущества и недостатки применения компьютерных обучающих систем.
Просмотр содержимого документа
«Реферат. Преимущества и недостатки применения компьютерных обучающих систем.»
Реферат по дисциплине:
«Информационные технологии в управлении образовательной организацией»
«Преимущества и недостатки применения компьютерных обучающих систем»
Волкова Наталия Николаевна
г.о. Жуковский 2019 год
История создания компьютерных обучающих систем …….. 4
Виды компьютерных обучающих систем ……………………5-6
Компьютерные обучающие системы в образовании их
преимущества и недостатки…………………………………6-9
Компьютерные обучающие программы составляют обширный класс средств, относящихся к образовательным информационным технологиям. На сегодняшний день они обеспечивают поддержку учебного процесса наравне с традиционными учебно-методическими средствами. Однако, по сравнению с традиционными учебно-методическими средствами КОС обеспечивают новые возможности, а многие существующие функции реализуются с более высоким качеством.
И поэтому целью данной работы является анализ преимуществ и недостатков применения современных компьютерных обучающих систем в современной системе образования. Оценка положительных и отрицательных свойств компьютерных обучающих систем, применяемых в современной школе, позволит, на мой взгляд, акцентировать внимание на наиболее болезненных аспектах данной проблемы.
История создания компьютерных обучающих систем
История развития любой отрасли науки интересна и поучительна. Развитие новых технологий всегда следовало за новыми открытиями в других подчас смежных областях развития человеческой мысли и потребностей общества. Технологии обучения всегда строились на новых теориях психологии обучения. Вторая половина двадцатого века ознаменовалась такими открытиями, которые оказали очень сильное влияние на развитие всех сторон жизни общества. Это в первую очередь относится к появлению персонального компьютера и современных средств коммуникации.
Компьютерные обучающие системы – это специально разработанные программные модули, котoрые применяются в образовательном процессе и предназначены для управления познавательной деятельностью oбучающихся, формирования и совершенствования их профессиональных компетенций. История появления компьютерных обучающих систем берет свое начало с середине прошлого века. Компьютерные технологии обучения в педaгогике появились одновременно с появлением промышленных компьютеров в образовательных учреждениях. Первой oбучающей системой на основе мощной ЭВМ фирмы Control Data Corporation была система Plato, разработанная в США в конце 1950-х годов 20-го века, которая развивалась в течение 20 лет. Эволюция компьютерных средств обучения прошла несколько этапов в своем развитии, от автоматизированных обучающих систем на основе ЭВМ до сетевых технологий на основе интернета. С начала 1980-х 20 века с появлением и широким распространением персонaльных компьютеров создание и использование обучающих программ стало массовым. С тех пор применение электронно вычислительных машин для математических расчетов было оттеснено на второй план, а основным их применением стали образовательные функции, в том числе обработка текстов и графики. С появлением первых образцов программ компьютeрного обучения в их создании стало принимать участие большое количество педагогов – практиков, в основном специалистов по техническим нaукам. В разрабатываемых программах рeализовывался практический опыт преподавания конкретных дисциплин с помощью персональных компьютеров. В силу того, что педагоги-теоретики долгое врeмя не принимали участие в разработке методологических основ этого нового направления в обучении, до сих пор нет общепризнанной психолого-педагогической теории компьютерного обучения. Таким образом, компьютерные обучающие программы создаются и применяются без необходимого учета принципов и зaкономерностей обучения.
Виды компьютерных обучающих систем
Существуют следующие виды КОС:
Интерактивная обучающая система – это компьютерная программа, которая предназначена для обучения и проверки знаний обучаемого в диалоговом режиме с применением современных средств компьютерного дизайна и технологии мультимедиа. Интерактивная обучающая система может работать в нескольких режимах: Обучение – предоставляет учебно-теоретический материал, оснащенный рисунками, схемами и видеофрагментами. В конце каждого раздела размещаются контрольные вопросы. Экзамен – режим проверки усвоения полученного материала, формирование оценки; Помощь – сведения об обучающей системе; Лектор – формирование преподавателем демонстрационного блока из рисунков, фотографий, видеофрагментов, которые входят в обучающую систему; Статистика – вывод информации об успеваемости обучаемого при работе с обучающей системой.
