«Теоретические основы моделирования и применения цифровых образовательных ресурсов в обучении информатике»

Анализ различных источников показал, что проблемы информатизации образования рассмотрены в работах И.В. Роберт; особенности подготовки учителей информатики, в области информационно-аналитической деятельности исследовались Е.А. Ракитиной, Е.С. Гайдамак, В.И.Фоминым и др. Вопросы проектирования и применения цифровых образовательных ресурсов представлены в работах Н.Н.Поярковой, Н.В.Александровой, Д.Н.Грибкова, Н.Е.Сурковой и др.

Таким образом, на основе выявленной актуальности исследования можно сформулировать следующее противоречие между необходимостью развития ИКТ-компетенцией педагога и вооружение ею обучающегося и недостаточным уровнем методической подготовки педагогического коллектива.

Актуальность исследования и недостаточная практическая разработанность определили выбор темы исследования: «Теоретические основы моделирования и применения цифровых образовательных ресурсов в обучении информатике».

Цель исследования: обоснование и разработка методических рекомендаций по моделированию и применению цифровых образовательных ресурсов в обучении информатике и ИКТ на современном этапе информатизации образования.

Объектом исследования является процесс обучения информатики.

Предметом исследования является приемы моделирования и применения цифровых образовательных ресурсов в обучении информатике.

Гипотеза исследования заключается в том, организация процесса обучения информатике будет эффективной, если в данном процессе учтены особенности применения информационных технологий; применяются специально смоделированные цифровые образовательные ресурсы.

Исходя из темы, цели и гипотезы, были поставлены следующие задачи исследования:

1. проанализировать методическую, психолого-педагогическую и научную литературу по проблеме исследования;

2. уточнить сущность и содержание понятия «цифровые образовательные ресурсы», решающие актуальные задачи информатизации образования;

3. определить и охарактеризовать этапы моделирования цифровых образовательных ресурсов;

4. разработать методические рекомендации по моделированию и применению цифровых образовательных ресурсов.

Для решения поставленных цели и задач применялись следующие методы исследования: анализ психолого-педагогической и методической литературы; анализ нормативных и аналитических материалов (в том числе, анализ федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования); наблюдение и анализ результатов деятельности педагогов и обучающихся, наблюдение за ходом процесса обучения, опрос и анкетирование.

Научная новизна исследования заключается в том, что: теоретически обоснована целесообразность использования разработанных цифровых образовательных ресурсов учителями информатики, которое является неотъемлемой частью профессиональных умений педагога.

Практическая значимость исследования: разработанная методика моделирования и применения цифровых образовательных ресурсов на уроках информатики.

Структура выпускной квалификационной работы отражает логику, содержание и результаты исследования и состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы.

Новейшие технологии поддерживают, как производство, так и социальную среду, включая в том числе и передачу информации, обеспечивая развитие информационных потребностей и появление информационных ресурсов. Возможность владения информационными ресурсами, стимулировала развитие новых информационных средств и систем. Новые средства, в свою очередь способствуют появлению новых информационных потребностей. Зарождение информационных технологий и появление компьютерных средств способствуют скачкообразному информационному развитию.

В современном обществе новейшие информационные технологий оказывают огромное влияние на все сферы жизнедеятельности человека, в частности и на образования. Педагоги все чаще включают их в свою методическую систему обучения. Однако, процесс информатизации образования не может произойти моментально, он является процессом постепенным и должен проходить непрерывно. В разработанной концепции информатизации образования охарактеризованы несколько этапов этого процесса. На первом этапе: начало массового внедрения средств ИКТ и в частности компьютеров; проводится научно-исследовательская работа по педагогическому освоению средств компьютерной техники и поиск путей ее оптимального применения для интенсификации процесса образования; происходит осознание сути и необходимости процессов информатизации; происходит подготовка в области ИКТ на всех ступенях образования. На следующем этапе – втором необходимо: освоение педагогами новых методов и форм обучения с применением компьютерной техники; начало разработка и освоение педагогами учебно-методического обеспечения; постановка проблемы пересмотра содержания образования, форм и методов обучения и воспитания. На третьем – заключительном этапе: пересмотр и внесение изменений содержания всех ступеней образования на основе процессов информатизации; смена методической основы обучения и освоение каждым педагогом широкого круга методов и форм обучения, поддерживаемых соответствующими средствами современных ИКТ.

