Учебно-методическое пособие Казань 2012 удк 378. 16 004

Министерство образования Российской Федерации

КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

А. М. Ахмедова

Г. Р. Юнусова

КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ИННОВАЦИОННОЙ И ПЕДАГОГИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Учебно-методическое пособие

Казань — 2012

УДК 378.16:004

Ахмедова А. М., Юнусова Г. Р. Компьютерные технологии в инновационной и педагогической деятельности. Учебно-методическое пособие. – Казань:, 2012, – 80 с.

В учебном пособии приведены практические упражнения по дисциплинам связанным с использованием современных информационных и компьютерных технологий в педагогической деятельности:

Рекомендуется студентам вузов, обучающихся по педагогическим специальностям. Может использоваться для самостоятельного изучения с использованием технологий дистанционного обучения.

Рецензент: Галимянов А. Ф., кандидат физико-математических наук, доцент, Казанский государственный университет

© Казанский (Приволжский) федеральный университет, 2011

© А. М. Ахмедова,   Г. Р. Юнусова, 2011СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………..4

Тема 1. Основные понятия………………………………………………..4

1.1. Понятие инновации………………………………………………..4

1.2. Жизненный цикл инновации……………………………………..4

1.3. Инновации в образовании…………………………….…………..4

1.4. Понятие ИКТ………………………………………………………..4

Тема 2. Информационные и компьютерные технологии (ИКТ) в образовании………………………………………………………………..…..4

2.1. Роль ИКТ в образовании……………………………………..4

2.2. Задачи информатизации образования………………………..4

2.3. Основные педагогические цели использования ИКТ в образовании…………………………………………………………..…..4

2.4. Преимущества использования ИКТ в образовании перед традиционным обучением…………………………………….……4

2.5. Основные направления использования ИКТ в учебном процессе…………………………………………………………..……..4

Тема 3. Средства ИКТ используемые в образовании…………………..4

3.1. Аппаратные средства ИКТ……………………….………..…..4

3.2. Программные средства ИКТ…………………………………..4

3.3. Основные типы компьютерных программ учебного назначения………………………………………………………….………..4

3.4. Методические цели использования компьютерных программ учебного назначения………………….……..……………………..4

3.5. Основные направления внедрения компьютерных технологий в образование……………………………………….…………..4

Тема 4. Мультимедийные средства в системах коммуникаций и обучения

4.1. Понятие мультимедиа и история её развития

4.2. Принципиальные преимущества мультимедийных средств в обучении.

4.3. Система требований к педагогам, использующим мультимедийные ресурсы в образовательной деятельности

Тема 5. Электронные средства учебного назначения

5.1. Обучающие программы

5.2. Компьютерные учебники

5.3. Компьютерные средства контроля знаний

5.4. Использование в образовательных целях глобальной компьютерной сети Интернет.

Тема 6. Дистанционное обучение

6.1. Понятие о дистанционном обучении (ДО).

6.2. Принципы функционирования дистанционного обучения

6.3. Технология обучения в системе дистанционного образования (ДО)

Тема 7. Информационные технологии в научной деятельности

УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ….………5

Лабораторная работа №1 Использование стандартных приложений Microsoft Office в учебно-методической работе учителя………..………6

Лабораторная работа №2 Разработка учебно-методических материалов по определенной теме данного общеобразовательного предмета с использованием компьютерных технологий (Microsoft Power Point)..19

Лабораторная работа №3 Разработка теста по заданной теме школьного курса с использование инструментальных программных средств……25

Лабораторная работа №4 Создание обучающего Web-сайта…… …..29

ЛИТЕРАТУРА…………………………………………………….………62

ПРИЛОЖЕНИЕ ………………………………………………………….63

ВВЕДЕНИЕ

В пособии приведены лабораторные работы (упражнения) для практических занятий по курсу «Компьютерные технологии в инновационной и педагогической учебной деятельности». В основе курса изучаются возможности использования современных компьютерных технологий в учебном процессе:

использование стандартных приложений Microsoft Office в учебно-методической работе учителя;

разработка учебно-методических материалов по определенной теме данного общеобразовательного предмета с использованием компьютерных технологий (Microsoft Power Point);

инструментальные средства разработки программных средств учебного назначения, в том числе реализующие возможности Интернет и мультимедиа технологий;

Все лабораторные работы содержат четкий алгоритм выполнения. Научиться работать с информацией и выполнять алгоритмы — одна из задач нашего курса. Поэтому мы приводим некоторые указания, которые помогут вам избежать лишних вопросов при выполнении лабораторных работ, и вы успешно освоите учебный материал.

