Практическая работа №10
Средства обучения информатике
Цель: выявление средств обучения информатике
Средства обучения информатике
Цель: выявление средств обучения информатике
Ожидаемые результаты
Студенты должны знать:
- основные функции, реализуемые средствами обучения информатике;
- типологию средств обучения информатике;
- каким требованиям должен удовлетворять система средств обучения информатике;
уметь:
- подбирать комплекс средств обучения
.
.
Теоретические сведения
§ 1. Кабинет информатики
и ИКТ
Общие положения
Кабинет информатики и ИКТ
- это учебно-воспитательное подразделение
средней общеобразовательной и профессиональной школы, межшкольного
учебно-производственного комбината, оснащенное комплектом компьютеров,
учебно-наглядными пособиями, учебным оборудованием, мебелью, оргтехникой и
приспособлениями для проведения теоретических и практических, классных,
внеклассных и факультативных занятий по курсу информатики [5]. В реальной
ситуации информатизации образования, с учетом возможностей и условий
разработки, выпуска и приобретения дополнительного оборудования, системного и
прикладного программного обеспечения, появления новых методологических и
методических подходов в образовании, построение и применение компьютеров должно
вестись в соответствии со следующими принципами [5]:
адаптивности - способности непрерывного изменения и адаптации к
изменяющимся условиям и предъявляемым к ней требованиям;
интегрированности - полноты охвата решаемых задач, учета их внутренней
структуры и взаимосвязей между их составными частями;
унифицированности - обеспечения единства взглядов на содержание
процесса обработки и обмена информацией со стороны всех его участников, а также
единства внутренних и внешних интерфейсов;
распределенности - временного и пространственного распределения
выполняемых функций между компонентами вычислительной техники, размещенными на
взаимосвязанных вычислительных ресурсах;
персонализации - возможности
удовлетворения требований конкретного пользователя.
Допустимо применение только
технических и программных средств, которые удовлетворяют стандартам и
соглашениям принципа "открытых" систем. Средства вычислительной
техники в образовании должны быть рассчитаны на эксплуатацию в течение не менее
5 лет с момента приобретения. Поэтому приобретение морально устаревшего
оборудования представляется недопустимым, что необходимо учитывать при покупке
уже эксплуатировавшихся компьютеров и программного обеспечения. В кабинете
информатики и ИКТ проводятся:
*
занятия по информатике и ИКТ и отдельным общеобразовательным учебным предметам
с использованием электронно-вычислительной техники, мультимедиа средств, таблиц
и других учебно-наглядных пособий;
*
составление учащимися прикладных программ по заданиям учителей и руководства
школы для удовлетворения потребностей школы и базовых предприятий;
*
внеклассные и факультативные занятия по информатике;
* экспериментальные уроки и
практические занятия.
Дидактические и
учебно-наглядные пособия кабинета информатики и ИКТ включают:
*
задания для осуществления индивидуального подхода при обучении, организации
самостоятельных работ и упражнений учащихся на компьютерах;
*
комплект научно-популярной, справочной и методической литературы;
* набор лучших компьютерных
программ, созданных учащимися;
кроме того, в кабинете должны
быть:
*
журнал инструктажа учащихся по охране труда;
*
журнал отказов машин и их ремонта;
*
инвентарная книга для учета имеющегося в кабинете учебного оборудования;
*
аптечка первой помощи;
* средства пожаротушения.
Расстановка рабочих мест учащихся в кабинете
информатики и ИКТ должна обеспечить свободный доступ учащихся и подход
педагога во время урока к каждому рабочему месту ученика. Расстановка рабочих
мест в кабинете информатики и ИКТ может быть 3-х вариантов: периметральная,
рядами (1-3 ряда), центральная. Оптимальным вариантом с точки зрения
безопасности труда является периметральная расстановка. Размещение кабинета
информатики и ИКТ не допускается в цокольных и подвальных помещениях.
Некоторые требования к кабинету информатики и ИКТ (далее КВТ)
Площадь на одно рабочее место
во всех учебных и дошкольных учреждениях должна быть не менее 6,0 кв. м, а
объем - не менее 24,0 куб. м. Для отделки класса запрещается применять полимерные
материалы (древесностружечные плиты, слоистый бумажный пластик, синтетические
ковровые покрытия и др.), выделяющие в воздух вредные химические вещества. Рекомендуется
для отделки стен использовать звукопоглощающие материалы. Лаборантская комната
при КВТ должна быть площадью не менее 18,0 кв. м. Помещение КВТ необходимо
проветривать до и после каждого занятия. Для снижения пыли в КВТ рекомендуется:
*
не входить в помещение в КВТ в уличной обуви;
*
при входе в КВТ необходимо предусмотреть шкаф с полкой для хранения портфелей и
сумок;
* классную доску, на которой
пишут мелом, заменить доской, на которой пишут фломастером, легко снимающимся
влажной тряпкой или губкой.
