В результате использования обучающих ППС происходит индивидуализация процесса обучения. Каждый ученик усваивает материал по своему плану, т.е. в соответствии со своими индивидуальными способностями восприятия. В результате такого обучения уже через 1-2 урока (занятия) учащиеся будут находиться на разных стадиях (уровнях) изучения нового материала. Это приведет к тому, что учитель не сможет продолжать обучение школьников по традиционной классно-урочной системе. Основная задача такого рода обучения состоит в том, чтобы ученики находились на одной стадии перед изучением нового материала и при этом все отведенное время для работы у них было занято. По-видимому, это может быть достигнуто при сочетании различных технологии обучения, причем обучающие ППС должны содержать несколько уровней сложности. В этом случае ученик, который быстро усваивает предлагаемую ему информацию, может просмотреть более сложные разделы данной темы, а также поработать над закреплением изучаемого материала. Слабый же ученик к этому моменту усвоит тот минимальный объем информации, который необходим для изучения последующего материала. При таком подходе к решению проблемы у преподавателя появляется возможность реализовать дифференцированное, а также разноуровневое обучение в условиях традиционного школьного преподавания.
“Машинное” и человеческое мышление существенным образом различаются. Если машина “мыслит” только в двоичной системе, то мышление человека значительно многостороннее, шире и богаче. Как использовать компьютер, чтобы развить у учащихся человеческий подход к мышлению, а не привить ему некий жесткий алгоритм мыслительной деятельности?
Процесс внедрения информационной технологии в обучение школьников достаточно сложен и требует фундаментального осмысления. Применяя компьютер в школе, необходимо следить за тем, чтобы ученик не превратился в автомат, который умеет мыслить и работать только по предложенному ему кем-то (в данном случае программистом) алгоритму. Для решения этой проблемы необходимо наряду с информационными методами обучения применять и традиционные. Используя различные технологии обучения, можно приучить учащихся к разным способам восприятия материала: чтение страниц учебника, объяснение учителя, получение информации с экрана монитора и др. С другой стороны, обучающие и контролирующие программы должны предоставлять пользователю возможность построения своего собственного алгоритма действий, а не навязывать ему готовый, созданный программистом. Благодаря построению собственного алгоритма действий ученик начинает систематизировать и применять имеющиеся у него знания к реальным условиям, что особенно важно для их осмысления.
Работая с моделирующими ППС, пользователь может создавать различные объекты, которые по некоторым параметрам могут выходить за грани реальности, задавать такие условия протекания процессов, которые в реальном мире осуществить невозможно. Появляется опасность того, что учащиеся в силу своей неопытности не смогут отличить виртуальный мир от реального. Виртуальные образы могут сыграть и положительную дидактическую роль. Информационная технология позволит учащимся осознать модельные объекты, условия их существования, улучшая, таким образом, понимание изучаемого материала и, что особенно важно, их умственное развитие.
При планировании уроков необходимо найти оптимальное сочетание информационных технологий с другими (традиционными) средствами обучения. Наличие обратной связи с возможностью компьютерной диагностики ошибок, допускаемых учащимися в процессе работы, позволяет проводить урок с учетом индивидуальных особенностей учащихся. Контроль одного и того же материала может осуществляться с различной степенью глубины и полноты, в оптимальном темпе, для каждого конкретного человека. Информационную технологию наиболее целесообразно применять для осуществления предварительного контроля знаний, где требуется быстрая и точная информация об освоении знаний учащимися, при необходимости создания информационного потока учебного материала или для моделирования различных химических объектов.