Тема 1. Основные понятия

1.1. Понятие инновации

Понятие «инновация» (лат. – обновление, новшество или изменение) имеет междисциплинарный характер и является одним из самых популярных в современных социальных исследованиях.

Это понятие впервые появилось в исследованиях культурологов в XIX веке и означало введение некоторых элементов одной культуры в другую. В начале XX века сформировалась новая область знания – наука о нововведениях, в рамках которой стали изучаться закономерности технических нововведений в сфере материального производства. В 30-е годы в США утвердились термины «инновационная политика фирмы», «инновационный процесс». В 60 – 70- е годы на Западе получают большой размах эмпирические исследования новшеств, осуществляемых фирмами и другими организациями.

Первоначально предметом изучения инноватики были экономические и социальные закономерности создания и распространения научно-технических новинок. Она складывалась как междисциплинарная область исследований на стыке философии, психологии, социологии, теории управления, экономики и культурологии. К 70-м годам наука о нововведениях стала сложной, разветвленной отраслью.

1.2. Жизненный цикл инновации

Рассматривая структуру инновационного процесса ученые выделяют следующие этапы «жизненного цикла» нововведения:

1. Этап – рождения новой идеи и возникновения концепции новшества (открытие), которое является результатом фундаментальных и прикладных научных исследований

2. Этап – изобретения, т.е. создания новшества, воплощенного в какой-либо объект, материальный или духовный продукт – образец.

3. Этап – нововведения, на котором находит практическое применение полученное новшество, его доработка; завершается этот этап получением устойчивого эффекта от новшества.

После этого начинается самостоятельное существование новшества. В фазе использования новшества выделяются дальнейшие этапы:

4. Этап – распространения новшества, заключающийся в его широком внедрении в новые сферы.

5. Этап – господства новшества в конкретной области, когда новшество теряет свою новизну. Завершается это этап появлением эффективной альтернативы или замены данного новшества более эффективным.

6. Этап – сокращения масштабов применения новшества, связанный с заменой его новым продуктом.

Конкретный инновационный процесс не обязательно должен включать все рассмотренные этапы в их строгой последовательности и неразрывности. Указанные этапы могут иметь различную продолжительность.

1.3. Инновации в образовании

Педагогические инновационные процессы стали предметом специального изучения ученых на Западе примерно с конца 50-х годов, а в российской образовательной системе — с 1980-х гг.

Развитие педагогической инноватики в нашей стране связано с возникновением противоречия между имеющейся потребностью в быстром развитии школы и неумением педагогов её реализовать. В связи с этим обострилась потребность в новом знании, в осмыслении новых понятий «новшество», «инновация», «инновационный процесс» и др.

Понятие «педагогическая инноватика» рассматривается как самостоятельная отрасль педагогической науки, имеющая собственный оригинальный объект, предмет и методы исследования.

В контексте образовательной деятельности инновация предполагает введение нового в цели, содержание, методы и формы обучения и воспитания, организацию педагогического процесса.

Образовательная инновация — многоаспектная сфера науки, изучающая процессы развития высшей школы, создание новой практики образования. Инновационные механизмы развития системы образования включают создание творческой атмосферы, социокультурных и экономических условий для принятия и действия разнообразных нововведений, инициирование развития поисковых образовательных систем, интеграцию наиболее перспективных нововведений и продуктивных проектов в реально действующие образовательные системы и перевод накопленных инноваций в режим постоянно действующих поисковых и экспериментальных образовательных систем.

Образовательную инновацию можно разделить: на новое знание как продукт научного исследования и образовательную технологию как услугу по новому способу изучения.

В педагогической литературе выделяются два типа инновационных процессов в области образования:

Первый тип – инновации, происходящие стихийно, без точной привязки к самой порождающей потребности либо без полноты осознания всей системы условий, средств и путей осуществления инновационного процесса. Инновации этого рода не всегда связаны с полнотой научного обоснования, чаще они происходят на эмпирической основе, под воздействием ситуативных требований. К инновациям этого типа можно отнести деятельность учителей-новаторов, воспитателей, родителей и т.д.

Второй тип нововведений – инновации в системе образования, являющиеся продуктом осознанной, целенаправленной, научно культивируемой междисциплинарной деятельности.

1.4. Понятие информационных и компьютерных технологий

В настоящее время широкое распространение получили информационные технологии, под которыми понимается система научных и инженерных знаний, а также методов и средств, которая используется для создания, сбора, хранения и обработки информации безотносительно к предметной области, в которой создается и используется данная информация.

