Применение информационных технологий в преподавании технических дисциплин Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

PEDAGOGICAL SCIENCES

Мазанова Саадат.Б.

Азербайджанский Государственный Педагогический Университет, г.Баку

Доктор философии по тех.наукам, доцент DOI: 10.24411/2520-6990-2020-11713 ПРИМЕНЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ПРЕПОДАВАНИИ ТЕХНИЧЕСКИХ

ДИСЦИПЛИН

Mazanova S.B.

APPLICATION OF INFORMATION TECHNOLOGIES IN TEACHING TECHNICAL DISCIPLINES

Аннотация

Задачей процесса является изменение функций учителя в современном образовательном процессе. И хотя компьютер сегодня является источником информации, средством обучения, практики и контроля, это не умаляет роли учителя. Наоборот, его возможности значительно расширяются: он отбирает материал для обучения, отвечает за организацию групповой и индивидуальной работы, управление процессом самостоятельной учебной деятельности студентов и организацию объективных форм контроля. Комбинируя традиционные методы обучения с использованием инструментов ИКТ, учитель формирует развивающую образовательную среду, на основе которой становится возможным повысить эффективность обучения и развития личности каждого учащегося.

Abstract

The objective process is the change in the functions of the teacher in the modern educational process. And although the computer today is a source of information, a means of training, practice and control, this does not detractfrom the role of the teacher. On the contrary, its capabilities are significantly expanding: it selects material for training, is responsible for organizing group and individual work, managing the process of independent educational activity of students, and organizing objective forms of control. Combining traditional teaching methods using ICT tools, the teacher forms a developing educational environment, on the basis of which it becomes possible to increase the effectiveness of training and the development of the personality of each student.

Keywords: information technology, interactivity, multimedia textbooks, pedagogical and didactic tasks, the model of blended learning.

Ключевые слова: Информационная технология, интерактивность, мультимедийные учебники, педагогические и дидактические задачи, модель смешанного обучения.

Условия современного мира описываются в настоящее время как условия открытого информационного общества. Одной из мировых тенденций в развитии современного инженерного образования является распространение электронных и мультимедийных обучающих средств. С использованием последних достижений науки и техники подготовка технического специалиста - это одно из приоритетных направлений высшего профессионального технического образования.

На данный момент в обучении одной из наиболее важных и устойчивых тенденций развития мирового образовательного процесса - это применение современных информационных технологий. Необходимость удовлетворения обозначенных потребностей в условиях неуклонно растущей информатизации учебного процесса требует от вузовского преподавателя знаний и умений в области применения новейших педагогических технологий, владения прогрессивными методами и средствами современной науки. Поэтому необходимо овладевать современными информационными технологиями в качестве перспективного и своевременного направления повышения эффективности процесса обучения в высшей школе.

Информационная технология - это совокупность методов, производственных процессов и программно-технических средств, объединенных в технологическую цепочку, обеспечивающую сбор, обработку, хранение, передачу и отображение информации, позволяющих на системной основе организовать оптимальное взаимодействие между преподавателем и студентом с целью достижения результата обучения [1]. Основные проблемы, возникающие при этом такие:

- как переработать учебный курс для его компьютеризации;

- как построить учебный процесс с применением компьютера;

- какую долю учебного материала и в каком виде представить и реализовать с использованием компьютера;

- как и какими средствами осуществлять контроль знаний, оценивать уровень закрепления навыков и умений;

- какие информационные технологии применять для реализации поставленных педагогических и дидактических задач.

Для перевода курса на компьютерную технологию обучения преподаватель должен иметь представление не только о предметной области, иметь