Можно
применять демонстрационные телевизоры, соединенные с ПЭВМ, установленной на
столе учителя;
* ежедневно протирать экраны.
Конструкция рабочего стула
(кресла) должна обеспечивать поддержание рациональной рабочей позы при работе
за компьютером позволять изменять позу с целью снижения статического напряжения
мышц шейно-плечевой области и спины, для предупреждения развития утомления.
Экран видеомонитора должен находиться от глаз пользователя на оптимальном
расстоянии 600-700 мм, но не ближе 500 мм с учетом размеров алфавитно-цифровых
знаков и символов.
Требования к организации
занятий Для учащихся X-XI классов по
информатике должно быть не более 2 уроков в неделю, а для остальных классов - 1
урока в неделю с использованием компьютеров. Непрерывная работа за компьютером
не должна превышать:
*
для учащихся I класса (6 лет) - 10 мин.;
*
для учащихся II-V классов - 15 мин.;
*
для учащихся VI-VII классов - 20 мин.;
*
для учащихся VIII-IX классов - 25 мин.;
* для учащихся X-XI на первом
часу учебных занятий - 30 мин., на втором - 20 мин.
Время производственной практики
учащихся старших классов во внеучебное время с использованием компьютеров должно
быть ограничено для учащихся старше 16 лет 3 часами, а для учащихся моложе 16
лет - 2 часами, с обязательным соблюдением режима работы и проведением
профилактических мероприятий: гимнастики для глаз через 20-25 минут и
физических упражнений через 45 минут во время перерыва. Занятия в кружках с
использованием компьютеров должны организовываться не раньше, чем через 1 час
после окончания учебных занятий в школе. Это время следует отводить для отдыха
и приема пищи. Занятия в кружках с использованием компьютеров должны
проводиться не чаще 2 раз в неделю общей продолжительностью:
*
для учащихся II-V классов - не более 60 мин.;
* для учащихся VI класса и
старше - до 90 мин.
Недопустимо время всего занятия
отводить для проведения компьютерных игр с навязанным ритмом. Разрешается их
проводить в конце занятия длительностью до 10 мин. для учащихся II-V классов и
15 мин. для более старших школьников. Общая продолжительность занятий в школах
юных программистов должна быть в течение дня ограничена:
* для учащихся 8-10 лет одним
занятием в первую половину дня продолжительностью не более 45 мин.;
*
для учащихся 11-13 лет двумя занятиями по 45 минут: одно - в первой половине
дня и другое - во второй половине дня;
* для учащихся 14-16 лет тремя
занятиями по 45 минут: два - в первой половине дня и одно - во второй половине
дня.
Запрещается использование одного компьютера для двух и более детей
одновременно независимо от их возраста.
Средства организации работы
учащихся в компьютерном классе. Локальные сети.
Вычислительная сеть - это совокупность компьютеров, терминалов и внешних
устройств, соединенных каналами связи. В сети решаются прикладные задачи
пользователей и задачи управления сетью. В качестве физических каналов связи в
сетях могут служить: телефонные линии, кабели, волноводы, спутниковая связь
через космос и др. Все включенные в сеть компьютеры находятся в физической и
информационной связи между собой.
Локальные вычислительные
сети (ЛВС), кроме обработки
данных, обеспечивают надежную связь между компонентами, включенными в сеть, и
предоставляют пользователям ряд дополнительных услуг (электронная почта,
широковещательная связь, организация оперативных совещаний без отрыва от рабочих
мест и др.). ЛВС легко поддаются расширению, и их можно объединить в общую сеть
больших масштабов. В ЛВС в качестве основных компонентов используют ПЭВМ. ЛВС
свойственны следующие особенности:
*
вся ЛВС размещается на территории одного объекта (предприятия, НИИ, учреждения,
класса и т.п.),
*
ЛВС соединяет физически независимые средства обработки информации, которые
можно назвать обобщающим термином "узел",
*
каждый узел, включенный в сеть может взаимодействовать с любым другим,
* в ЛВС используются дешевые
средства передачи информации и дешевые интерфейсные устройства.
Основными характеристиками ЛВС
являются: топология, физическая связь, протоколы, функциональное назначение
устройств, наличие или отсутствие управляющего узла.