Тренажер-имитатор – компьютерная обучающая программа, которая моделирует технологические ситуации при работе технологического оборудования и которые требуют управляющих воздействий персонала. Тренажеры-имитаторы также могут работать в нескольких режимах: Навыки работы – предназначен для обучения управлением имитируемым технологическим оборудованием. Сначала все действия выполняются Мастером, а затем предполагается их самостоятельное повторение. Обучение – происходит управление технологическим оборудованием с целью приведения технологических параметров к нужному значению. Экзамен – для выполнения тех же технологических задач, что и в режиме обучение, но без помощи Мастера и с ограничением по времени. Помощь – сведения о работе с тренажером-имитатором. Преимущества тренажеров-имитаторов: максимально приближены к реальной обстановке при использовании графического 3D-моделирования технологических объектов и полномасштабного математического моделирования всех физико-химических процессов; дают возможность задавать и корректировать управляющие действия, контролировать все параметры по показаниям приборов на экранах дисплеев на технологической установке в лаборатории; предоставляют возможность выполнять учебно-тренировочную задачу с помощью Мастера, подсказывающего следующее действие; выполнение анализа действий ученика с выведением оценки каждого действия и протокола решения учебно-тренировочной задачи.
Обучающие – контролирующие системы и автоматизированные системы контроля знаний. Электронный учебник. Интерактивный учебный видеофильм. Интерактивная обучающая система и тренажер-имитатор обладают максимальной информативностью, которая позволяет достичь наибольшей эффективности преподавания материала. С их помощью можно организовывать обучение и осуществлять контроль за результатом использования.
Преимуществом использования компьютерных обучающих систем в учебном процессе является предоставление возможности оперативной переработки их содержимого, что соответствует высокому темпу технического прогресса и модернизации оборудования.
Компьютерные обучающие системы в образовании их
преимущества и недостатки
Современные технологии образования с использованием компьютерных форм обучения позволяют наглядно и динамично представить визуальную информацию, построить сам процесс обучения в активном взаимодействии обучаемого с обучающей системой. Основой этого являются следующие факторы: возможность быстрой и оперативной передачи и представления обучаемому информации любого объема, любого вида (визуальной и звуковой, статичной и динамичной, текстовой и графической); возможность оперативного изменения информации с рабочего компьютера преподавателя; хранение этой информации в памяти компьютера в течение необходимой продолжительности времени, возможность ее редактирования, обработки и т.д.; возможность интерактивности с помощью специальных аппаратных средств; возможность доступа к различным источникам информации, удаленным базам данных, работы с этой информацией; возможность организации электронных аудио и видеоконференций, деловых игр, в том числе в режиме реального времени и многие другие факторы. Компьютерные формы обучения обеспечивают большую доступность обучения – возможность учиться удаленно от места обучения и в любое время, что позволяет сформировать индивидуальный график обучения. Обучение с использованием компьютерных систем носит более индивидуальный характер, оно более гибкое, обучающийся сам определяет темп и время обучения, может возвращаться по несколько раз к отдельным темам, может пропускать отдельные разделы и т.д. Такая система обучения способствует формированию навыков самообразования, делает процесс обучения творческим и индивидуальным и интересным. Появляется возможность полного документирования процесса обучения – информация обо всех действиях обучаемого, его успехах и промахах может быть запротоколирована и использована в процессе обучения. Применение компьютерной графики, анимации, видео, звука, других мультимедийных компонентов дает возможность сделать изучаемый материал максимально наглядным, а потому понятным и запоминающимся. Это особенно значимо в тех случаях, когда обучающийся должен усвоить большое количество нейтральной информации – например, нормативных документов, инструкций, технологических карт. Применение компьютерных обучающих систем позволяет совместить усвоение знаний с приобретением навыков работы за счет комбинирования различных типов учебной информации и использования интерактивного взаимодействия обучающей системы и обучаемого. Диалоговый характер работы компьютера и его персональность способствуют повышению динамики познавательной деятельности. При традиционном классном обучении на уроке активно работает 20–30% учащихся. При обучении в классе, оснащенном ПК работа с компьютерной обучающей программой стимулирует обучающихся к деятельности и позволяет эффективнее контролировать их результаты. Для более глубокого и тонкого и детального учета индивидуальных особенностей учащихся разработаны компьютерные программы, с помощью которых ведется обучение – педагогические программные средства (ППС). Проведение входного теста дает возможность программе определить уровень обученности ученика, что позволяет соответственно этому уровню предлагать теоретический материал, вопросы и задачи, подсказки и помощь; легкий (базовый) уровень позволяет обучить слабых учеников, представить теоретические сведения максимально упрощено, представить легкие вопросы и задачи. Сложный (углубленный или профильный) уровень для обучения сильных учеников: теория предложена более научно, предлагается решение творческих задач, которые требуют изобретательности и интуиции. Между легким и сложным уровнем обучающая программа может учитывать более точное деление подготовленности учащихся. Также в числе преимуществ применения компьютерных обучающих систем в образовании можно выделить возможность самоконтроля и оперативного получения консультаций для обучаемых, возможность обеспечения перехода на инновационные методики и технологии.