<<ШУШетиМ~^©У©Ма1>#Щ63)),2©2© / РЕБЛ0001СЛЬ 8С1Е1ЧСЕ8

навыки систематизации знаний, грамотно использовать методики преподавания, быть хорошо информированным о возможностях информационных технологий, а также знать какими средствами компьютерной поддержки достигается тот или иной дидактический прием. Кроме этого он должен быть информирован о тех технических средствах и программном обеспечении которые будут ему доступны как при создании прикладного программного обеспечения (ПО), так и при сопровождении учебного процесса. На данный момент в обучении используется несколько типов компьютерных программ. Это, прежде всего, контрольные программы тестового типа, обучающие программы, контрольно-обучающие программы, мультимедийные энциклопедии, интерактивные мультимедийные учебники. Применение и использование учебных презентаций, видео материалов и электронных учебно-методических средств в преподавании технических дисциплин определяется возможностями, позволяющими представлять учебный материал, с высокой степенью наглядности, в особенности при моделировании явлений физических процессов в динамике; повысить мотивацию обучаемых при применении учебных презентаций, в которых основополагающие учебные вопросы, сопровождаются звуковыми маркерами, что способствует усилению эмоционального фона образования; расширить потенциал по

индивидуализации образования; обеспечить широкую зону контактов с обучаемыми; предоставить широкое поле для активной самостоятельной деятельности студентов. Сегодня можно сформулировать некоторые задачи, которые следуют из требования информатизации обучения.

Первая - овладение выпускником вуза комплексом знаний, навыков и умений, выработка качеств личности, обеспечивающих успешное выполнение задач профессиональной деятельности и комфортное функционирование в условиях информационного общества, в котором информация становится решающим фактором высокой эффективности труда.

Вторая - повышение уровня подготовки специалистов за счет совершенствования технологий обучения, применяемых сегодня в высшей школе, и широкого внедрения в учебный процесс электронных обучающих средств и технологий [2].

Основной задачей использования современных информационных методик является расширение интеллектуальных возможностей человека. В настоящее время изменяется само понятие обучения: усвоение знаний уступает умению пользоваться информацией, получать ее с помощью различных телекоммуникационных систем.

Применение данных технологий в современном образовательном процессе - вполне закономерное явление. Мультимедийность создает положительные моменты, способствующие восприятию и запоминанию материала с включением интуитивных реакций студента: подведение итогов или выдача задания могут в каждой лекции курса

предваряться каким-либо звуком или мелодией, настраивающей студента на определенный вид работы. Это обеспечивается заранее в процессе подготовки курса и не требует сосредоточения внимания преподавателя.

Мощное средство обучения - интерактивные мультимедийные учебники, которые делают процесс нашего обучения более эффективным, индивидуализированным, сокращают сроки обучения и в целом более «производительным». Материал в таком учебнике подается с учетом особенностей человеческого воспроизведения и памяти. Одновременное представление информации в аудиальной и визуальной формах, с использованием всего богатства средств, представляемых компьютером, позволяет облегчить запоминание материала студентом. Интерактивность, то есть возможность для студента самому управлять скоростью и подробностью обучения, а наличие контрольных

блоков, позволяет проверить, насколько студент усвоил информацию и в случае необходимости - провести работу над ошибками и на основании вышеизложенного позволяет использовать этот учебник для самостоятельного обучения. Необходимыми элементами такого учебника являются:

- Звуковое сопровождение. Речь диктора, музыка, звуки, сопровождающие анимацию на экране.

- Качественная графика, нарисованная профессиональным художником или фотографии. Возможны анимационные вставки, фильмы, «живые схемы» и прочее.

- Единое оформление, подобранное дизайнером с учетом выбранной темы.

- Динамическое развертывание кадра. Статический кадр хуже запоминается, чем кадр, развивающийся по ходу разъяснений.

- Наличие паузы для самостоятельного обучения. Студент сам решает, когда перейти к следующему кадру, нажимая кнопку «дальше».

- Возможность повтора объяснений текущего кадра и «отмотки» назад на несколько кадров.

- Контрольный блок. Может встречаться после каждой темы, либо распределен по всей теме блоками по два-три вопроса. Не прохождение контроля может вести либо к выставлению баллов, либо возвращению на кадр, содержащий правильный ответ.

- Глоссарий. Студент может иметь доступ к словам терминов без отрыва от обучения.

