Развитие программных средств обучения по мере обновления школьной вычислительной техники

Г.А. Сапрыкина

С появлением вычислительной техники в школе стали разрабатываться программные средства учебного назначения. В работе рассматривается динамика развития и совершенствования программных педагогических средств, создаваемых для применения в школьном образовательном процессе, в хронологической связи с разными типами школьной вычислительной техники.

Информатизация нашего общества как элемента международного сообщества явилась неизбежным историческим процессом. Этот процесс предусматривает использование средств коммуникации и вычислительной техники во всех сферах человеческой деятельности. Технической основой процесса информатизации общества является вычислительная техника. Для ее использования необходимы определенные навыки, умения, мышление, иначе говоря, необходима компьютерная грамотность. 80-е годы стали десятилетием технологической революции в образовании во всем мире [1].

Для обучения компьютерной грамотности необходимы были педагогические программные средства (ППС), представляющие собой программы разной сложности, структуры и назначения и методические рекомендации для их использования.

Термин “педагогические программные средства” выбран для обозначения программного продукта учебного назначения, которое может быть создано и освоено с помощью компьютера. При этом следует помнить, что в 80-е годы вычислительная техника, на которой использовались ППС в школе, имела небольшую оперативную память. Поэтому ППС могли создаваться только небольшими по объему. В этой связи они предназначались для решения определенных, достаточно узких учебных задач. Подобные ППС классифицировались и типологизировались по разным критериям и признакам. Так, Т.А. Сергеева и Т.А. Невуева [2] ввели типологизацию ППС по следующим признакам:

1. по предметному содержанию программ (тематический принцип) — математика, физика, история и т.д.;
2. по функции (принцип целевого назначения): диагностические, контролирующие (текущий и итоговый контроль, регистрация и хранение сведений об успеваемости), обучающие ( демонстрационные, тренажеры, справочно-информационные );
3. по степени активности учащихся, определяемой структурой и характером деятельности (демонстрационные, конструирующие программы);
4. по уровню коммуникативности (предметно и коммуникативно-ориентированные — сетевая коммуникация);
5. по целевой группе пользователей — инструментальные педагогические средства (базы данных, редакторы, компьютерные журналы и конспекты).

Современные компьютеры позволяют создавать ППС, которые включают сразу все первые четыре типа. Такие ППС в настоящее время называют электронными учебниками (ЭУ).

Классифицировались ППС и по другим критериям: по цели конкретной разработки, ее внутренней структуре и содержанию.

Такой подход исходит из точки зрения пользователя. К ППС с точки зрения пользователя можно отнести:
• программные средства (ПС) — отдельные компьютерные программы с методическими рекомендациями или инструкциями для пользователя;
• компьютерные (или компьютеризированные) курсы (КК) — предметно-ориентированные ППС, охватывающие тему или раздел изучаемого предмета;
• компьютерные учебные пособия (КУП) — предметно-ориен­ти­ро­ванные и интегрированные компьютерные курсы с методическими рекомендациями для пользователя;
• программно-методические комплексы (ПМК) — совокупность ПС, КК, КУП, объединенных в комплекс тематическим планом для достижения общей цели и методическое пособие для работы с ними. Иерархия ППС хорошо прослеживается на рис. 1.

Рис. 1

Если соотнести последнюю классификацию ППС с указанной выше типологизацией, то ПС определяются принципом целевого назначения (пункт 2); КК определяется предметным содержанием (пункт 1); КУП определяются обоими принципами. Кроме того, КУП по физике, например, может содержать вспомогательный КК по математике, КК по истории, являясь интегрированным курсом. ПМК могут включать все виды и типы ПС, КК, КУП.

При знакомстве с конкретными разработками по каталогам [3-6] становится ясно, что было разработано крайне мало ППС типа КУП по общеобразовательным предметам; фрагментарность, тематическая разрозненность мешали постоянному использованию их в учебном процессе. И главный недостаток многих имеющихся программ состоит в неправомерном переносе традиционных форм и методов обучения в компьютерную обучающую программу. Конечно, это следствие того, что потребности практики не были еще достаточно обеспечены соответствующими теоретическими проработками и отсутствовали квалифицированные специалисты-постановщики компьютерных курсов.