Новые информационные технологии (НИТ) – это совокупность внедряемых в систему образования принципиально новых средств и методов обработки данных, передачи, хранения и отображения информационного продукта с наименьшими затратами и в соответствии с закономерностями УВП.

Образовательная технология – это способ реализации содержания обучения, предусмотренного учебными программами, представляющий систему целей, форм, методов и средств обучения. Образовательные технологии, реализуемые с использованием средств информационно-вычислительной техники, называют образовательными компьютерными информационными технологиями (КИТ), а также новыми информационными технологиями обучения (НИТО). Наряду с этим можно говорить о новых образовательных технологиях, где новизна технологий обусловлена не применением вычислительной техники, а психолого-педагогическими закономерностями, приемами, на которые они опираются.

Под информационной технологией обучения в профессиональной подготовке специалистов понимается система общепедагогических, психологических, дидактических, методических процедур взаимодействия педагогов и обучаемых с учетом технических и человеческих ресурсов, направленная на проектирование и реализацию содержания, методов, форм и информационных средств обучения, адекватных целям образования, особенностям будущей деятельности и требованиям к профессионально важным качествам специалиста.

Тема 2. Информационные и компьютерные технологии (ИКТ) в образовании

2.1. Роль ИКТ в образовании

До середины 1950-х годов в мировой педагогике попытки «технологизировать» учебный процесс были в основном сосредоточены на использовании различных технических средств обучения (ТСО). Значительное внимание в педагогической технологии отводилось и продолжает отводиться вопросам развития и максимального использования образовательных возможностей ТСО: охват аудиторий учащихся, увеличение информационной емкости и пропускной способности технических средств, индивидуализация подачи учебной информации.

К настоящему времени произошел переход от таких традиционных массовых средств информации, как учебные радио и телевидение, к НИТ (ПК, компьютерные банки данных, электронные информационные сети и т. п.). Урок с использованием ИТ по отношению к основному (организованному) учебному процессу может проходить как дополнительное (включенное) или независимое. Дополнительное – это использование ТСО в иллюстративных целях или в качестве средств вспомогательной подачи информации в самом ходе учебного процесса на тех или иных этапах (например, подача информации, проверка и оценка знаний). Независимое — это использование учебных курсов на базе автоматизированных обучающих программ вне организованного учебного процесса в обучающих центрах или при самостоятельном обучении на ПК.

В последние годы встает вопрос: как использовать компьютерные технологии в обучении и нужны ли они. Отказываться от новых внедрений нецелесообразно, т. к. современные ИКТ предоставляют огромные возможности для развития процесса образования. Например, они:

позволяют реализовывать принципы дифференцированного и индивидуального подхода к обучению.

можно использовать как для очного, так и для дистанционного обучения (ДО); в условиях как городской, так и сельской школы.

дают возможность реализовывать мировые тенденции в образовании, возможность выхода в единое мировое информационное пространство.

позволяют повысить уровень самообразования, мотивацию учебной деятельности;

дают совершенно новые возможности для творчества, обретения и закрепления различных профессиональных навыков.

дают учителю возможность выбора оптимального набора технологий для организации учебного процесса, с учетом индивидуальных качеств обучаемых и специфических особенностей конкретных предметных областей.

позволяют учителям с высокой скоростью обмениваться опытом, благодаря дистанционному общению, а также повышать квалификацию и познавать новые методы обучения.

и т. д.

Используя системы мультимедиа, стало возможным создание электронных учебников, которые более наглядно, красочно и с мобильным доступом информации объяснят материал ученику.

Мультимедийные технологии открывают возможности преподавателям отказаться от свойственных традиционному обучению рутинных видов деятельности преподавания, предоставив ему возможность использовать интеллектуальные формы труда, освобождают от изложения значительной части учебного материала и рутинных операций, связанных с отработкой умений и навыков.

Благодаря новым мультимедиа технологиям, стало возможным использовать компьютерные программы как иллюстративный материал, проводить тестирование и контрольные работы, решать творческие задачи, участвовать в дистанционных уроках, сочетать традиционные домашние задания с заданиями, для выполнения которых используются компьютеры, создавать уроки-игры для каждого ученика и др.

Кроме этого, внедрение НИТ в учебный процесс дает возможность ученику не только лучше выучить школьный предмет, но и научиться свободно владеть компьютером.

При работе с мультимедийными технологиями учащиеся с самого начала вовлечены в активную познавательную деятельность. В ходе такого обучения они учатся не только приобретать и применять знания, но и находить необходимые для них средства обучения и источники информации, уметь работать с этой информацией.