Насколько «мультимедийной» является та или иная программа, то есть настолько полно и эффективно она использует возможности мультимедиа-технологий, - решают критики и пользователи. Применение мультимедийных технологий на любых этапах учебного процесса, таких как объяснение нового материала, самостоятельная работа обучающихся и контроль знаний, может значительно повысить качество конечного результата. Рассмотрим преимущества современных технических средств в учебном процессе, на примере электронного учебника, который позволяет увидеть:

1) иллюстрацию динамических процессов и явлений, скрытых в условиях обычного образовательного процесса;

2) развитие и многообразие всех моделей на фотографии, а также их подробные технические характеристики в виде таблиц;

3) оперативно находить устаревший материал или неточности и вносить соответствующие изменения

Внедрение учебных презентаций и видеоматериалов способствует к появлению новых образовательных методик и форм занятий, базирующихся на электронных средствах обработки и передачи информации. Но, несмотря на разнообразие технических средств, и технологий, использующихся в учебном процессе, следует отметить, что качество обучения зависит, прежде всего, от совершенства учебного материала, формы его представления и организации учебного процесса.

Так, например, при разработке модели учебных презентаций необходимо соблюдение ряда принципов:

1) слайд-фильм должен задавать ритм прохождения материала и иметь специальные аудиовизуальные средства управления восприятием материала;

2) динамика предъявления текста задается преподавателем (это происходит либо заранее при разработке слайд-фильма, либо в процессе демонстрации);

3) слайд-фильм предлагает студенту свою логику изучения материала;

4) допускаются перекрестные ссылки.

Поэтому, в традиционной схеме обучения, возникает много проблем, связанных с постоянно нарастающим потоком новой информации, усложнением знаний, отсутствием иллюстративного материала. В этих условиях акцент на интенсивную самостоятельную работу не дает положительных результатов по тем же причинам. Появление мультимедиа средств и технологий позволяет решить эти проблемы. Внедрение электронных учебно-методических обучающих средств в учебный процесс не только освобождает преподавателя от рутинной работы в организации учебного процесса, оно дает возможность создать богатый справочный и иллюстративный материал, представленный в самом разнообразном виде: текст, графика, анимация, звуковые и видеоэлементы. При отсутствии технических возможностей наглядного представления материалов, простейшими средствами визуального воздействия на обучающихся являются плакаты, реже материальные модели и совсем редко специальные кино-видео фильмы. При сравнительном анализе недостатки этих средств очевидны, а возможности мультимедийных учебных презентаций объективно шире. Основным способом повысить количество воспринимаемой информации является повышение наглядности. Возрастающая плотность информационного потока вынуждает максимально задействовать все каналы восприятия обучаемых. Следовательно, наибольшее внимание необходимо уделять зрительной составляющей теоретического курса, в

противовес слуховой составляющей (голосу лектора), которая может иметь вторичное значение. Учебные видео-презентации позволяют представлять усваиваемый материал максимально детально и подробно, дробя его на порции, имеющие оптимальную информационную насыщенность и наглядность, а так же совмещать указанное дробление со структурированием. Помимо этого электронные видео-презентации позволяют использовать возможности, недоступные обычным плакатам - анимация отдельных элементов, использование видеовставок. Диапазон материалов, которые могут быть использованы в качестве исходных составляющих при разработки мультимедийных наглядных пособий, необычайно широк - начиная от иллюстраций в учебниках и имеющихся обычных плакатов, и до самостоятельно полученных фото и видео материалов. Применение современных технических средств обучения предполагает одновременное использование как средств наглядности проблемного содержания, т.е. установление прямой обучающей связи преподаватель-студент, так и средств программированного обучения и контроля, т.е. обратной контрольной связи студент-преподаватель. Поэтому для эффективного изучения курса технических дисциплин должны использоваться специализированные лекционные аудитории, оборудованные комплексами информационных и контролирующих технических средств обучения. При таком комплексном применении и использовании этих средств, важным моментом является разработка различных мультимедийных учебно-методических материалов и комплексов по всем темам курса, с целью помочь студентам правильно понять сущность проблемы и найти пути ее решения, а не быть только средством передачи информации.

Ранее преподавателям трудно было найти индивидуальный подход к каждому студенту. Теперь же, с использованием компьютерных сетей и онлайновых средств, преподаватели получили возможность преподносить новую информацию таким образом, чтобы удовлетворить индивидуальным запросам каждого студента.

