Роль и место компьютера в учебном процессе
Функции компьютера в системе образования весьма разнообразны — от управления органами народного образования в целом и отдельной школы до средств развлечения учащихся во внеурочное время. Если же говорить об основных функциях компьютера в учебном процессе, то он выступает как объект изучения и средство обучения. Каждой из этих функций соответствует свое направление компьютеризации обучения. Первая из них предполагает усвоение знаний, умений и навыков, которые позволяют успешно использовать компьютер при решении разнообразных задач, или, другими словами, овладение компьютерной грамотностью, которую называют нередко “второй грамотностью”. Второе направление видит в компьютере мощное средство обучения, которое способно значительно повысить его эффективность. Указанные два направления и составляют основу компьютеризации обучения.
Указанный аспект компьютеризации обучения охватывает первое ее направление, где компьютер выступает как объект изучения. Наша школа, как общеобразовательная, так и профессиональная, уже приступила к практической реализации этой задачи. Повсеместно введен новый учебный предмет “Основы информатики и вычислительной техники”. Имеется и второе направление компьютеризации, в рамках которого компьютер рассматривается как средство обучения. С компьютеризацией обучения во всем мире связаны надежды повысить эффективность учебного процесса, уменьшить разрыв между требованиями, которые общество предъявляет подрастающему поколению, и тем, что действительно дает школа.
Когда говорят о достоинствах компьютера в обучении, обычно имеют в виду, прежде всего дисплей. Не только схемы, график, чертежи и прочая «скучная» символика, но и рисунки, движущиеся изображения словно по мановению волшебной палочки возникают на дисплее — в цвете и со звуковым сопровождением, причем эти изображения может создавать и сам ученик. Часто указывают на возможность для школьника вести содержательную беседу, диалог с компьютером, причем ученик не только отвечает на вопросы электронного педагога, но и сам может их ставить и даже вступать с компьютером в спор. Одно из наиболее плодотворных применений компьютера в обучении — использование его как средств управления учебной деятельностью школьников. Именно в этом качестве он может наиболее существенно повысить эффективность обучения.
Школьный компьютер дает возможность учащемуся выступить в непривычной для него роли пользователя современной вычислительной техники. Эта роль изменяет весь процесс обучения. Школьник, подобно конструктору, может теперь проектировать новые объекты и анализировать их. С помощью компьютера можно будет решать задачи на поиск и устранение неисправностей в различных технических системах, получить доступ к самой различной информации. Компьютер поможет превратить эту информацию в знания, сделать их средством деятельности ученика, которое он сможет применить в учении и в труде. Чтобы эффективно использовать компьютер в учебном процессе, необходимо решить множество проблем, в первую очередь психолого-педагогических.
Научно-педагогическими предпосылками всеобщей компьютерной грамотности являются результаты психолого-педагогических исследований выполненных в двух областях — обучение школьников программированию и обучение непрофессиональных пользователей решению задач с помощью ЭВМ. В настоящее время накоплен значительный опыт обучения учащихся работе с вычислительной техникой, прежде всего программированию. В течение почти четверти века во многих странах мира исследователи изучали различные аспекты приобщения школьников к компьютеру. В нашей стране наиболее интенсивно эти вопросы изучались в Москве, Новосибирске, Киеве, Симферополе и других городах. Результаты опытной работы и специальных исследований нашли широкое освещение в педагогической печати. Большое число учебных пособий для факультативных курсов программирования дало возможность практически приобщить школьников в разных городах и селах нашей страны к изучению основ программирования. Результаты исследовательской работы позволили заложить фундамент методической системы обучения школьников ОИВТ и наметить ряд психолого-педагогических проблем которые требуют своего решения.
Основные цели компьютерной грамотности учащихся состоят в следующем. Прежде всего, надо обеспечить формирование знаний, умений и навыков, которые дают понимание возможностей компьютера и его влияния на общество в целом и на самого обучаемого. Последнее связано с пониманием того, как компьютер поможет решать разнообразные задачи, в том числе и учебные. Важнейшим компонентом компьютерной грамотности является формирование умений практически использовать компьютер при решении разнообразных учебных и трудовых задач с использованием современных средств математического обеспечения. В число этих задач обязательно должны входить задачи автоматизированного поиска информации. Компьютерная грамотность — это отнюдь не какая- то, пусть даже очень важная, добавка к системе знаний и умений, формируемых у учащихся в школе. Она должна входить в единую систему интеллектуального достояния школьника.