2.2. Задачи информатизации образования

Повышение качества подготовки специалистов на основе использования в учебном процессе современных ИТ;

Применение активных методов обучения, повышение творческой и интеллектуальной составляющих учебной деятельности;

Интеграция различных видов образовательной деятельности (учебной, исследовательской и т.д.);

Адаптация ИТО к индивидуальным особенностям обучаемого;

Разработка НИТ обучения, способствующих активизации познавательной деятельности обучаемого и повышению мотивации на освоение средств и методов информатики для эффективного применения в профессиональной деятельности;

Обеспечение непрерывности и преемственности в обучении;

Разработка ИТ дистанционного обучения;

Совершенствование программно-методического обеспечения учебного процесса;

Внедрение ИТО в процесс специальной профессиональной подготовки специалистов различного профиля.

Одной из важнейших задач информатизации образования является формирование информационной культуры специалиста, уровень сформированности которой определяется, во-первых, знаниями об информации, информационных процессах, моделях и технологиях; во-вторых, умениями и навыками применения средств и методов обработки и анализа информации в различных видах деятельности; в-третьих, умением использовать современные информационные технологии в профессиональной (образовательной) деятельности; в-четвертых, мировоззренческим видением окружающего мира как открытой информационной системы.

2.3. Основные педагогические цели использования ИКТ в образовании

1) Интенсификация всех уровней учебно-воспитательного процесса за счет применения средств современных ИТ:

повышение эффективности и качества процесса обучения;

повышение активности познавательной деятельности;

углубление межпредметных связей;

увеличение объема и оптимизация поиска нужной информации.

2) Развитие личности обучаемого, подготовка индивида к комфортной жизни в условиях информационного общества:

развитие различных видов мышления;

развитие коммуникативных способностей;

формирование умений принимать оптимальное решение или предлагать варианты решения в сложной ситуации;

эстетическое воспитание за счет использования компьютерной графики, технологии мультимедиа;

формирование информационной культуры, умений осуществлять обработку информации;

развитие умений моделировать задачу или ситуацию;

формирование умений осуществлять экспериментально–исследовательскую деятельность.

3) Работа на выполнение социального заказа общества:

подготовка информационно грамотной личности;

подготовка пользователя компьютерными средствами;

осуществление профориентационной работы в области информатики.

2.4. Преимущества использования ИКТ в образовании перед традиционным обучением

Информационные технологии значительно расширяют возможности предъявления учебной информации. Применение цвета, графики, звука, всех современных средств видеотехники позволяет воссоздавать реальную обстановку деятельности.

Компьютер позволяет существенно повысить мотивацию учащихся к обучению, например, за счет применения адекватного поощрения правильных решений задач.

ИКТ вовлекают учащихся в учебный процесс, способствуя наиболее широкому раскрытию их способностей, активизации умственной деятельности.

Использование ИКТ в учебном процессе увеличивает возможности постановки учебных задач и управления процессом их решения. Компьютеры позволяют строить и анализировать модели различных предметов, ситуаций, явлений.

ИКТ позволяют качественно осуществлять контроль деятельности учащихся, обеспечивая при этом гибкость управления учебным процессом.

Компьютер способствует формированию у учащихся рефлексивного мышления. Обучающая программа дает возможность учащимся наглядно представить результат своих действий, определить этап в решении задачи, на котором сделана ошибка, и исправить ее.

2.5. Основные направления использования ИКТ в учебном процессе

Попытаемся систематизировать, где и как целесообразно использовать информационные технологии в обучении, учитывая, что современные компьютеры позволяют интегрировать в рамках одной программы тексты, графику, звук, анимацию, видеоклипы, высококачественные фотоизображения, достаточно большие объемы полноэкранного видео, качество которого не уступает телевизионному:

1) При изложении нового материала — визуализация знаний (демонстрационно — энциклопедические программы; программа презентаций Power Point);

 2) Проведение виртуальных лабораторных работ с использованием обучающих программ типа «Физикон», «Живая геометрия»;

 3) Закрепление изложенного материала (тренинг — разнообразные обучающие программы, лабораторные работы);

4) Система контроля и проверки (тестирование с оцениванием, контролирующие программы);

5) Самостоятельная работа учащихся (обучающие программы типа «Репетитор», энциклопедии, развивающие программы);

6) При возможности отказа от классно-урочной системы: проведение интегрированных уроков по методу проектов, результатом которых будет создание Web-страниц, проведение телеконференций, использование современных Интернет-технологий;

7) Тренировка конкретных способностей учащегося (внимание, память, мышление и т.д.).

Тема 3. Средства ИКТ используемые в образовании

3.1. Аппаратные средства ИКТ

Компьютер — универсальное устройство обработки информации

Принтер — позволяет фиксировать на бумаге информацию найденную и созданную учащимися или учителем для учащихся.