Развитие информационных технологий, информационных ресурсов и , а также средств передачи информации повлияло на возникновение и усовершенствование средств ее фиксации и обработки, что способствовало зарождению и активному развитию компьютерных средства. Такие средства меняют структуру общения. Новые возможности компьютерной техники, которые с каждым годом наращиваются и воспринимаются сегодня в качестве того, что способствует развитию информационной деятельности человека и прогрессивного информационного развития общества. Анализ развития ИКТ и опыта их применения в образовательных целях за рубежом и в нашей стране выявил основные направления их применения в следующих областях: организация учебной деятельности обучающихся по работе с учебной информацией на основе использования технологии мультимедиа, ресурсов телекоммуникационных сетей, технологии связанных с созданием виртуальной реальностью; осуществление конструирования, моделирования и имитации, поддающихся описанию процессов, для создания учебных симуляторов и тренажеров, которые приближают деятельность обучающегося к реальности; разработка виртуальных миров, которые являются схемой или моделью реального мира и позволяют изучать процессы или закономерности для всестороннего анализа обучающимся; автоматизация контроля и оценки уровня знаний, умений и навыков, соответствующих возрастной категории обучающихся, с применением ИКТ.

Информация в переводе с латинского языка означает сообщение. Существует несколько определений данного понятия, рассмотрим несколько из них: сведения, не зависящие от формы их представления; знание, то есть позволяющая получившему их совершать целенаправленное действие; сообщение, которое уменьшает или устраняет неопределённость в выборе одной возможности из нескольких; мера сложности структур [33]. Также под информацией понимают структуру окружающего нас мира, способная влиять на процессы. Информационные процессы. Независимо от способа получения и хранения информация имеет единые характеристики. В настоящее время информация наряду с веществом и энергией считается фундаментальным понятием. Свойства информации: информация может накапливаться; информация не обладает свойством сохранения; информация может самоорганизовываться, порождая новую информацию. Накопление, изменения и преобразование информации способствовали трансформации общества и появлению информационного общества - это общество, в котором большинство трудоспособного населения занято производством, хранением, передачей, преобразованием и использованием информации. Информационная система – это организационно упорядоченная совокупность документов (информационных продуктов) и информационной инфраструктуры. (Примеры информационных систем - библиотеки, архивы, фильмотеки, базы данных, Internet.) Информационные ресурсы – это отдельные документы, массивы документов, которые входят в состав информационных систем.

Динамично развивающиеся информационно коммуникационные технологии (ИКТ) и их внедрение в образование, позволяет существенно и эффективно дополнить традиционные средства обучения, которые многие педагоги все с большей готовностью включают в свою методическую систему обучению. Использование цифровые образовательные ресурсы (ЦОР) предоставляет принципиально новые возможности для повышения эффективности учебного процесса. ЦОР — это средство наглядности в обучении, помощник в отработке практических умений обучающихся, в организации, проведении и объективности оценки и контроля достижений обучающегося (текущего контроля, самоконтроля), в работе со схемами, графиками, таблицами, условными обозначениями и прочее, в редактировании и форматировании текстов и исправлении ошибок в творческих работах учащихся.

Главной целью применения цифровых образовательных ресурсов является усиление интеллектуальных возможностей и способностей обучающихся в информационном обществе, а также повышение качества обучения на всех ступенях образовательной системы посредством применения ИКТ. Под цифровым образовательным ресурсом понимается – продукт, который используется в образовательных целях и для воспроизведения которого необходим компьютер. Можно выделить следующие основные дидактические цели применения ЦОР: интенсификация всех уровней образовательного процесса за счет применения современных ИКТ (повышение эффективности и качества обучения; усиление межпредметных связей; увеличение объема и оптимизация поиска информации; повышение активности учебно-познавательно деятельности); развитие личности обучающегося, его подготовка к жизни в информационного общества (формирование информационной культуры, умений осуществлять обработку и хранение информации и др.).

Технологии мультимедиа полезны для образовательной технологией, с присущими ей качествами гибкости, интерактивности и интеграции различных типов учебной информации, а также благодаря возможности учитывать индивидуальные способности и особенности обучающихся все это способствует повышению мотивации. Подобно использованию традиционных учебников, применение мультимедийных средств обучения обогащает процесс учения, а преподавания, если преподаватель представляет информацию, руководит, поддерживает и помогает учащемуся в процессе обучения. Как правило, презентации, с использование изображений или анимации, являются визуально более привлекательными, чем статический текст, и они могут поддерживать необходимый эмоциональный уровень, дополняющий представляемый материал.