В библиотеке учебного заведения должны быть размещены учебные полнотекстовые и мультимедийные пособия, разработанные в виде курсов по дисциплинам, включающие в себя различные презентации, интерактивные электронные учебники, представляющий собой системно-организованную совокупность информационных учебных ресурсов, ориентированный на удовлетворение образовательных потребностей обучаемых. Студенты во время самостоятельной подготовки должны иметь доступ к данным образовательным ресурсам, освоение которых будет способствовать активному вовлечению обучающихся в образовательный процесс. Возникает новая ситуация, когда студент сам подбирает наиболее эргономичные лично для него характеристики изучаемого материала. Он имеет возможность самостоятельно пересоздавать любой текст, полученный из базы электронных учебных

<<ШУШетиМ~^©У©Ма1>#Щ63)),2©2© / PEDAGOGICAL sciences

видеоматериалов, иллюстрируя его, отбирая нужные аргументы, выстраивая их в определенную логику доказательности, отражающую его собственную точку зрения, образ его мысли.

Внедрение подобных информационных технологий в учебный процесс должно быть качественно обоснованным и не повсеместно заменяющим, а дополняющим фактором в системе современного образования. Однако применение данных комплексов в профессиональной подготовке будущих специалистов позволяет повысить качество обучения, развить творческие способности студентов, а также научить их самостоятельно мыслить и работать с учебным материалом, что способствует их дальнейшему непрерывному совершенствованию в течение всей жизни.

Перечисленные возможности позволяют организовывать как домашнюю (самостоятельную или групповую) деятельность обучающихся, так и ее логическое продолжение на занятиях. Важным дидактическим свойством сети Интернет является интерактивность. Работа с использованием ресурсов сети, обучающиеся получают возможность обратиться за помощью к учителю не только во время уроков. Для учителя данный подход также открывает новые возможности организации индивидуальной работы с учащимися, что с использованием сервисов сети становится удобно и не требует больших временных затрат.

Сегодня стали привычными интерактивные доски, лаборатории с современным оборудованием (компьютерными технологиями). Систематическое их использование на уроке не только для демонстраций, но и для организации практической деятельности учащихся способствует реализации системно-деятельностного подхода и развитию на этой основе личности.

Например, повышение эффективности урока математики, физики, химии, возможно за счет интеграции методов работы в специально оборудованных классах (лабораториях), основанных на традиционном подходе, и методов электронного обучения, основанных на использовании возможностей класса. Такой подход может быть реализован в рамках модели смешанного обучения.

Использование такой модели является наиболее целесообразным в случае, если изучение темы предполагает разные виды деятельности в рамках одного урока. Тогда виды работы чередуются не одновременно для всей группы учащихся, а для отдельных групп в определенном темпе. Содержание деятельности определяется учителем, который организует и обеспечивает работу учебных групп в полном объеме. Такая модель эффективна для проведения лабораторных работ для организации проектной и исследовательской деятельности. Методический прием смены деятельности, который был использован и ранее в рамках традиционного обучения, модифицирован в данной модели на основе следующих положений:

- Работа в одной группе должна быть основана на использовании электронных средств обучения;

- Время работы в каждой группе не должно превышать 15-20 минут;

- Оборудованных рабочих мест должно быть больше, чем обучающих в классе, чтобы предотвратить потерю времени отдельными учащимися при ожидании завершения работы другими;

- Необходима организация предварительной подготовки обучающих к работе в каждой группе, что рекомендуется сделать на подготовительном этапе;

- Схема урока включает три этапа: организационный этап, этап деятельности и этап рефлексии.

В качестве примера приведем структуру урока (практикум):

1) Подготовительный этап. Работа на данном этапе основана на дистанционном взаимодействии учителя и обучаемых по принципу «перевернутого класса».[3] Учитель предоставляет учащимся в электронном виде (почта, сайт и т.д.) инструкцию по работе в группах, отмечая что вопросы учащихся будут рассмотрены на уроке в ходе организационного этапа. Также учащиеся могут задать вопросы дистанционно.

