Компьютеризованный урок

Информатизация образования меняет (и уже во многом изменила) содержание и структуру урока.

В кабинете информатике давно уже проходят уроки математики и иностранного языка, биологии и химии, рисования и истории. Впрочем, сегодня во многих школах кабинет информатики – не один, и их использование по разным признакам кафедрально специализировано. Сегодня в нескольких десятках столичных школ, находящихся на высоком уровне информатизации, вообще нет кабинета информатики: учитель, направляясь на урок, заходит в школьный медиа-центр, нагружает тележку персональных компьютеров – ноутбуков, и везет эту тележку в свой класс. Каждый из учеников получает компьютер на урок, компьютеры могут объединяться в локальную сеть и иметь выход в Интернет. Непривычен кабинет информатики и в так называемых i-школах, это школы дистанционной поддержки образования детей-инвалидов и детей, не посещающих образовательные учреждения по состоянию здоровья.

Для учителя становится не столь принципиальной форма использования компьютера, сколько новое дидактическое понятие – компьютеризованный урок. Так называется урок, в котором компьютер становится и одной из форм предъявления учебной информации, и одним из инструментов частных предметных методик, и способом организации учебного процесса. Компьютеризованный урок становится актуальным объектом дидактики.

В непрерывном школьном курсе информатики, быть может, ещё не сегодняшнем, но, во всяком случае, в пределах самой ближайшей перспективы, компьютеризованным может стать практически каждый школьный урок, поскольку всякая школьная дисциплина испытывает потребность в таком эффективном методическом инструменте, как компьютер. Хотя сейчас пока нет нормативов по использованию компьютеров на уроках по разным предметам, однако интуитивные догадки, здравый смысл и имеющийся опыт использования компьютеров в школах говорят о том, что потребность эта различна: ясно, что учитель математики такую потребность испытывает часто, так же, как и учитель иностранного языка, учителя физики и химии компьютер потребуется только для выполнения (моделирования) отдельных лабораторных работ, учителю истории ещё реже – при анализе смен крупных исторических эпох и т.п. (табл. 8.2):

Таблица 8.2. Возможные применения компьютера

на уроках по отдельным школьным дисциплинам

Предмет	Основные примерные применения	Вспомогательные примерные применения
Информатика	Постоянное использование на каждом уроке в качестве основного дидактического инструмента	Иллюстративные примеры по всем понятиям информатики их логической структуре, устройству компьютера и т.п.
Математика	Моделирование пространственных и количественные отношений объектов	Закрепляющие упражнения – алгебраические вычисления и геометрические построения
Физика, химия	Моделирование динамических и структурных явлений в изучаемых процесса	Вспомогательные вычисления в ходе лабораторных работы, обработка и представление результатов экспериментов
Иностранный язык	Компьютерное моделирование грамматических конструкций, обработка лингвистических таблиц,	Закрепляющие грамматические упражнения, работа с универсальными и тематическими словарями
Родной язык	Компьютерное моделирование грамматических конструкций, обработка лингвистических таблиц,	Грамматические упражнения, диктанты, изложения и сочинения, лингвистические игры.
Литература	Литературный анализ отдельных произведений, творческой деятельности авторов, эпох	Поиск тематической текстовой и иллюстративной информации, подготовка обзоров и рефератов
История	Исторический анализ смены эпох, структурные (таблицы и видео) исторических событий	Исторические обзоры и рефераты средствами информационных поисковых систем
Биология	Моделирование биологических процессов, классификация объектов живой природы	Вычислительная поддержка лабораторных экспериментов, поисковые операции в сети
География	Иллюстрации географических структур и закономерностей, разные виды работ с картами	Поиск в географических справочниках, географические конкурсы и игры
Физкультура	Табличные и аналитические представления спортивной информации.	Таблицы правил и результатов спортивных игр, гигиены, истории физкультуры и спорта