Есть ряд проблем общего характера, при решении которых полезно учесть опыт, накопленный в различных странах при создании аналогичных учебных курсов. В нашей стране он примыкает к предметам математического цикла. Усвоение многих тем опирается преимущественно на математику, учащиеся обучаются составлять программы решения главным образом математических и физических задач.
Математическая направленность учебного курса по компьютерной грамотности в какой-то мере объясняется тем, что в ближайшие годы этот курс у нас будут преподавать учителя математики и физики, прошедшие специальную подготовку. Однако по мере получения соответствующей подготовки всеми учителями рамки содержания учебного курса должны быть расширены.
Чтобы решение задачи с помощью компьютера, с одной стороны, способствовало развитию мышления, а с другой — не вызывало дополнительных трудностей, обусловленных ограниченными возможностями компьютера, язык программирования должен быть удобным для:
анализа и описания условия задачи;
осуществления человеком решения задачи, включая и составление программы;
контроля правильности решения в целом и отдельных его этапов.
Кроме того, язык должен быть удобен для общения человека с компьютером (лингвистическим и естественным). Реализация требования психологической естественности языка программирования предполагает оптимальный выбор объекта преобразования (его называют операндом) и операций преобразования (операторов).
Дать общую оценку дидактических возможностей компьютера непросто, поскольку существует громадный разрыв не только между потенциальными и реальными возможностями, но и между возможностями различных обучающих систем. Обычно отмечаются следующие сильные стороны компьютера:
— новизна работы с компьютером вызывает у учащихся повышенный интерес к работе с ним и усиливает мотивацию учения;
— Цвет, мультипликация, музыка, звуковая речь расширяют возможности представления информации;
— Компьютер позволяет строить индивидуализированное обучение на основе модели учащегося, учитывающей историю его обучения и индивидуальные особенности памяти, восприятия, мышления;
— С помощью компьютера может быть реализована личностная манера общения;
— Компьютер активно включает учащихся в учебный процесс, позволяет им сосредоточить внимание на наиболее важных аспектах изучаемого материала, не торопит с решением;
— На много расширяются наборы применяемых учебных задач;
— Благодаря компьютеру учащиеся могут пользоваться большим объемом ранее недоступной информации.
Когда говорят о недостатках компьютеров, нередко технико-экономические факторы ставят в один ряд с психолого-педагогическими. Не всегда отделяют частные ограничения, обусловленные теоретической концепцией авторов обучающих систем или отсутствием у них методического мастерства, от принципиальных ограничений компьютера. Перефразируя известное выражение, можно сказать, что недостатки компьютера — это не до конца реализованные его возможности. Прежде всего это касается способов общения, распознавания ошибок и их причин, учета индивидуальных особенностей учащихся. Но и это нельзя считать принципиальными ограничениями компьютера. Многое объясняется недостаточной изученностью психолого-педагогических проблем обучения и психического развития школьников.
В настоящее время все согласны с тем, что учителя должны принимать самое активное участие в составлении обучающих программ. Это бесспорно, но нельзя признать верным мнение, будто учитель или группа энтузиастов смогут создать достаточно эффективные учебные материалы. Можно не сомневаться в том, что они создадут, например, программы направленные на усвоение некоторой темы или на выполнение лабораторной работы. Здесь требуется иной подход в разработке обучающих программ, обеспечивающий достижение многих, в том числе и отдаленных целей, предусматривающих построение модели учащегося и т.д. Поэтому на вопрос, может ли учитель самостоятельно создать программу компьютерного обучения для целого учебного курса, следует ответить так — может, если он является одновременно крупным специалистом соответствующей области знаний, психологом, дидактом, методистом, программистом. Если он к тому же владеет мастерством редактора, художника и может работать не мене часов в сутки. Только коллектив, куда входят специалисты указанных профилей, может взять на себя решение такой задачи, создать полноценные обучающие программы для школьников. Чтобы эффективно использовать компьютер в учебном процессе, учитель должен приобрести многие знания и умения. Первые шаги в этом направлении уже сделаны. В течении относительно короткого времени все преподаватели ОИВТ в нашей стране получили необходимую подготовку. Если речь идет о всеобщей компьютерной грамотности, то ею должны овладеть все учителя. Кроме того, те учителя, которые будут использовать компьютер в обучении, должны получить более основательную подготовку в этой области.