Топология сетей. Размещение узлов и соединений между ними
определяется топологией сетей. К классическим топологическим структурам сетей
относятся звездообразная, кольцевая, петлевая, шинная, древовидная.
В шинной сети информация
передается в сеть через узлы и распространяется во все стороны со скоростью,
близкой к скорости света. Узлы, подключенные к шине, могут принимать все
сообщения. В школьных кабинетах информатики получили большое распространение
звездообразные сети. В них рабочие места учеников подключены к головной машине
учителя, которая имеет ряд привилегий и, как правило, доступ к программному
обеспечению учащиеся получают через головную машину учителя. На основе
локальных сетей в кабинете информатики идет обмен информацией внутри одного
кабинета вычислительной техники по каналам учитель ученик (ученики), ученик
учитель. Локальные сети являются средством управления учебным процессом и
служат для организации постоянной обратной связи и удобства рассылки информации
от учителя к учащимся и обратно. Именно благодаря средствам поддержки локальных
сетей учитель информатики получает возможность индивидуализировать контроль за
процессом обучения, повысить уровень контроля за процессом усвоения знаний
учащимися.
§ 2.
Некомпьютерные средства обучения информатике
Понятие и
дидактические функции технических средств обучения
Еще основоположник
классно-урочной системы обучения Ян Амос Коменский отмечал: "...все,
что только можно, представлять для восприятия чувствами".
Учащиеся познают окружающий мир с
помощью всех органов чувств. Основными каналами получения информации являются
слуховой и зрительный анализаторы. Система "ухо-мозг" может попускать
в секунду до 50 бит информации. Пропускная способность зрительного анализатора
в 100 раз больше. Неслучайно около 90% всех сведений об окружающем мире
учащийся получает с помощью зрения, 9% - с помощью слуха и только 1% - с
помощью осязания. Следует отметить также, что из всех видов памяти у
большинства учащихся более всего развита зрительная. Все это объясняет
следующие факты. Человек, только слушая, запоминает 15% речевой информации, только
глядя - 25% видимой информации, а слушая и глядя - 65% информации. Исходя из
этих особенностей физиологии высшей нервной деятельности и основанной на них
психологии человеческого восприятия, педагогика и психология утверждают, что
наиболее высокое качество усвоения достигается при непосредственном сочетании
слова учителя и предъявляемого учащимся с помощью технических средств обучения
(ТСО) изображения в процессе передачи учебной информации. В современной
дидактике принцип наглядности понимается как систематическая опора не только на
конкретные предметы и их изображения, но и на их модели. Модель - условный
образ какого-либо объекта (системы объектов). Учебные модели воспроизводят лишь
отдельные, наиболее существенные стороны явления или процесса. Эти стороны
должны быть отражены правильно, адекватно, то есть должны быть изоморфны
изучаемому явлению. Изоморфизм и простота рассматриваются как отличительные
признаки наглядности. [3]
Одна из важнейших дидактических
особенностей ТСО - их высокая информационная насыщенность. Это открывает
большие возможности их применения как средств рационального использования
учебного времени, увеличения интенсивности обучения. Однако следует помнить,
что высокая информационная емкость не должна превышать возможностей восприятия
и усвоения учебной информации учащимися. Следующая важная дидактическая
особенность ТСО - это возможность преодолевать реально существующие
временные и пространственные соотношения. Например, длительно протекающие
процессы образования кристаллов или роста ветки дерева могут быть
продемонстрированы за очень короткий промежуток времени. Важной дидактической
особенностью ТСО является возможность глубокого проникновения в сущность
изучаемых явлений и процессов. ТСО позволяют ознакомить учащихся с явлениями,
которые трудно или невозможно воспроизвести в школьных условиях. Специфической
особенностью ТСО является показ изучаемых явлений в развитии, динамике.
Показ явлений в развитии отображает диалектическую взаимосвязь и
обусловленность в природе и обществе. Для решения этой задачи в распоряжении
ТСО есть современная сложнейшая аппаратура, различные варианты ускоренной и
замедленной съемки, мультипликация, подводная съемка и др. С помощью ТСО
учебную информацию сообщают через систему изображений-образов, что обеспечивает
усиленное эмоциональное воздействие на учащихся. В экранно-звуковых
средствах научная информация выражена с помощью искусства. Таким образом,
ТСО могут решить следующие задачи:
*
дать учащимся более полную и точную информацию об изучаемом явлении или объекте
и тем самым способствовать повышению качества обучения;
*
повысить наглядность обучения, и как следствие этого, сделать для учащихся
доступным такой материал, который при обычных способах изложения недоступен или
малодоступен;
*
повысить эффективность обучения и в известных пределах увеличить темп изложения
учебного материала;
*
удовлетворить наиболее полно запросы и естественную любознательность учащихся;
*
освободить учащихся от части технической работы и переключить сэкономленное время
на его творческую деятельность;
* облегчить труд учителя и
учащихся.