Ещё более важно обратить внимание на классификацию областей применения компьютеризованных уроков не по предметному принципу, а по возрастному. Здесь в ход идут аргументы возрастной психологии, которая признает различие в восприятия информации и способах мышления в начальной школе и в старших классах: мышление малышей конкретно, усвоение новой информации идет через практику деятельности, выпускники же в своей учебной деятельности активно используют абстрагирование и схематизацию – обобщенные формы мыслительной деятельности. Исходя из этого, в пропедевтическом курсе, в начальной школе, на уроках информатики компьютер присутствует на всех без исключения занятиях. Наличие компьютеризованных фрагментов урока поднимается на уровень педагогического принципа. Как это ни парадоксально, но на уроках по тому же предмету – информатике – в старших классах целесообразно загружать компьютерной практикой далеко не каждый урок: старшеклассники, освоившие к этому времени фундаментальные понятия дисциплины и основной прикладной инструментарий, тяготеют к обобщениям, говоря, например, не об отдельных реализациях языковых систем программирования, а об обобщениях управляющих структур в языковых системах или об абстрактных структурах данных. В такого рода обсуждениях меньше нужны детальные упражнения, выполняемые у экрана компьютера, а логика развертывания понятия, которая с большим эффектом реализуется на классной доске (но, впрочем, и на слайдах компьютерных презентаций или на страницах Web-сайтов). Вот почему, если компьютеризованные уроки информатики в начальной школе требуют ежеурочного применения компьютеров, то в 9 классе достаточно отвести для компьютерных лабораторных работ не больше трети учебного времени.

Компьютеризованный урок не предполагает использования всех 45 минут урока для компьютерных упражнений (не только и не столько с целью удовлетворить требования СанПинов). При всей своей эффективности компьютер как дидактический инструмент не заменяет собою множество всех других дидактических инструментов, а лишь дополняет существующие формы урока и инструменты. Поэтому важно обсудить место компьютеризованного фрагмента в уроке, особенно в начальной школе.

Обычно учитель для того, чтобы сформировать у младшего школьника необходимые по плану урока понятия, использует разнообразий инструментарий. Например, в теме первого знакомства с алгоритмом он сначала рассказывает известную притчу о переправе через реку некоторых сказочных персонажей с понимаемыми, но не простыми ограничениями. Затем на помощь приходит магнитная доска как модель ситуации. Следующий этап – закрепление плана перевоза: это инсценировка, в которой дети создают и играют спектакль о переезде детей в ролях волка, козы и капусты через «реку» – проход между партами. Только после этого наступает кульминационный момент урока, когда включаются компьютеры (которых дети до сих пор могли и не замечать) для того, чтобы знакомую уже задачу решить средствами программы – компьютерной модели. Компьютерное упражнение как кульминационный фрагмент компьютеризованного урока – это общий принцип использования компьютера на уроке.

Этот вывод-принцип не удивителен: психологи признают высокую эмоциональную составляющую компьютеризованной учебной деятельности младших школьников. Следовательно, компьютеризованный фрагмент урока естественно становится кульминацией урока, и учитель обязан учитывать это важное обстоятельство при подготовке плана современного компьютеризованного урока.

Важнейшая особенность постановки курса информатики на базе КВТ — это систематическая работа школьников с ЭВМ. Поэтому учебные фрагменты на уроках информатики можно классифицировать также по объёму и характеру использования ЭВМ. Так, например, уже самая первая программа машинного варианта курса ИВТ предусматривала три основных вида организационного использования кабинета вычислительной техники на уроках — демонстрация, фронтальная лабораторная работа и практикум.

Демонстрация. Используя демонстрационный экран, учитель показывает различные учебные элементы содержания курса (новые объекты языка, фрагменты программ, схемы, тексты и т.п.).

При этом учитель сам работает за пультом ПЭВМ, а учащиеся наблюдают за его действиями или воспроизводят эти действия на экране своего компьютера. В некоторых случаях учитель пересылает специальные демонстрационные программы на ученические компьютеры, а учащиеся работают с ними самостоятельно. Возрастание роли и дидактических возможностей демонстраций с помощью компьютера объясняется возрастанием общих графических возможностей современных компьютеров. Очевидно, что основная дидактическая функция демонстрации — сообщение школьникам новой учебной информации.

Лабораторная работа (фронтальная). Все учащиеся одновременно работают на своих рабочих местах с программными средствами, переданными им учителем. Дидактическое назначение этих средств может быть различным: либо освоение нового материала (например, с помощью обучающей программы), либо закрепление нового материала, объясненного учителем (например, с помощью программы-тренажера), либо Проверка усвоения полученных знаний или операционных навыков (например, с помощью контролирующей программы). В одних случаях действия школьников могут быть синхронными (например, при работе с одинаковыми педагогическими программными средствами), но не исключаются и ситуации, когда различные школьники занимаются в различном темпе или даже с различными программными средствами. Роль учителя во время фронтальной лабораторной работы — наблюдение за работой учащихся (в том числе и через локальную сеть КВТ), а также оказание им оперативной помощи.