2) Этап 1 - организационный. На данном этапе учителю необходимо: создать позитивный эмоциональный настрой учащихся на работу; актуализировать знания по технике безопасности работы в оборудованной лаборатории; рассмотреть возможные вопросы учащихся по инструкции практической работы.

3) Этап 2 - деятельность учащихся в группах. Учитель формирует пространство групп в кабинете так, чтобы группы не мешали друг другу и могли переходить из одной части кабинета в другую. Мы считаем, что на практической работе группы должны быть по 3-4 человека, что обеспечивает активное участие каждого учащегося в работе. Также предполагаем, что кабинет желательно разделить на три зоны, в которой каждая бы соответствовала и была подготовлена по назначению. На основании дидактических целей урока две рабочие зоны снабжаются оборудованием для проведения заданий по теме. В третьей зоне организуется работа с электронным оборудованием, с комплексным оборудованием (компьютером) для проведения инструментального исследования. Также возможен планшет или ноутбук с выходом в интернет или сохраненным видео. Предусматривается общий временной режим работы в каждой группе - 20 минут. Конечно, в зависимости от уровня достижений учащихся, учитель может использовать приемы работы, помогающие экономить учебное время: привлекать тех, кто раньше закончил работу, предлагать дополнительные задания для сильных учащихся, сокращать объем работы для слабых. Для работы в каждой группе предлагается инструкция с обязательным указанием на необходимость соблюдения правил техники безопасности при работе со специальным оборудованием.

4) Этап 3 - рефлексия. На данном этапе необходимо организовать обсуждение результатов работы.

Преимущества модели:

- Повышение мотивации учебной деятельности на основе интереса учащихся к самостоятельной практической работе, организованной в разных группах;

- Возможность индивидуализации обучения за счет работы учащихся в малых группах при необходимой поддержке учителя и в индивидуальном темпе. Эта особенность позволяет проявить отдельное внимание, как к одаренному ученику, так и к тому, кто испытывает сложности в обучении [3];

- Снижение утомляемости учащихся за счет смены деятельности в разных рабочих группах;

- Развитие коммуникативности на основе совместной работы в группе с последующим обсуждением результатов работы в рамках всей группе;

- Развитие навыков интерпретации как реального, так и виртуального эксперимента;

- Учащиеся имеют возможность работать в разных группах с разным оборудованием, а следовательно, выполнить больше практических задач, что способствует развитию навыков постановки экспериментального исследования.

Риск и ограничения при использовании модели: данная модель не является универсальным способом решения всех дидактических проблем; трудность контроля работы групп для учителя в случае большого количества учащихся в группе; разный темп работы учащихся в группах; отсутствие или плохая связь выхода в интернет для организации работы с видеоматериалами по теме. Для предотвращения возможных технических проблем с использованием материалов Сети лучше исполь-

зовать сохраненные на электронных носителях и загружать на все персональные компьютеры, с которыми работают учащиеся на уроке.

Выводы: очевиден тот факт, что объективным процессом становится изменение функций педагога в современном учебном процессе. И хотя компьютер сегодня является источником информации, средством обучения, практики и контроля, это нисколько не умаляет роли учителя. Наоборот, его возможности значительно расширяются: он проводит отбор материала для обучения, отвечает за организацию групповой и индивидуальной работы, управления процессом самостоятельной учебной деятельной учащихся, организацию объективных форм контроля. Сочетая традиционные способы обучения с использованием средств ИКТ, учитель формирует развивающую образовательную среду, на основе которой становится возможным повышение результативности обучения и развития личности каждого учащегося.

Литература:

1. Приходько В. Подготовка преподавателей технических дисциплин в соответствии с международными требованиями / В. Приходько, А. Соловьев. // Высшее образование в России - 2008 - № 10. - С. 43-49.

2. Педагогические технологии дистанционного обучения /Под ред. Е.С. Полат - М., «Академия», 2006 Захарова И.Г. Информационные технологии в образовании: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений. - М.: Издательский центр «Академия», 2003. - 192 с.

3. Нечитайлова Е.В. Технология смешанного обучения: инклюзивное образование на основе модели «Автономная группа», 2015, №2