Наряду с открывающимися широчайшими перспективами использования в учебном процессе компьютерной техники, существует ряд проблем, строго очерчивающих круг применимости подобных технологий, и ограничивающих их технократическое влияние. Это:
1. Опасности для здоровья учащихся,
2. Стоимость программного обеспечения,
3. Быстрое устаревание программного обеспечения, компьютеров,
4. Обучение учителей,
5. Несоблюдение технологии.
Санитарные нормы, действующие в настоящие время в школе, разрабатывались в то время, когда визуальные, цветовые, контрастные, электромагнитные показатели компьютеров и их мониторов не позволяли работать за терминалом машины ребенку 10-17 лет больше 10-25 минут в сутки. Сегодня большинство поставляемых в школы компьютеров, если, конечно, это - не списанные где-то "ящики", являются машинами, соответствующими жестким европейским стандартам - MPR-II, TCO'95 и другим.
Монитор компьютера является самым "опасным" элементом. При этом современные технологии позволили снизить уровень электромагнитного излучения монитора до уровня таких бытовых приборов, как настольная лампа. Но мерцание монитора (80-100 Гц), даже по сравнению со старыми моделями (50Гц), по-прежнему утомляет глаза. В последние годы появились жидкокристаллические мониторы для настольных компьютеров. При большом размере экрана они имеют малые габариты (практически как большая книга), они практически не излучают и не мерцают, что делает их не более опасными для зрения, чем тетрадь или учебник. Четыре года назад, когда основная часть школ комплектовалась компьютерами, таких мониторов были очень дорогостоящими (около 1500 долларов). Сейчас жикокристалические мониторы существенно снизились в цене (около 400 долларов), и есть возможность комплектования ими школ. При таком уровне оснащения можно станет говорить о пересмотре информационной концепции образования.
Вторым серьезным препятствием на пути внедрения компьютерных технологий обучения в школе является немалая цена лицензионного программного обеспечения. Стоимость затрат на покупку программного обеспечения зачастую превышает стоимость самих компьютеров. Органы управления образования в своем большинстве прониклись мыслью о внедрении компьютеров в школах, во многих школах появляются современные компьютерные классы, но приобретение программного обеспечения пока не предусматривается. Таким образом в некоторых школах наблюдается следующая картина: школьники работают на суперсовременных компьютерах либо с ворованным "пиратским" программным обеспечением, либо с допотопным "Бейсиком".
Выходов из подобной ситуации может быть несколько:
· частные школы и некоторые муниципальные, берущие плату за дополнительные образовательные услуги могут позволить себе приобретение нескольких программ;
· крупные компании, например Microsoft, проводят акции поддержки образования и предоставляют свою продукцию бесплатно или за меньшую цену, но такой ход оказывается неприемлем для небольших фирм, занимающихся разработкой программного обеспечения специально для образования;
· логично было бы выделять средства из бюджета, но в нынешней экономической ситуации ближайшие годы это не представляется возможным;
· возможно использование принципиально бесплатного ПО, примером которого на сегодняшний день может являться операционная система Red Hat Linux и приложения для нее, получающая все большее и большее распространение во всем мире.
Еще одна трудность - революционный рост компьютерных технологий, при котором в последние годы оборудование и ПО безнадежно морально устаревают буквально за год-два. За подобными темпами система финансирования образования успеть не может. За рубежом практикуется бесплатное или почти бесплатное обновление лицензионного ПО и даже компьютерного парка для образовательных учреждений.
Такое быстрое развитие информационных технологий делает специалиста, не повышающего свой профессиональный уровень, практически дилетантом в среднем за 3-4 года. Этот факт диктует необходимость организации процесса непрерывного повышения квалификации как учителей информатики, так и учителей других предметов, использующих компьютерные технологии в своей работе. Это может решаться путем организации ежегодных курсов без отрыва от работы, самообразования. Большую перспективу предоставляют дистанционные курсы.
Особой трудностью может стать неумелое либо нецелесообразное, беспорядочное применение компьютерных технологий в учебном процессе. Согласно материалам недавнего исследования, проведенного в Соединенных штатах журналом Education Week, ученики, проводящие слишком много времени за освоением учебного материала с помощью компьютера, могут в итоге получить более низкие итоговые оценки за выполнение тестов. Причина, по мнению координатора проведенного журналом опроса "Technology Counts '98" (Итоги применения технологий '98) Крейга Джералда (Craig Jerald), состоит в том, что часть проводимого за компьютером времени на самом деле посвящается далеким от обучения целям.