Практикум (или учебно-исследовательская практика). Учащиеся получают индивидуальные задания учителя для протяженной самостоятельной работы (в течение одного-двух или более уроков, включая выполнение части задания вне уроков, в частности дома). Как правило, такое задание выдается для отработки знаний и умений по целому разделу (теме) курса. Учащиеся сами решают, когда им воспользоваться компьютером (в том числе и для поиска в сети), а когда поработать с книгой или сделать необходимые записи в тетради. Учитывая гигиенические требования к организации работы учащихся в КВТ, учитель должен следить за тем, чтобы время непрерывной работы учащихся за компьютером не превышало рекомендуемых норм (см. об этом дальше). В ходе практикума учитель наблюдает за успехами учащихся, оказывает им помощь. При необходимости приглашает всех учащихся к обсуждению общих вопросов, обращая внимание на характерные ошибки.

С распространением технологий компьютерного обучения, использующих интерактивные педагогические средства, которые берут на себя всё больше и больше педагогических функций, становится актуальным вопрос о возможных изменениях роли и обязанностей учителя. Не вдаваясь здесь в детали дискуссии, которую ведут специалисты, отметим, что равнодействующая всех мнений вполне устойчиво сводится к главному тезису: ведущая роль учителя сохраняется и в условиях компьютерного обучения, а роль компьютера во всех случаях остается в том, чтобы быть надежным и дружественным помощником учителя и ученика. Компьютер, вооруженный хорошими педагогическими программными средствами, помогает учителю совершенствовать стиль работы, перенимая на себя многие рутинные функции и оставляя учителю наиболее творческие, истинно человеческие задачи обучения, воспитания и развития. К тому же, например, такие важные компоненты учебно-воспитательного процесса, как ведение дискуссий, поощрение рассуждений, поддержание дисциплины, выбор необходимого уровня детализации при объяснении материала для различных учащихся, учитель еще долго (если не всегда) будет делать значительно лучше компьютера. Не говоря уже о том, что компьютер никогда не заменит личностного общения учителя с учеником и родителями.

Остановимся сейчас на некоторых дидактических особенностях уроков по информатике, вытекающих из специфического характера учебного материала предмета информатики. Эти особенности были подмечены Ю.А. Первиным уже в ходе экспериментальной работы по преподаванию программирования школьникам в период, предшествующий введению курса информатики в школу.

Обучение школьников в условиях постоянного доступа к ЭВМ обычно проходит при повышенном эмоциональном состоянии учащихся. Объясняется это, в частности, тем, что при правильном формулировании заданий для ПЭВМ школьник очень скоро обнаруживает состояние власти над «умной машиной». Это придаст ему уверенности, у школьника возникает естественное стремление поделиться своими знаниями с теми, кто ими не обладает. Возникает благодатная почва для воссоздания на уроках по информатике такой организации обучения и контроля знаний, при которой определяемые учителем наиболее успешно работающие учащиеся начинают выполнять роль помощников учителя (в белль-кастерской системе взаимного обучения этих учеников — помощников учителя — называют мониторами). Элементы такой организации обучения, при которой руководить занятием малой группы может не только учитель, но и некоторые из наиболее сильных в знаниях по данной теме учеников, являются составной частью имеющей распространение в школе США педагогической системы, именуемой планом Трампа. Творческое применение этого подхода демонстрирует и передовой опыт учителей-практиков по разным школьным предметам.

Причины явно проявляющегося феномена передачи знаний, (условленные, очевидно, спецификой самого предмета информатики, требуют более глубокого и детального осмысления. При этом отмечается важное обстоятельство: наиболее благоприятной формой для проявления этого феномена являются различные формы внеклассных занятий по информатике со школьниками (летние школы юных программистов, олимпиады, компьютерные клубы и т.п.), для которых характерна большая, чем на обычных уроках, свобода общения и перемещения школьников. В этих условиях широко наблюдается развитие межвозрастных контактов учащихся, при этом нередко возникают ситуации, когда младший школьник консультирует старшего, ученик консультирует студента, а студент консультирует преподавателя. Возникающая при этом демократическая система отношений сплачивает коллектив в достижении общей учебной цели, а фактор обмена знаниями, передачи знаний от более компетентных к менее компетентным начинает выступать как мощное средство повышения эффективности учебно-воспитательного процесса и интеллектуального развития учащихся.

