Наибольший эффект имеют в обучении математике демонстрационные программы и программы – тренажеры, в которых образная составляющая понятий выдвинута на первый план. Подобные программные продукты дают, во-первых, возможность интерактивной работы, когда обучаемый сам становится участником события. Во вторых, в процессе обучения программированию учащиеся создают наглядные образы геометрических понятий (точка, фигура, преобразование и т.п). При этом многие понятия, известные из математики или представляемые пока интуитивно, более глубоко раскрывают свою сущность и становятся понятными именно на основе своего образного восприятия. Формирование математических понятий, таким образом, возможно проводить и по такой схеме: интуитивное представление – программа – графическое отображение (построение) – математический термин.
Компьютерные средства обучения называются интерактивными, если они обладают способностью «откликаться» на действия учащегося и преподавателя, «вступать» с ними в диалог. Компьютер можно использовать на всех этапах процесса обучения: при объяснении (введении) нового материала, закреплении, повторении, контроле знаний, умений и навыков. При этом на различных этапах урока он выполняет различные функции: преподавателя, рабочего инструмента, объекта обучения, сотрудничающего коллектива, досуговой (игровой) среды.
В функции преподавателя компьютер представляет:
- источник учебной информации (частично или полностью заменяющий преподавателя);
- наглядное пособие нового уровня с возможностями мультимедиа и телекоммуникациями);
- индивидуальное информационное пространство;
- тренажер;
- средство диагностики и контроля.
В функции рабочего инструмента компьютер выступает как:
- средство подготовки тестов, их хранение;
- текстовой редактор;
- графопостроитель, графический редактор;
- вычислительная машина больших возможностей;
- средство моделирования.
Функцию объекта обучения компьютер выполняет при:
- программировании, обучении компьютера заданным процессам;
- создании программных продуктов;
- применении различных информационных сред.
Сотрудничающий коллектив воссоздается компьютером как следствие коммуникации с широкой аудиторией (компьютерные сети), телекоммуникации в Internet.
Досуговая среда организуется с помощью:
- игровых программ;
- компьютерных игр по сети;
- компьютерного видео.
Работа учителя с компьютерными технологиями включает следующие функции:
- организация учебного процесса на уровне группы в целом, предмета в целом (график учебного процесса, внешняя диагностика, итоговый контроль);
- организация внутригрупповой активизации и координации (расстановка рабочих мест, инструктаж, управление внутригрупповой сетью и т.п.);
- индивидуальное наблюдение за учащимися, оказание индивидуальной помощи, индивидуальный «человеческий» контакт с учащимся. С помощью компьютера достигаются идеальные варианты индивидуального обучения, использующие визуальные и слуховые образы;
- подготовка компонентов информационной среды (различные виды учебного, демонстрационного оборудования, программные средства и системы, учебно-наглядные пособия и т.д.), связь их с предметным содержанием определенного учебного курса.
Один из остро дискуссионных вопросов касается того, в каких учебных предметах и на каких этапах обучения целесообразно использовать компьютер. Уместен вопрос: нужно ли это учащимся? Вряд ли можно дать однозначный ответ, однако напомним скептикам: было время, когда умножение и деление изучали не в школе, а только в университете, да и то не в любом.
Теоретическим фундаментом для построения эффективного компьютерного обучения в нашей стране могут стать психологические теории и концепции советских ученых П.Я.Гальперина и Н.Ф.Талызиной, Д.Б. Эльконина и В.В. Давыдова, А.М. Матюшкина и Т.В. Кудрявцева и др. Разумеется существующие теории строились безотносительно к компьютерному обучению и нуждаются в определенной доработке. Передача обучающих функций машине требует более глубокого исследования этих функций.
Наиболее разработана теория П.Я. Гальперина и Н.Ф. Талызиной, авторы которой уделяли внимание проблемам автоматического управления учебной деятельностью.
В связи с компьютеризацией обучения многие положения и понятия педагогической психологии и дидактики требуют уточнения. Так, для компьютерного обучения необходима такая трактовка метода обучения, которая допускает его операциональное описание и тем самым его технологизацию. Метод обучения реализуется, прежде всего: а) в системе обучающих воздействий; б) в способе включения учащихся в учебную деятельность; в) в «поле самостоятельности» учащегося (что характеризуется допустимыми отклонениями от нормативного способа решения учебных задач, при которых учащимся не оказывается помощь; г) в организационных формах обучения и модальности обмена информацией между обучающим (обучающим устройством) и обучаемым.