Очевидно, что достоинства компьютерных форм обучения не ограничиваются вышесказанными. Так же очевидно, что у данных компьютерных систем обучения имеются и определенные недостатки. Их можно разделить на психологические, связанные с отсутствием «живого» общения с преподавателем, высокими требованиями к самоорганизации и технические, которые обусловлены несовершенством обучающей среды, технологий и телекоммуникационной инфраструктуры.
Журнал «Компьютер в школе« N1-4 2018 г.
Башмаков А. И., Башмаков И. А. Разработка компьютерных учебников и обучающих систем. М. 2003 г.
Российская педагогическая энциклопедия
КОМПЬЮТЕРИЗАЦИЯ ОБУЧЕНИЯ
Различают два направления компьютеризации (информатизации) обучения: овладение всеми способами применения компьютера в качестве средства уч. деятельности; использование компьютера как объекта изучения. Идеи применения компьютера как средства обучения (компьютерного обучения) возникли в 50-х гг. 20 в. в рамках программированного обучения. Вначале компьютер рассматривался как более совершенное в сравнении с другими устройствами техн. средство реализации обучающих программ, построенных в соответствии с принципами программированного обучения. В 1959 в школе № 444 г. Москвы под руководством С. И. Шварцбурда был начат эксперимент по изучению старшеклассниками программирования и основ вычислит, техники. Были разработаны и внедрены в школе факультативные курсы «Основы программирования», «Основы ЭВМ», «Основы кибернетики» и др. В уч.-производств. комбинатах осуществлялась проф. подготовка школьников по специальности «оператор-программист» и др. В 1975 основы алгоритмизации были введены в программу курса алгебры 8-х кл. ср. школы. По мере совершенствования техн. характеристик самого компьютера и его программного обеспечения, расширения его дидактич. возможностей утвердилась идея о принципиально новых свойствах компьютера как средства обучения. Компьютер позволяет строить обучение в режиме диалога, реализовать индивидуализиров. обучение, опирающееся на модель учащегося, его «историю обучения». Изменилась оценка роли и места компьютера в уч. процессе. Компьютер принято рассматривать в контексте новых информац. технологий обучения, к-рые включают технологии, значительно отличающиеся друг от друга прежде всего по заложенным в них теоретич. принципам, обучающим функциям и по способу их реализации.
Осн. особенности интеллектуальных обучающих систем (включают экспертные системы): управление уч. деятельностью с учётом всех её особенностей на всех этапах решения уч. задачи, начиная от постановки и поиска принципа решения и кончая оценкой оптимальности решения; обеспечение диалогового взаимодействия, как правило, на языке, близком к естественному. В ходе диалога может обсуждаться не только правильность тех или иных действий учащихся, но и стратегия поиска решения, планирования действий, приёмы контроля и т. д. В интеллектуальных обучающих системах индивидуализиров. обучение осуществляется на основе динамич. модели учащегося. Благодаря тому что компьютер может объяснить свои действия (включая стратегию поиска решения задачи), а учащийся получает возможность увидеть результаты этих действий, появляются новые возможности в рефлексии учащимися своей деятельности. Допускается постановка учащимся уч. задач и управление процессом их решения. В случае необходимости оказывается такая же помощь, как и в решении задач, генерируемых системой. Системы этого вида позволяют обеспечить распределение управляющих функций между компьютером и учащимся, передавая последнему по мере формирования уч. деятельности новые обучающие функции и обеспечивая тем самым оптимальный переход от учения (в рамках обучения) к самообучению. По мере накопления данных интеллектуальная обучающая система может совершенствовать свою стратегию обучения.