Так, для компьютерного обучения необходима такая трактовка метода обучения, которая допускает его операциональное описание и тем самым его технологизацию. Метод обучения реализуется прежде всего: а) в системе обучающих воздействий; б) в способе включения учащихся в учебную деятельность; в) в «поле самостоятельности» учащегося (что характеризуется допустимыми отклонениями от нормативного способа решения учебных задач, при которых учащемуся не оказывается помощь); г) в организационных формах обучения и модальности обмена информацией между обучающим устройством и обучаемым.
Сфера применения и роль вычислительных машин в повышении эффективности деятельности человека должны быть раскрыты учащимся прежде всего в процессе практического использования ЭВМ для решения разного рода задач в ряде учебных предметов. При этом необходимо, чтобы совокупность этих задач охватывала все основные области применения ЭВМ. Школьный компьютер может быть использован учащимися для вычислительной работы в курсах математики, физики, химии, анализа данных учебного эксперимента и поиска закономерностей при проведении лабораторных работ, исследовании функций в курсе алгебры, построении и анализе математических моделей.
Курс математики — научная база изучения информатики. Понятие алгоритма необходимо формировать не только на примере алгоритмов из курса математики, но и на примере алгоритмов из других сфер деятельности человека. Необходимо дать ясные представления ученику о возможности автоматизации деятельности человека на основе алгоритма. Тем самым будет понятна роль техники в решении возникающих перед человеком практических задач.
Формирование навыков работы с компьютером, освоение прикладного программного обеспечения в курсе информатики позволит реализовать вторую важнейшую задачу внедрения ЭВМ в школу. При обучении математике могут найти применения прежде всего следующие возможности современных компьютеров.
- 1. Быстрота и надежность обработки информации любого вида. Отметим, что для обработки числовой информации можно использовать не только микро ЭВМ, но и калькулятор.
- 2. Представление информации в графической форме. По своим графическим (демонстрационным) возможностям микро ЭВМ практически не уступают даже цветному телевидению, но позволяют активно влиять на ход демонстраций, что значительно повышает их методическую ценность.
- 3. Хранение и быстрая выдача больших объемов информации. Например, все используемые в курсе математики таблицы могут храниться в памяти компьютера. Требуемая информация выдается на экран после одного — двух нажатий клавиш.
Возможность применения микро ЭВМ на уроках зависят от программного обеспечения машин. Все используемые на занятиях программы можно условно разделить на обучающие и учебные. Обучающие программы создаются для того, чтобы заменить учителя в некоторых видах его деятельности (при объяснении нового материала, закреплении пройденного, проверки знаний и т.п.). Цель учебных программ — помочь ученику в его познавательной деятельности, работе на уроке. Использование учебных программ осуществляется при участии и под руководством учителя. С помощью учебных программ можно выполнить разнообразные вычислительные операции, анализировать функции, строить и исследовать математические модели различных процессов и явлений, использовать графику машины для повышения наглядности изучаемого материала.
Разговор о месте компьютера в учебном процессе будет неполным, если не показать его возможности в познании учащимися самих себя, в осознании своей деятельности, качеств и личностной рефлексии. Значение ее в учебной деятельности трудно переоценить. Чтобы сформировать полноценную учебную деятельность, недостаточно выработать у учащегося систему знаний о предметном мире. Он должен овладеть своей деятельностью, знать, как он анализирует условия задачи, каковы его стратегии поиска решения, то есть у него должен выработаться рефлексивный механизм саморегуляции. В конце концов всё это необходимо для формирования целостного представления о самом себе как о личности, становления устойчивого “образа Я”.
С какого возраста можно обучать детей с помощью компьютера. При решении этого вопроса следует учитывать ряд факторов, причем не только психологических. Имеет большое значение и количество компьютеров, и рост их дидактических возможностей. Если абстрагироваться от этого, то вряд ли можно говорить о каких-то противопоказаниях к применению компьютеров даже в младших классах. И теоретические доводы, и экспериментальные данные показывают, что при этом может быть получен значительный образовательный эффект. По видимому, еще в нашем веке компьютером будут пользоваться даже первоклассники. Исследовательская работа в этом направлении весьма перспективна.