Возьмем для примера такой этап обучения, который, по мнению разработчиков обучающих программ, наиболее прост: изложение учебного материала. Но эта простота мнимая. Здесь недостаточно, как это часто делается, переложить текст учебника, снабдив его примерами и иллюстрациями, разбив на части и выделив основные положения. Чтобы успешно реализовать данный этап, необходимо, во-первых, проанализировать деятельность обучающего и обучаемого в их взаимодействии и, во-вторых, выявить то новое, что вносит компьютер во взаимодействие между ними. Анализ в терминах «говорит», «показывает» (применительно к деятельности учителя) и «смотрит», «слушает», «запоминает» (применительно к деятельности учащегося) малопродуктивен. Он не открывает пути организации взаимодействия учащегося с компьютером. Представляется плодотворной трактовка изложения учебного материала как педагогически направленного (то есть с учетом возрастных и индивидуальных особенностей обучаемых) осуществления (развертывания перед учащимися, воспроизведения) фрагмента учебной деятельности с включением (явным или неявным) учащихся в эту деятельность.
Воспроизведение учебной деятельности характеризуется следующими параметрами:
а) уровнем воспроизведения (предметно-содержательный, предметно-операциональный, рефлексивный); третий уровень – рефлексивный – не ограничивается изложением содержания изучаемых объектов и способов оперирования ими; он раскрывает, как бы выносит наружу процесс выработки основных интеллектуальных средств – гипотез, приемов анализа условий, поиска решения, способов контроля своих действий; для этого уровня характерно воспроизведение двух относительно самостоятельных деятельностей: предметной и деятельности, объектом которой является собственная деятельность;
б) содержанием, дополнительным к содержанию учебных курсов;
в) умственными действиями, необходимыми для усвоения содержания учебной деятельности;
г) включенностью учащихся в процесс воспроизведения учебной деятельности (имеется в виду также характер включенности: явная или неявная).
На этапе изложения учебного материала компьютер представляет собой мультимедийный источник учебной информации, частично или полностью заменяющий учителя. [8]
Применение компьютера на данном этапе эффективно, потому что:
1. Во первых, любая информация, представленная на компьютере воспринимается учащимися с огромным интересом. Это позволяет активизировать познавательную деятельность учащихся.
2. Во вторых, объяснение нового материала на компьютере происходит индивидуально для каждого учащегося. При желании он может вернуться на несколько шагов назад и просмотреть объяснение заново.
3. При чтении электронного учебника встречаются термины, понятия, выделенные цветом, так называемые гиперссылки. Гиперссылки – это прямая связь между различными частями информационного ресурса. Если ученик встретил незнакомое понятие, термин, теорему, то ему не нужно обращаться к справочнику или к дополнительной литературе, достаточно щёлкнуть кнопкой «мыши» на выделенном фрагменте. При этом происходит открытие того раздела учебника или справочника, в котором эти понятия даются более широко. Этот механизм является самым важным отличием электронных изданий от полиграфических.
4. Во многих электронных учебниках присутствует анимация (интерактивная модель). Она представляет собой картинку, которая «оживает» при нажатии на соответствующую кнопку мыши. Анимация позволяет более наглядно продемонстрировать теорему, понятие, свойство. Она дает возможность ученику увидеть то, что без компьютера он мог только представить, вообразить.
Очевидно, что компьютер обеспечивает разгрузку учителя от рутинных операций, создает реальные возможности для сосредоточения на творческих аспектах деятельности. Учитель, избавленный от необходимости контролировать каждый шаг в решении разнообразных учебных задач и в то же время получивший доступ к данным, которые раскрывают историю обучения каждого ученика, может больше внимания уделить индивидуальной работе с учащимися – как с отстающими, так и с особо одаренными, а также воспитательной работе.
Использование технологии Flash.
Технология Flash в последнее время сильно набрала популярность в областях отличных от WEB-дизайна, и часто не имеющих к WEB вообще никакого отношения. Одна из таких областей – разработка учебных пособий и демонстраций.
Сначала несколько слов об особенностях технологии Flash, которые позволяют рекомендовать ее в качестве инструмента оформления учебных материалов.
Технология Flash, прежде всего, – это технология векторной анимации. Такой подход дает большие преимущества перед традиционной покадровой анимацей (avi, mpeg). Векторная графика – чистое математическое описание каждого объекта на экране - в отличие от растровой графики, которая представляет собой, в простейшем, не сжатом виде, массив из точек разного цвета, очень нетребовательна к ресурсам для воспроизведения, занимает очень мало места, не искажается при масштабировании и поворотах. Анимация выполняется не в каждом кадре, а только в ключевых. Недостающие кадры не хранятся непосредственно в файле, а дорисовываются компьютером по заранее заданному закону. Это позволяет достичь невероятно малого размера результирующих файлов. Кроме того, фирма Macromedia (или сторонние производители) выпускает программные проигрыватели *.swf файлов почти для всех известных платформ и операционных систем.