В интеллектуальных обучающих системах в отличие от традиц. систем компьютерного обучения решения заранее не программируются. Эти системы обрабатывают знания об уч. задаче, целях обучения, особенностях учащегося, способах оказания ему помощи и т. д. Если традиц. компьютерные системы могут реализовать заложенные в них программы, то интеллектуальная обучающая система сама строит.обучающую программу, выступает как «понимающее» устройство, к-рое принимает решение о том, как в данный момент оптимально построить процесс обучения конкретного учащегося. В отличие от традиц. компьютерных систем, к-рые функционируют на основе заложенного алгоритма, интеллектуальная обучающая система в соответствии с заложенной системой правил организует управление уч. деятельностью как эвристический процесс.
Наряду с интеллектуальными обучающими системами, в состав к-рых входит экспертная система, широкое распространение получили т. н. пассивные интеллектуальные обучающие системы. Они не содержат механизмов построения модели учащегося, не имеют пед. стратегии, функции обучения в них вырождены. Эти системы (компьютерные уч. среды, микромиры), построенные по принципу «учение без обучения» (ЛОГО), впервые были разработаны С. Пейпертом (США). С точки зрения автора, не компьютер обучает ребёнка, а ребёнок программирует компьютер, овладевая при этом совр. технологией.
Система компьютерного обучения включает техническое (компьютер), программное и учебное обеспечение. С точки зрения дидактики ядро компьютерного обучения составляет уч. обеспечение. В первых моделях компьютерного обучения уч. обеспечение реализовывалось с помощью единой обучающей программы, содержавшей компоненты, обеспечивающие управление уч. деятельностью: уч. текст, задание и оценку выполнения предыдущего задания, а в случае необходимости и нек-рую подсказку. По мере усложнения функций, возлагаемых на компьютер, усложнялось и уч. обеспечение. Так, для реализации диалога понадобились программы пользовательского интерфейса. Особенно усложнилась структура обучающей системы по мере роста её интеллектуальности. Были созданы программы для учёта истории обучения конкретного ученика, для построения его модели.
В совр. компьютерной системе процесс обучения поддерживается мн. программами. Комплекс программ, выполняющих одну или неск. взаимосвязанных функций в процессе обучения, называют модулем. Интеллектуальные обучающие системы содержат, как правило, след, модули: эксперт (по сути экспертная система), пед. модуль (обеспечивает управление уч. деятельностью), модель учащегося, пользовательский интерфейс.
К. о. оказывает существ, воздействие на все компоненты уч. процесса. Значит. влияние компьютера на содержание обучения обусловлено, с одной стороны, тем, что для учащегося стало доступным многое из того, что ранее считалось посильным лишь для специалиста высокой квалификации. Это стало возможным благодаря возможностям компьютера в наглядном представлении уч. содержания; применению компьютерных средств, реализующих идеи искусств, интеллекта, в частности экспертных систем, обеспечивающих усвоение разнообразных декларативных и процедурных знаний; предоставлению учащимся доступа к большим объёмам необходимой им информации, в т. ч. и непосредственно относящейся к решаемой ими задаче. С др. стороны, компьютер позволяет включить в содержание обучения разл. эвристич. средства, прежде всего стратегии поиска решения задач. Важное значение имеет и то, что компьютер создаёт реальные предпосылки для создания интегриров. уч. предметов, разработки содержания проф. обучения с учётом реальных производств. процессов, делает объектом изучения учащегося его собств. уч. деятельность.