Важным направлением использования ЭВМ как средства обучения является моделирования изучаемых в школе объектов и явлений с помощью ЭВМ. Современные ЭВМ представляют широкие возможности для моделирования различных явлений и процессов. Главная особенность электронной вычислительной техники — прежде всего возможность конечной реализации модельной информации на уровне точных вычислений. Точность обеспечивается математическим совершенством способов программирования и огромной легкостью памяти ЭВМ, универсальность — способностью больших вычислительных машин становиться при соответствующем программировании изоморфными любой динамической системе.
В учебном процессе ЭВМ не должна просто заменять и подменять собой классную доску, плакат, кино — и диапроектор, натуральный эксперимент. Такая замена целесообразна только тогда, когда использование ЭВМ даст весомый дополнительный эффект по сравнению с использованием других средств обучения. При этом ЭВМ и другие средства обучения должны взаимно дополнять друг друга.
Опишите систему обучения, в которой роль учителя выполняет компьютер. Опишите систему обучения, в которой роль учителя выполняет компьютер. Какие механизмы прямой и обратной связи действуют в такой системе? В чем преимущества и в чем недостатки компьютерного обучения по сравнению с традиционным?
информативная доска с голосовой подачей информации. используется видео микрофон с распознованием ученика.(можно сделать для каждого ученика отдельную клавиатуру с которой он будет вводить вопрос,тем самым повышая мобильность системы)из плюсов мобильностьскорость работы простое управление.из минусов индивидуальностьстандартное мышление
Также наши пользователи интересуются:
⭐⭐⭐⭐⭐ Лучший ответ на вопрос «Опишите систему обучения, в которой роль учителя выполняет компьютер. Опишите систему обучения, в которой роль учителя выполняет компьютер. Какие механизмы прямой и обратной связи действуют в такой системе? В чем преимущества и в чем недостатки компьютерного обучения по сравнению с традиционным?» от пользователя Макс Акишин в разделе Экономика. Задавайте вопросы и делитесь своими знаниями.
Опишите систему обучения в которой роль учителя выполняет компьютер какие механизмы прямой кратко
§ 26. Управление с обратной связью
Основные темы параграфа:
♦ линейный алгоритм;
♦ обратная связь;
♦ модель управления с обратной связью;
♦ циклы и ветвления в алгоритмах;
♦ системы с программным управлением.
Линейный алгоритм
Если внимательно обдумать рассмотренные в предыдущем параграфе примеры, то можно прийти к выводу, что строго в соответствии со схемой на рис. 5.2 работает только система «светофор — автомобили». Светофор «не глядя» управляет движением машин, не обращая внимания на обстановку на перекрестке. Вот алгоритм работы светофора:
КРАСНЫЙ-ЗЕЛЕНЫЙ-ЖЕЛТЫЙ-КРАСНЫЙ-ЗЕЛЕНЫЙ-ЖЕЛТЫЙ-КРАСНЫЙ и т. д.
Такой алгоритм называется линейным или последовательным.
Обратная связь
Совсем иначе протекает процесс управления телевизором или собакой. Прежде чем отдать очередную команду, человек смотрит на состояние объекта управления, на результат выполнения предыдущей команды. Если он не нашел нужную передачу на данном канале, то он переключит телевизор на следующий канал; если собака не выполнила команду «лежать!», хозяин повторит эту команду.
Из этих примеров можно сделать вывод, что управление происходит эффективнее, если управляющий не только отдает команды, т. е. работает прямая связь, но и принимает информацию от объекта управления о его состоянии. Этот процесс называется обратной связью.
Обратная связь — это процесс передачи информации о состоянии объекта управления управляющему объекту.
Модель управления с обратной связью
Управлению с обратной связью соответствует схема, изображенная на рис. 5.3.