Типология
средств обучения В
зависимости от классификационного признака можно различать следующие средства
обучения, являющиеся носителями информации:
- по характеру использованного в
них материала (словесный и изобрази-тельный, конкретные языковые единицы и
схематический их показ);
* по видам восприятия
(зрительное, слуховое, зрительно-слуховое), на которое рассчитан этот материал;
* по способам подачи материала (с
помощью технической аппаратуры или без нее, в статике или динамике: готовые
таблицы и материал для их составления, картина, флипчарт, медиаклип);
* по организационным формам
работы с ним (фронтальная на основе демонстрационных пособий и индивидуальная
на основе раздаточного изобразительного материала).
Наиболее часто используемый
классификационный признак технических средств обучения (ТСО) - это по видам
восприятия. Обычно выделяют экранные средства обучения (ЭС), звуковые средства
обучения (ЗС) и экранно-звуковые средства обучения (ЭЗС). Средства, основанные
на компьютерных технологиях (средства информационных и коммуникационных
технологий - ИКТ), выделяются особо, поскольку имеют специфические свойства по
сравнению с другими средствами обучения.
§ 3. Комплексное
использование средств обучения на уроках информатики Общие положения
комплексного использования средств обучения Каждое применяемое средство
обучения обладает определенными дидактическими возможностями и имеет свою область
применения, где они наиболее эффективны. Транспаранты к графопроектору,
например, имеют неоспоримые преимущества перед диафильмом в тех учебных
ситуациях, когда необходимо поэтапное формирование понятий, и уступают ему при
иллюстрировании логически последовательного развития действия, связанного
определенной сюжетной линией. Изобразительные средства учебного кино
обеспечивают динамичный показ изучаемых явлений и процессов, что недостижимо
средствами статичной проекции, а использование звукозаписей целесообразно в
процессе формирования понятий посредством словесных образов.
Ни одно из
используемых средств обучения нельзя противопоставлять другому, так как каждое
из них имеет относительные преимущества перед остальными лишь в определенных
учебных ситуациях, при решении определенных дидактических задач. В то же время
каждое отдельно взятое средство обучения обладает ограниченными возможностями в
решении многообразных учебно-воспитательных задач. Например, как бы достоверно
учебный кинофильм не отражал явления действительного мира, между реальным
объектом и его изображением на экране существует различие. Поэтому кинофильм не
может заменить непосредственных наблюдений изучаемых явлений в природе или
воспроизведение их в учебном кабинете.
Практическая работа №8 "Организация и методы обучения информатике младших школьников"
Под комплексом
средств обучения понимают их совокупность, необходимую и достаточную для
изучения какой-либо темы учебной программы.
Комплекс характеризуется
определенной структурой, то есть последовательностью включения средств обучения
в учебный процесс во взаимосвязи и сочетаниях друг с другом. При подборе
средств обучения учитывают их дидактические возможности, задачи урока и
конкретные условия, в которых будут проводиться занятия. В каждом комплексе
можно выделить главный, доминирующий компонент, с которым связаны в той или
иной последовательности другие средства обучения, причем все они должны быть
согласованными, дополняющими друг друга.
Разработка комплекса средств обучения Разработка
комплекса средств обучения по отдельному вопросу программы состоит из следующих
операций [4]:
1. Определение задач обучения и
воспитания при изучении данного вопроса.
2. Определение характера и объема
знаний, которые должны усвоить учащиеся по учебнику.
3. Учет предшествующего
познавательного опыта учеников.
4. Элементарный анализ содержания
знания (используется прежде всего учебник).
5. Определение последовательности
передачи знаний, формирование умений и навыков.
6. Формирование шагов перехода от
незнания к знанию.
7. Методическая разработка
каждого шага:
*
моделирование познавательной деятельности учащихся;
*
проектирование методов обучения;
*
проектирование способов осуществления обратной связи и коррекции недостатков;
* определение состава и характера
средств обучения.
8. Разработка способов
систематизации, закрепления, применения и проверки знаний, приобретенных при осуществлении
всех шагов, и определение необходимых для этого средств обучения.
9. Составление номенклатуры
средств обучения для изучения данного вопроса.