Проектор — радикально повышает: уровень наглядности в работе учителя, возможность учащимся представлять результаты своей работы всему классу.

Телекоммуникационные средства – дают доступ к российским и мировым информационным ресурсам, позволяют вести дистанционное обучение, переписку с другими школами.

Устройства для ввода текстовой информации и манипулирования экранными объектами (клавиатура, мышь и др.), а также устройства рукописного ввода. Особую роль эти устройства играют для учащихся с проблемами двигательного характера, например, с ДЦП.

Устройства для записи визуальной и звуковой информации (сканер, фотоаппарат, видеокамера и др.) — дают возможность непосредственно включать в учебный процесс информационные образы окружающего мира. Аудио-видео средства обеспечивают эффективную коммуникативную среду для воспитательной работы.

Устройства регистрации данных (датчики с интерфейсами) — существенно расширяют класс физических, химических, биологических, экологических процессов, включаемых в образование для сокращения учебного времени, затрачиваемого на рутинную обработку данных

Управляемые компьютером устройства — дают возможность учащимся различных уровней способностей освоить принципы и технологии автоматического управления

Внутришкольная сети — позволяют более эффективно использовать имеющиеся информационные, технические и временные ресурсы, обеспечивают общий доступ к глобальной информационной сети

3.2. Программные средства ИКТ

Общего назначения и связанные с аппаратными (драйверы и т. п.) — дают возможность работы со всеми видами информации.

Источники информации — организованные информационные массивы специализированные для образовательных применений (энциклопедии, информационные сайты, поисковые системы Интернет).

Виртуальные конструкторы — позволяют создавать наглядные и символические модели математической и физической реальности и проводить эксперименты с этими моделями.

Тренажеры — позволяют отрабатывать автоматические навыки работы с информационными объектами письменной и устной коммуникации в языковой среде (ввод текста, оперирование с графическими объектами на экране и др.).

Тестовые среды — позволяют конструировать и проводить автоматизированные испытания, в которых учащийся полностью или частично получает задание через компьютер и результат выполнения задания также полностью или частично оценивается компьютером.

Комплексные обучающие пакеты (электронные учебники) – сочетание программных средств перечисленных выше — в наибольшей степени автоматизирующие учебный процесс в его традиционных формах, наиболее трудоемкие в создании и наиболее ограничивающие самостоятельность учителя и учащегося.

Информационные системы управления — обеспечивают прохождение информационных потоков между всеми участниками образовательного процесса — учащимися, учителями, администрацией, родителями, общественностью.

Экспертные системы – программная система, использующая знания специалиста-эксперта для эффективного решения задач в какой-либо предметной области.

3.3. Основные типы компьютерных программ учебного назначения

Тьюторские (выдают обучаемому материал и проверяют его усвоение).

Тренировочные упражнения и игры (обычно сочетаются с тьюторскими, но содержат элементы игрового характера).

Имитационное моделирование (обучаемый работает в упрощенной с помощью имитационной модели среде и в результате самостоятельной деятельности приближается к цели процесса обучения).

Учебные игры (по организации учебной среды похожи на предыдущий тип; но здесь обязательно наличие противника, а, следовательно, присутствует состязательность или кооперативность).

Тестирующие программы (диагностические и оценивающие).

Программы искусственного интеллекта (осуществляют полное управление процессом обучения, но могут быть организованы и так, что обучение может осуществляться самим учащимся).

Если первоначально (60-70-е годы 20 в.) разрабатывались в основном тьюторские и тренажерные программы, то создаваемые в настоящее время обучающие курсы и программы направлены на усиление мотивации обучения (игры, имитационное моделирование), обеспечение диалога учащегося с компьютером и создание интеллектуальной учебной среды (экспертные системы и системы искусственного интеллекта), совершенствование восприятия и усвоения учебного материала (многоаппаратные системы и системы, основанные на использовании видеодисков).

Научной основой процесса компьютеризации обучения является отрасль педагогической науки «компьютерная дидактика». Центральное место в компьютерной дидактике занимают вопросы создания эволюционирующих обучающих систем, способных к саморазвитию и самообучению. Модельным прототипом таких систем является деятельность естественного интеллекта воспроизводимая, с большим или меньшим изменением в различных формальных структурах, реализуемых затем в компьютерных программах.

3.4. Методические цели использования компьютерных программ учебного назначения

индивидуализировать и дифференцировать процесс обучения;



Страницы: Первая | 1 | 2 | 3 | ... | Вперед → | Последняя | Весь текст