Важный обучающий прием, который может быть особенно успешно реализован в преподавании раздела программирования, — копирование учащимися действий педагога. Принцип «Делай как я!», известный со времен средневековых ремесленников, при увеличении масштабов подготовки потерял свое значение, ибо, вметая в себя установки индивидуального обучения, стал требовать значительных затрат временных, материальных и кадровых ресурсов. Возможности локальной сети КВТ, наличие демонстрационного экрана позволяет во многих случаях эффективно использовать идею копирования в обучении, причем учитель получает возможность одновременно работать со всеми учащимися при кажущемся сохранении принципа индивидуальности.

Специфические особенности учебного продукта в разделе алгоритмизации и программирования курса информатики — программы для ЭВМ — позволяют эффективно использовать готовый программный модуль, изготовленный квалифицированным программистом, для всевозможных обучающих экспериментов. Например:

а) модуль запускается учащимися с различными исходными данными, а получаемые при этом результаты анализируются;

б) учитель вводит в модуль ряд искусственных ошибок, предлагая ученику отыскать их и исправить;

в) в модуле «урезаются» некоторые из возможностей, которые ученик должен восстановить и сравнить затем результат своей работы с образцом.

Можно привести немало других конкретных примеров учебного применения образцов готовых программ. Главное здесь в том, что ученик имеет возможность скопировать лучшие стороны готового программного продукта, который предъявляет ему учитель. Учителю же не составляет никакого труда преобразовать одно «учебное пособие» в другое, для этого лишь требуется необходимым образом отредактировать предъявляемую учащимся программу-образец. Подобный материал, концентрирующий в себе методические находки учителя, может постепенно накапливаться в ходе работы. При этом не следует забывать, что конечный замысел образовательного процесса заключается в том, чтобы от принципа «Делай как я!» осуществлялся переход к установке «Делай сам!».

Традиционные формы организации учебного процесса плохо способствуют развитию коллективной учебной деятельности учащихся, при которой:

- цель осознается как единая, требующая объединения усилий всего коллектива;

- в процессе деятельности между членами коллектива образуются отношения взаимной ответственности;

- контроль за деятельностью частично (или полностью) осуществляется самими членами коллектива. Как отмечал М.Н. Скаткин, «классно-урочную систему критикуют также и за то, что она в основном организует индивидуальную познавательную деятельность учеников и в ней почти совсем не находится места для подлинно коллективной работы».

Между тем некоторые особенности содержания курса информатики, так же как и новые возможности организации учебного процесса, предоставляемые локальной сетью КВТ, позволяют придать коллективной познавательной деятельности учащихся новый импульс развития. Как отмечалось выше (см. гл. 3 — 4), вместе с введением курса информатики в школе стало возможным формирование у учащихся представлений об этапах решения задачи по примеру того, как это делается в реальной практике: от точной постановки задачи до анализа полученных результатов. Возможность рассмотрения таких задач обусловлена появлением. На уроке ЭВМ, выступающей в качестве инструмента их решения. Однако введение в учебный процесс по курсу информатики «больших» задач обусловлено не только указанными выше целями курса информатики (в конце концов, рассмотрение полной совокупности этапов решения большой задачи является предметом лишь одной содержательной линии базового курса). Дело в том, что понятие «большой» учебной задачи может возникать даже на отдельном этапе её решения, например на этапе разработки программы, если программа достаточно объемна и требует при разработке использования знаний и навыков, формируемых при изучении целого раздела (или темы) курса. Так или иначе, учитель может при организации соответствующих учебных ситуаций с успехом воспользоваться подходами, отработанными и испытанными в условиях производственного программирования: задачи разрабатываются на ряд подзадач, решение которых поручается отдельным учащимся (или группам учащихся). Такие задачи должны, следовательно, составлять целенаправленный компонент учебного обеспечения курса. Участие в коллективном решении задачи вовлекает школьника в отношения взаимной ответственности, заставляет их ставить перед собой и решать не только учебные, но и организационные проблемы. Все это чрезвычайно актуально с педагогической точки зрения, ибо современный школьный учебный процесс должен нацеливать на формирование не только образованной, но и социально активной личности, умеющей действовать, планировать и оптимально организовывать свои действия.

Выше рассмотрены лишь некоторые дидактические возможности, которые могут быть реализованы в ходе конструирования конкретной методической схемы преподавания учебного материала в условиях школьного урока. Но урок не является единственно целесообразной формой организации учебной работы по школьному курсу информатики. По большому счёту поиск новых подходов и форм организации учебной работы с учащимися диктуется стремлением современной школы к развитию личности и интеллекта школьника в такой степени, чтобы выпускник школы был способен не только самостоятельно находить и усваивать ранее сгенерированную и обработанную информацию, но и сам генерировать новые идеи. Одним из направлений поиска решения этой проблемы является деятелъностный подход к обучению и, в частности, Так называемый метод проектов, который применительно к обучению информатике (говоря точнее — обучению компьютерной технологии) может с успехом использоваться как на пропедевтическом этапе обучения, так и в старших звеньях средней школы.