Существ, изменения вносит компьютер в методы обучения. Это обеспечивается благодаря изобразит. возможностям компьютера; расширению круга уч. задач; широкой диалогизации уч. процесса, возможности моделирования совм. деятельности учителя и учащегося на всех этапах обучения, в т. ч. и при решении уч. задач; Значит. гибкости управления учебной деятельностью за счёт широкого варьирования «поля самостоятельности», т.е. тех отклонений от нормативного способа решения задач, при к-рых учащимся не предоставляется по мощь; широкой индивидуализации обучения, опирающейся на динамич. модель учащегося; психологически обоснованному распределению управляющих функций между компьютером и учащимся.
Использование компьютера в уч. целях вносит Значит. изменения в деятельность учащегося. Он освобождается от необходимости выполнения рутинных спе-раций, имеет возможность, не обращаясь к педагогу, получить требуемую информацию, в т. ч. и относящуюся к способу решения поставленной им самим конкретней уч. задачи; избавляется от страха допустить ошибку, осознавая, что она будет исправлена и не вызовет отрицат. реакции педагога; получает возможность приобщения к исследоват. работе.
Компьютер в качестве средства деятельности используется также и как консультант учителя при принятии им решений, относящихся к диагностике учащегося, оценке уч. материала, выбору метода обучения и т. д. В качестве отд. способов применения компьютера как средства деятельности можно выделить использование его как средства деятельности педагога-исследователя, разработчика программных средств, специалиста в области К. о.
Второе направление К. о., связанное с применением компьютера в качестве объекта изучения, в своем развитии также претерпело существ, изменения. В 60-х гг. в СССР цели компьютерной грамотности на уровне шк. обучения сводились преим. к знанию возможных применений компьютера и не предполагали умения практически пользоваться им для решения задач. В нач. 70-х гг. практич. владение ЭВМ связывалось с обучением школьников программированию. В этом направлении накоплен Значит. опыт, созданы метод. предпосылки К. о. Со 2-й пол. 70-х гг. изменился подход к определению сущности компьютерной грамотности, пересмотрена образоват. ценность разл. видов знаний и умений. Осн. акцент делается на решение задач с помощью компьютера (при этом программирование выступает лишь как этап решения) и рациональное использование матем. обеспечения (что, как правило, позволяет не программировать весь процесс решения задачи, а использовать готовые блоки стандартных программ).
Развитие К. о. связано также с расширением круга уч. задач; применение задач на моделирование и имитацию, задач нового типа, напр. на «погружение» уча-шихся в социальную среду или производств. ситуацию, на рефлексию учащимися своей деятельности. Осуществляется переход от эпизодического к сисТематич. применению компьютера в уч. процессе; к управлению уч. деятельностью не после решения уч. задачи, а в процессе её решения; широкой диалогизации уч. процесса. Системы с жёстким управлением заменяются системами, предоставляющими большие возможности для проявления активности учащихся. Повышается степень индивидуализации обучения. Появились принципиально новые средства информац. технологий обучения: учебные и игровые среды, экспертные системы, гипертекстные обучающие системы и др. Происходит интеллектуализация обучающих систем, растёт число систем, реализующих идеи и принципы искусств, интеллекта.
Несмотря на общий положит. эффект К. о., имеются малоэффективные обучающие системы, что обусловлено не только недостаточным опытом разработчиков, но и слабой изученностью теоретич. основ обучения. Использование компьютера в качестве средства обучения выявило необходимость пересмотра мн. теоретич. положений дидактики и пед. психологии. Так, экспертные системы, позволяющие довести учащегося до правильного решения задачи любой сложности, а также гипертекстные обучающие системы, предоставляющие учащемуся Значит. возможности в выборе последовательности изучения уч. материала, требуют внесения корректив в соответствующие принципы обучения.
Следует иметь в виду, что К. о. не решает все проблемы обучения, компьютер не может и не должен вытеснить из уч. процесса педагога, новые информац. технологии обучения не могут полностью заменить традиц. технологии.
Компьютеризация обучения за рубежом. По данным ЮНЕСКО (1986), ЭВМ используется в нач. и ср. школах 43 стран.