Согласно результатам исследования, уровень оценок оказался на 20% ниже для тех учащихся, которые чаще других пользовались установленными в учебном классе компьютерами. Частое использование домашнего компьютера приводило к еще более значительному снижению успеваемости - на 26%.
Кроме того, оказалось, что некоторые виды компьютерного обучения способствуют повышению итоговых оценок, тогда как другие - скорее ведут к их снижению. В целом, чем лучше был подготовлен учитель, тем выше оказывались и результаты учеников.
Известно, что учитель в процессе своей работы должен не только передавать учащимся определенный объем информации, но и стремиться сформировать у своих подопечных потребность самостоятельно добывать знания, применяя различные средства, в том числе компьютерные. Чем лучше организована самостоятельная познавательная активность учащихся, тем эффективнее и качественнее проходит обучение. Компьютер позволяет повысить самостоятельность работы учащихся, которая необходима для перевода знаний извне во внутреннее достояние школьника, учитель может варьировать формы контроля над усвоением учебного материала. Это можно проиллюстрировать использованием компьютера при изучении темы "Применение определенного интеграла к вычислению площадей" на уроках математики. Подходящим программным средством в качестве компьютерной поддержки темы может использоваться электронные таблицы EXCEL. Разработка в ней задачи интегрирования позволяет, во-первых, освоить многие операции, изучаемые в программном средстве по предмету информационных технологий, и, во-вторых, закрепить материал по интегрированию в приложении к вычислению площадей. Тем самым значительно сокращаются затраты учебного времени по общим предметам. Программная разработка в EXCEL состоит из набора изучаемых функций; степенных, показательных, тригонометрических, для которых предлагается ввести соответствующие числовые коэффициенты и пределы интегрирования. В соседний столбец для каждой функции выведены формулы для вычисления первообразных с указанными коэффициентами и пределами интегрирования. После выбора функций значения интегралов и соответствующих им площадей рассматриваются автоматически. На графики выводятся подынтегральная функция и первообразная. Таким образом, имеется возможность графически и численно проанализировать характер функций и влияние на значение площади, то есть выполнить компьютерное моделирование. Поскольку первообразные находятся учащимися "ручным" способом и в электронную таблицу вводятся предварительно выведенные формулы, то работа с компьютером не сводится к механическим операциям и предполагает углубленное знакомство со свойствами функций и приобретения навыков их интегрирования. При этом представляется возможным дифференцировать темпы работы, обеспечить ее вариативность. Освоение программной среды становится более заинтересованным и эффективным.
Кроме описанной технологии применения популярного программного обеспечения, на уроках математики возможно применение специализированных программ, таких как "Живая Геометрия", "Курс математики 98" фирмы Компьюлинк, "Живая математика" фирмы Физикон, "Репетитор по математике" фирмы Кирилл и Мефодий, «Курс математики 2000 для школьников и абитуриентов». Применение таких программных продуктов позволяет визуализировать и сделать более наглядными многие математические понятия и абстракции, позволяют развивать пространственное воображение, организовывать контроль знаний. При применении их наряду с традиционными формами работы на уроке позволяют получать хорошие педагогические результаты. [4]
Компания «МедиаХауз» издала «Курс математики 2000 для школьников и абитуриентов», разработанный Л.Я. Боровским, построенный именно но такому принципу. Устанавливается программа довольно просто. После регистрации каждой темы появляется график, относящийся к какой-либо из входящих и нес задач, и окно, где можно выбрать эту задачу. Отметив требующуюся, следует указать вариант ее решения и максимально возможной оценки: автопилот (оценки нет), студент (три), доцент (четыре), профессор (пять). В процессе решения задачи требуется отвечать на задаваемые программой вопросы (выбрать один из нескольких вариантов или ввести формулу), которые ставятся на определенном этапе. На вопросы следует отвечать в течение определенного времени — каждая просроченная минута расценивается как ошибка. За каждый ответ проставляются оценки, которые заносятся в журнал. Все промежуточные преобразования программа выполняет и выводит на экран автоматически.