Широкое распространение и внедрение ИКТ, напримере ЦОР, в образовательный процесс школы показало, что существуют также проблемы и недостатки при использовании ЦОР. Общим недостатком большинства существующих ЦОР является то, что после их разработки продолжаются исследования сфер внедрения и возможности их практического применения. К сожалению, редки случаи создания ЦОР с заранее определенными свойствами для реализации определенной методики обучения, методических приемов и решения дидактических задач. Разработке ЦОР, как правило, базируется на технологии программной реализации, а не на обучение и помощь обучающемуся. Выявлено множество негативных аспектов применения ЦОР. В частности возможное отсутствие обратной связи, рассеивание внимания, недостаточная доступность, времеемкость и многое другое. Рассеиванию внимания способствуют запутанные и сложные способы представления, которые могут стать причиной отвлечения пользователя от изучаемого материала. Нелинейная структура ЦОР содействует пользователю в следовании по предлагаемым ссылкам, что при неумелом использовании может отвлечь от основного порядка изложения материала. Большие объемы информации, представляемые в мультимедийных приложениях, могут отвлекать внимание в процессе обучения. Недостаточная интерактивность, то есть уровень интерактивного взаимодействия пользователя с мультимедиа-программой остается на достаточно низком уровне, и далек от уровня общения между людьми.

Следующий негативной стороной является – отсутствие обратной связи, так как возможности «обратной связи» с пользователем в мультимедийных обучающих приложениях, как правило, весьма ограничены. Персональный компьютер в большинстве случаев не может заменить очного педагога, а только расширяет его возможности. Обычно, «обратная связь» приложения ограничивается контролем ответов на уровне «правильно-неправильно», и не поддерживает возможности быстрого выбора различных стратегий обучения, и не предоставляет дальнейших объяснений по поводу верного/неверного (ошибочного) ответа. ЦОР не в состоянии определить индивидуальные потребности или трудности учащегося – это основная проблема применения ЭОР. Сложность возникает, если у обучающихся и педагога в недостаточной мере сформированы навыками владения ИКТ. Многие учителя, особенно в зрелом возрасте, могли никогда раньше не использовать компьютеры и средства мультимедиа в своей деятельности. Следует уделить внимание их обучению навыкам владения использования ЦОР [25].

Сложность создания учебных материалов – это одна из основных негативных сторон, так как это говорит о трудоемкости и экономических затратах. Так создание аудио, видео, графики и других элементов мультимедиа средств намного сложнее, чем написание традиционного текста. А так же времеемкость: как использование мультимедиа на уровне конечного пользователя, так и самостоятельное создание и внедрение мультимедийной информации требует достаточно больших затрат времени. Особенно много времени необходимо при создании мультимедийных средств обучения. Сложности настройки и использования программного и аппаратного обеспечения. Для обеспечения эффективного дидактического использования учебных мультимедиа материалов программное и аппаратное обеспечение должно быть надлежащим образом настроено. При этом мультимедийные средства обучения предъявляют более высокие требования к качеству и ресурсному составу применяемых средств информационных и коммуникационных технологий по сравнению с простыми средствами визуализации и редактирования текстов [26].

Таким образом, моделирование и применение ЦОР в образовательном процессе позволяет педагогам качественно изменить содержание, методы и организационные формы обучения, а также совершенствовать инструменты педагогической деятельности, повышаются качество и эффективность обучения. Итак, ЦОР имеют массу достоинств по сравнению с традиционными средствами обучения:: экономию времени на уроке; соединение различных технических средств обучения в одном; четкость изложения информации; привлечение большего объема информации; обработка информации в любом виде; установление межпредметных связей с основами информатики, вычислительной техники, физики, изменение отношения у учеников к компьютеру, как к игрушке; повышение уровня наглядности; повышение производительности труда. Отрицательные стороны: ограничения организационного плана; большая подготовительная работа учителя; возрастание зрительной нагрузки на учеников; усложнение процесса концентрации внимания; возможность нарушение взаимодействия педагог-обучающийся.