В США компьютерная грамотность определяется прежде всего как фактор подготовки к трудовой деятельности: на нач. этапе обучения учащиеся знакомятся с практич. использованием ЭВМ, на ст. ступенях внимание уделяется преим. формированию навыков программирования. Широко распространены домашние компьютеры. Многие обучающие программы носят игровой характер, к-рому отдаётся предпочтение благодаря его мо-тивац. ценности. Разработаны также моделирующие программы, позволяющие учащимся приобрести более глубокие знания и навыки, чем при работе с кабинетным оборудованием. В 1981 при Нью-Йоркском пед. колледже создан центр «Дети и компьютер» с целью изучения возможностей внедрения в шк. практику ЭВМ и её влияния на жизнь детей. Исследования, проведённые амер. учёными в кон. 80-х гг., наряду с положит. результатами применения компьютера в обучении, выявили, что длительное пребывание в области воздействия низкоинтенсивных магнитных полей вредно для здоровья детей. Широко используется компьютер в заочном обучении, разработаны курсы компьютерного обучения по 170 разл. специальностям и дисциплинам.
В Японии в 1983 компьютерным обучением были охвачены лишь 0,1% начальных, 1,8% младших, 45,6% средних школ, включая проф. уч. заведения. В 1985 эти показатели достигли соответственно: 2,1; 13,8 и 80,6. Решена проблема перевода иероглифов на язык компьютера. В докладе «Применение микрокомпьютеров в образовании» (1983) предсказывалась дальнейшая интенсификация компьютерного оснащения классов; подробно рассматривалась взаимосвязь между микрокомпьютером, школой и социализацией; излагался план обучения учителей компьютерной технологии.
В Великобритании микрокомпьютерами обеспечены все учащиеся 2-й ступени ср. школы. В основном осуществляется компьютеризация математики и естеств. наук. Программы ориентированы прежде всего на учащихся (обучающие). Информатика включена в число экзаменац. предметов. Компьютеры также используются при обучении родному языку и прежде всего при выработке у учащихся элементарной грамотности (навыки письма, почерк и пр.). В помощь школам организуются «передвижные классы», оснащённые 4 комплектами оборудования, необходимого для преподавания уч. предметов на основе ЭВМ. Широкое распространение получили игровые обучающие программы для детей всех возрастов, начиная с 5 лет. Большую помощь в работе с ЭВМ родителям и учителям оказывает журн. «Educa-tional Computing» («Компьютерное обучение»), к-рый ведёт постоянные рубрики о новых поступлениях матем. обеспечения, книгах для учителей и родителей и т. п. Рядом фирм Великобритании организован выпуск программ для детей дошк. возраста и мл. школьников с целью развития у них в домашних условиях навыков обращения с ЭВМ, нек-рые из программ имеют познават. характер (напр., программа «Пять утят» представляет комплект подпрограмм, рассчитанных на ознакомление детей с названиями цифр от 1 до 10 и приёмами элементарного счёта). Гл. производителями микро-ЭВМ для нач. и ср. школ являются фирмы Acorn, Sinclair, RWL. Основные языки программирования LOGO и BASIC.
В ФРГ компьютеризация обучения в школе ведётся по двум направлениям: создание спец. уч. предмета (курса) «Информатика» и интеграция знаний о компьютере и его применении в преподавании др. уч. дисциплин.
В Венгрии наряду с традиц. применением ЭВМ при обучении математике, физике компьютеры широко используются в преподавании иностр. языков, с их помощью составляются частотные словари для шк. учебников, предназначенные для разных ступеней обучения. Компьютер помогает упорядочить сложную систему в различении глаголов разных спряжений и классов и т. д.
В Болгарии обучение на основе ЭВМ осуществляется в курсах «Автоматизация произ-ва и ЭВТ», «Введение в кибернетику», а также при изучении дополнит, программ «Основы информатики» и «Программирование». Осуществлены практич. меры по массовому обучению молодёжи обращению с ЭВМ, пробуждению и развитию интереса к ней. Создан клуб «Компьютер», в секциях к-рого занимаются школьники, студенты, молодые рабочие, науч. работники. Спец. уч. кабинеты созданы при Мин-ве нар. образования. На базе сотрудничества объединения«Авангард »и корпорации «Программы и системы» функционирует нац. школа по обучению молодёжи обращению с отеч. компьютером «Правец». Открыты спец. секции и кружки при домах пионеров и станциях юных техников.