Учебный проект (УП) как педагогический феномен впервые появился в России в 20-х гг. прошлого века в сфере учебно-ремесленной подготовки. Основанный на концепции «учения через деятельность» метод проектов успешно использовался для быстрого освоения (в основной своей массе неграмотными выходцами из деревень) рабочих профессий. Позднее метод УП был подвергнут резкой критике за то, что он не обеспечивал системности образования. В настоящее время интерес к проектному методу организации учебного процесса вновь проявляется как на Западе, так и в России. Во многом этот феномен объясняется тем, что в условиях внедрения информационных и коммуникационных технологий в учебный процесс, когда часть функций обучения передается средствам ИКТ или не может быть реализована без поддержки средств ИКТ, деятельность учителя, организующего учебный процесс, т.е. целенаправленную и сложную по структуре работу ученика при получении, закреплении или контроле знаний, содержательно соответствует деятельности разработчика автоматизированных информационных систем, проектирующего новое рабочее место. Другими словами, учитель должен не только понимать, какие знания и в каком виде передаются ученику, как можно проверить полноту знаний, какую роль должны и могут сыграть средства ИКТ, но и продумать и организовать сам процесс общения учеников со средствами ИКТ, сопоставить функции средств ИКТ и действия ученика, виды представления и способы подачи учебного материала с помощью средств ИКТ. В этом случае и идет речь о разработке учебного проекта, понимаемого как определенным образом организованная целенаправленная деятельность. Проектом может быть и компьютерный курс изучения определенной темы, и логическая игра, и макет лабораторного оборудования, смоделированный на компьютере, и тематическое общение по электронной почте и многое другое [2]. В простейшем случае (как, например, при использовании этого метода в начальной школе) в качестве «сюжетов» для изучения компьютерной графики привлекаются задачи проектирования рисунков животных, строений, симметричных узоров и т.п. В завершение укажем полученный на основе конкретного опыта ряд условий, которые необходимо учитывать при использовании метода проектов:

1. Учащимся следует предоставить достаточно широкий набор проектов для реализации возможности реального выбора. Следует отметить, что проекты могут быть как индивидуальными, так и коллективными. Последние, помимо прочего, способствуют освоению учеником коллективных способов работы.

2. Поскольку школьник не владеет проектным способом работы, он должен быть снабжен инструкцией по работе над проектом. При этом важно учитывать индивидуальные способности разных школьников (одни лучше усваивают материал, читая текст, другие — слушая объяснения, третьи — непосредственно пробуя, ошибаясь и находя решения в процессе практической работы).

3. Для ребёнка важна практическая значимость полученного им результата и оценка со стороны окружающих. Поэтому УП должен предполагать для исполнителя законченность и целостность проделанной им работы, желательно в игровой или имитационной форме. Очень важно, чтобы завершенный проект был презентован и получил внимание взрослых и сверстников.

4. Как показывает практика, необходимо создать условия, при которых школьники имеют возможность обсуждать друг с другом спои успехи и неудачи. При этом происходит взаимообучение, что полезно как для обучаемого, так и для обучающего.

5. Метод проектов ориентируется главным образом на освоение приемов работы с компьютером (ИКТ).

Обязательным компонентом процесса обучения является контроль, или проверка результатов обучения. Суть проверки результатов обучения состоит в выявлении уровня освоения знаний учащимися, который должен соответствовать образовательному стандарту по учебной дисциплине. Надо сказать, что введение образовательного стандарта по информатике (см. проект [21]) вносит значительные изменения в методику проверки и оценки знаний и умений учащихся, которые направлены на повышение качества обучения. В нём реализуются как бы четыре ступени, постепенно приближающие к тем результатам обучения, которыми должен овладеть учащийся [10]:

· общая характеристика образовательной области или учебной дисциплины;

· описание содержания курса на уровне предъявления его учебного материала школьнику;

· описание самих требований к минимально необходимому уровню по учебной подготовки школьников;

· «измерители» уровня обязательной подготовки учащихся, т.е. проверочные работы и отдельные задания, включенные в них, по выполнению которых можно судить о достижении учащимися необходимого уровня требований.