Циклы и ветвления в алгоритмах
Вот как можно записать алгоритм поиска нужной передачи по телевизору:
ВКЛЮЧИТЬ ТЕЛЕВИЗОР НА 1-М КАНАЛЕ
ПОКА НЕ БУДЕТ НАЙДЕНА ИСКОМАЯ ПЕРЕДАЧА,
ПОВТОРЯТЬ:
ПЕРЕКЛЮЧИТЬ ТЕЛЕВИЗОР НА СЛЕДУЮЩИЙ
КАНАЛ
В этом алгоритме содержится указание на повторение одних и тех же действий (переключить канал) по некоторому условию (пока не найдем передачу). Такой алгоритм называется циклическим.
Если вместо светофора на перекрестке дорог работает милиционер-регулировщик, то управление движением станет более рациональным. Регулировщик следит за скоплением машин на пересекающихся дорогах и дает «зеленую улицу» в том направлении, в котором в данный момент это нужнее. Нередко из-за «безмозглого» управления светофора на дорогах возникают «пробки». И тут непременно приходит на помощь регулировщик.
Назовем пересекающиеся дороги: Дорога-1 и Дорога-2. Логика управления движением описывается следующим алгоритмом:
ЕСЛИ НА ДОРОГЕ-1 СКОПИЛОСЬ БОЛЬШЕ МАШИН
ТО ОТКРЫТЬ ДВИЖЕНИЕ ПО ДОРОГЕ-1
ИНАЧЕ ОТКРЫТЬ ДВИЖЕНИЕ ПО ДОРОГЕ-2
Здесь по определенному условию происходит выбор одного из двух действий. Такой алгоритм называется ветвящимся. Проверка выполнения условия и в первом и во втором примере стала возможна благодаря обратной связи: телезритель наблюдает за состоянием телевизора, милиционер наблюдает за состоянием движения на дорогах.
В варианте управления без обратной связи алгоритм может представлять собой только однозначную (линейную) последовательность команд. При наличии обратной связи и «интеллектуального» управляющего объекта алгоритмы управления могут иметь сложную структуру, содержащую альтернативные команды (ветвления) и повторяющиеся команды (циклы).
При наличии обратной связи алгоритм может быть более гибким, допускающим проверку условий, ветвления и циклы.
Системы с программным управлением
Принцип управления с обратной связью и есть основной закон, открытый кибернетической наукой. Он действует в системах самой разной природы: технических, биологических, социальных.
Системы, в которых роль управляющего объекта поручается компьютеру, называются автоматическими системами с программным управлением.
Для функционирования такой системы, во-первых, между компьютером и объектом управления должна быть обеспечена прямая и обратная связь, во-вторых, в память компьютера должна быть заложена программа управления (алгоритм, записанный на языке программирования). Поэтому такой способ управления называют программным управлением.
Программное управление широко используется в технических системах: автопилот в самолете, автоматическая линия на заводе, ускоритель элементарных частиц в физической лаборатории, атомный реактор на электростанции и пр.
Коротко о главном
Управляющая информация передается по линии прямой связи в виде команд управления; по линии обратной связи передается информация о состоянии объекта управления.
Без учета обратной связи алгоритм управления может быть только линейным, при наличии обратной связи алгоритм может иметь сложную структуру, содержащую ветвления и циклы.
Системы, в которых роль управляющего объекта выполняет компьютер, называются автоматическими системами с программным управлением.
Вопросы и задания
1. Что такое обратная связь в процессе управления?
2. Какую структуру имеет управляющий алгоритм в системе без обратной связи?
3. Какую структуру может иметь управляющий алгоритм при наличии обратной связи?
4. Что такое система с программным управлением?
5. Проанализируйте систему «учитель—класс» как систему управления. Кто здесь управляющий объект, кто — объект управления? Какие действуют механизмы прямой и обратной связи?
6. Придумайте ситуации на уроке, когда учитель использует ветвление или цикл, принимая управляющие решения.
7. Назовите систему, в которой учитель является объектом управления. Проанализируйте ее.
8. Опишите систему обучения, в которой роль учителя выполняет компьютер. Какие механизмы прямой и обратной связи действуют в такой системе? В чем преимущества и в чем недостатки компьютерного обучения по сравнению с традиционным?
И. Семакин, Л. Залогова, С. Русаков, Л. Шестакова, Информатика, 9 класс
Отослано читателями из интернет-сайтов
Планы уроков информатики, скачать тесты бесплатно, всё для учителя и школьника в подготовке к уроку по информатике 9 класс, домашние задания, вопросы и ответы
Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.
Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь — Образовательный форум.