При выборе ППС для реализации различных учебных задач необходимо учитывать их тип и структуру. Известно, что структура ППС зависит от его назначения. Так, основной функцией обучающей программы является обучение, контролирующей - контроль, а ППС обучающе-контролирующего типа совмещают в себе обе эти функции. Обучающие ППС предполагают наличие двух составляющих: демонстрационной, выводящей на экран информацию согласно заранее разработанного сценария и имитационно-моделирующей, позволяющей пользователю управлять динамикой изучаемого процесса. Демонстрационная часть программы предполагает, что все числовые данные и варианты ответов, а также художественные образы и графики, заложены разработчиками в компьютерную программу. Работая с этой частью программы, пользователь (учитель, ученик) в процессе демонстрации уже не имеет возможности включаться в технологический процесс и управлять им. Все (изменение параметров, скорость протекания реакции и т.д.) должно быть учтено на этапе составления такой программы и ее использование наиболее целесообразно при объяснении нового материала (лекции, семинары).
С методической точки зрения наибольший интерес представляет имитационно-моделирующая составляющая часть программы, которая позволяет ученику как бы “погрузиться” в изучаемый процесс, меняя те или иные его параметры, управлять этим процессом и достигать желаемые результаты. Здесь наиболее ярко проявляется присущая исключительно компьютеру обучающая функция программы.
Анализ отечественных и зарубежных ППС обучающе-контролирующего типа позволил выявить имеющиеся в них положительные и отрицательные моменты. К основным недостаткам можно отнести следующие: большинство разработанных ППС предназначены для изучения отдельных тем или разделов учебника, не учтены общедидактические и общепедагогические задачи, слабо развиты эффективные системы самоконтроля, отсутствует информационный поток знаний. К достоинствам следует отнести наличие редактора справочной информации, открытой (сопряженной с графическим редактором) библиотеки графических фрагментов, режима произвольно регулируемой лупы для корректировки деталей изображения и др.
К сожалению, при разработке традиционного курса химии не предполагалось использование информационной технологии, в связи с чем необходимо было разработать критерии отбора учебных тем, которые целесообразно изучать с применением информационной технологии. Критерии отбора учебных тем по химии для компьютерного обучения можно сформулировать следующим образом: учебный материал темы должен способствовать созданию информационного потока, используемого как для вывода теоретического знания, так и его применения; содержание темы должно предполагать возможности управления учащимися моделями химических объектов. Эти критерии, а также анализ школьных учебников для компьютеризированного курса, позволяют отобрать учебные темы традиционного курса, изучение которых можно проводить с использованием ПЭВМ.
Разработка специального учебного компьютерного курса выдвигает новые требования к отбору содержания, позволяющие формировать целенаправленные учебные информационные потоки. Критерии отбора содержания для такого курса можно свести к следующим положениям: 1) отбираемое содержание должно способствовать созданию потока информации; 2) отбираемый материал должен быть адаптирован для учащихся соответствующего возраста; 3) отбираемый материал должен включать различные виды наглядности; 4) отбираемое практическое содержание должно способствовать построению моделей объектов разного рода и выявлению закономерностей их функционирования; 5) конструкция содержания должна способствовать классификации и систематизации потока информации, предъявляемой учащимся.
Таким образом, очевидно, что применение информационной технологии в процессе обучения химии по традиционным программам возможно лишь эпизодически, при изучении отдельных тем. Для более полного и систематического применения информационной технологии в процессе обучения химии необходимо переработать школьные программы в соответствии с учетом возможностей.
Впервые ЭВМ применялись для проведения расчетов в ядерной физике, т. е. машины использовались как мощные программные вычислители[11]. Практика показала, с одной стороны, их высокую эффективность и, с другой — потенциальные возможности для решения других задач. Так постепенно ЭВМ осуществили «экспансию» в области ракетной техники (траектории ракет и спутников), метеорологии (прогнозы погоды), в техническом проектировании (выбор оптимальных решений, моделирование технических устройств), управлении (станками, транспортными средствами, технологическими процессами), научных исследованиях (автоматизация экспериментов, сбор и отработка информации, моделирование сложных систем и динамических процессов), в информационном обслуживании (хранение, поиск и выдача информации) и др. Сфера их применения постоянно расширяется.