Например, нам надо подобрать
комплекс средств обучения по теме "Системы счисления" в курсе
информатики.
Прежде всего, определим цель и
задачи изучения данной темы. Эта тема вводная при изучении устройства ЭВМ, но
имеет самостоятельное значение в связи с курсом математики. В школьном курсе
математики используется только десятичная система счисления, в то время, как
исторически существовали различные системы счисления, некоторые из которых
дошли до нас (двенадцатеричная - число месяцев в году; шестидесятеричная -
секунды и минуты и т. п.). Поэтому целью обучения можно поставить не только
умение переводить числа из двоичной системы счисления в десятичную и наоборот,
но и сообщение исторических сведений о различных системах счисления, перевод
чисел из систем с различным основанием. Следует иметь в виду, что учащиеся
обладают определенными знаниями по теме, не осознавая этого. Действительно, все
знают, что в году 12 месяцев, а в сутках 24 часа. Но почему именно 12 и два
раза по 12? Можно организовать изложение материала в форме проблемного
обучения, увлекая учащихся беседой. Такое изложение предполагает не только
продуманную постановку вопросов, но и демонстрацию рисунков исторического
содержания. Следовательно, на первом этапе урока нам понадобится мультимедиапроектор
и соответствующие рисунки. Показать приемы перевода из одной системы счисления
в другую учитель должен сам, поскольку подобные задачи учащиеся никогда раньше
не решали. Для этого ему понадобятся доска и мел или мультимедиапроектор,
интерактивная доска и фломастер. Курс информатики изучают в компьютерном
классе, поэтому при разработке комплекса будем учитывать возможность
использования вычислительной техники. Для организации деятельности учащихся по
закреплению приобретенных умений можно использовать программы по теме
"Двоичные системы счисления", которые часто встречаются в пакетах
прикладных программ учебного назначения. Такие программы, как правило, содержат
встроенную технологию обучения и предполагают прохождение двух этапов: обучение
и контроль. Преимущество использования подобных программ - индивидуализация
процесса закрепления учебного материала и контроль за усвоением знаний. Если Вы
предполагаете проводить урок в сильном классе, где большая часть учащихся
быстро и самостоятельно усваивают материал, и Вы уверены, что непонявших новую
тему будет настолько мало, что Вы сумеете индивидуально помочь им, то можно
сразу после объяснения предложить учащимся поработать с обучающей программой.
Если же класс не очень сильный, то целесообразно предварительно закрепить
полученные знания, работая со всем классом. В этом случае также можно использовать
компьютеры, точнее локальную сеть. Например, преподаватель рассылает по сети
число, сообщая из какой системы счисления в какую его надо перевести. Ученик,
первым приславший на головную машину верный ответ, показывает решение на доске
или кодоскопе. Можно через эпипроектор показать решение в его тетради.
Остальные учащиеся получают возможность сравнить свое решение с верным или
посмотреть, как надо было решить пример. Итак, для закрепления приобретенных
знаний в этом случае нужна будет локальная сеть и экранные средства обучения
(кодоскоп, эпипроектор и пр.). Контроль за усвоением знаний можно также
провести с помощью обучающей программы. Таким образом, разработанный комплекс
средств обучения по теме "Системы счисления" будет включать следующие
компоненты:
*
на этапе предъявления учебного материала - проектор для демонстрации рисунков;
*
на этапе закрепления - обучающая программа, локальная сеть, интеракивную доску
или проектор для демонстрации правильного решения;
* на этапе контроля - обучающие
программы.
Следует обратить внимание на то,
что наиболее важную роль играют носители информации: рисунки, программа и пр.
То есть, разработка комплекса начинается с определения содержательной его
части, а уже затем подбираются технические средства обучения.
Рекомендуемая литература
1.
Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным
электронно-вычислительным машинам и организация работы.//ИНФО.-2007. - № 4.- С.
3-8.
2.
Долматов В.П. Методические проблемы разработки базового курса информатики для
средней школы//Дис. ... к.пед.н., М.: 2012 г.
3.
Педагогико-эргономические условия безопасного и эффективного использования
средств вычислительной техники, информатизации и коммуникации в сфере общего
среднего образования // ИНФО. - 2009. - №№ 4, 5, 7.
4.
Педагогико-эргономические условия безопасного и эффективного использования
средств вычислительной техники, информатизации и коммуникации в сфере общего
среднего образования // ИНФО. - 2011. - № 1.
5. Софронова Н. В. Разработка
обучающих программ на основе инструментальных средств. – Чебоксары: ЧГПИ, 2015.
- 141