В начале процесса компьютеризации школ лейтмотивом деятельности образовательных учреждений в этом направлении была поставка в школы страны любой вычислительной техники. И в школы попала разнообразная ВТ: БК-0010, Корвет, УК-НЦ, Ямаха, Агат и многие другие виды. И в то время Сибирским институтом образовательной технологии Российской академии образования на первые четыре из указанных типов школьных компьютеров был разработан программно-методический комплекс для подготовки руководящих и педагогических кадров в области информатики
(36-часовой курс). Прочие разработки относились к одному виду техники.

С началом школьной реформы нового тысячелетия в политике информатизации школ произошел качественный скачок. В настоящее время не выпускается школьная вычислительная техника. В школы поставляются современные модели персональных компьютеров. Стремительный процесс информатизации школ на основе современных компьютеров, поступающих в учебные заведения страны, открывает в образовании путь электронным учебникам. Этот термин в настоящее время наиболее устойчив, и к этому типу разработок относятся все в большей или меньшей степени целостные компьютерные курсы учебного назначения.

Для обеспечения многофункциональности при использовании и в зависимости от целей разработки электронные учебники могут иметь различную структуру. Например, для использования на уроках можно создавать электронный учебник, поддерживающий школьную программу по конкретному предмету, и учебный материал подавать согласно имеющемуся тематическому планированию. Можно разрабатывать электронный учебник без привязки к тематическому планированию, а просто следуя учебному плану по конкретному школьному курсу. Можно создавать электронные учебники по принципу вертикального изучения учебного материала. К примеру, функции и графики изучаются в школе с 7 по 11 классы. На бумажных носителях существует четыре учебника для соответствующих классов, в каждом из которых наряду с другими темами есть и учебный материал по функциям и графикам. Электронный учебник может объединить весь изучаемый материал по этой теме с 7 по 11 классы. Такой ЭУ можно использовать и для самостоятельных занятий, для подготовки к сдаче экзаменов, на уроках, для подготовки к сдаче курса экстерном.

В настоящее время издано много печатных учебников по разным школьным предметам. Но тем не менее, некоторые авторы отмечают их низкий уровень по отдельным предметам. Так, по мнению В.К. Совайленко (учитель математики) [9], в школе нет хороших учебников по математике. По химии также ведутся занятия по учебникам, не нашедшим положительной оценки у учителей [10]. Говоря о качестве школьных учебников, ректор МГТУ им. Баумана И.Б. Федоров [11] отмечает: «В отечественных школьных учебниках по математике и физике сквозь текст зачастую приходится “продираться”. При изложении материала, как правило, идут не от смысла, а от формы…». Поэтому оправдан постоянный поиск новых форм организации учебного материала в учебниках.

Отправной точкой в создании электронных учебников являются дидактические цели и задачи, для достижения и решения которых используются информационные технологии.

В зависимости от целей обучения электронные учебники могут быть следующих типов:
• предметно-ориентированные ЭУ;
• предметно-ориентированные электронные учебники для изучения отдельных разделов предметов общеобразовательного цикла при сквозном изучении учебного материала;
• предметно-ориентированные электронные тренажеры с наличием справочного учебного материала;
• электронные автоматизированные системы развития способностей.

Предметно-ориентированные ЭУ находят широкое применение в настоящее время в школах. При разработке электронного учебника необходимо первоначально выработать его строение, порядок следования учебного материала, сделать выбор основного опорного пункта будущего учебника. Рассмотрим, к примеру, электронный учебник «Школьный физический эксперимент» для общеобразовательной школы со сквозным изучением учебного материала [12].
Такой ЭУ состоит из следующих разделов школьного курса физики :
1) механика (7, 9 классы),
2) электромагнитные явления (8,10-11 классы),
3) молекулярная физика (7-10 классы).

Каждый раздел такого электронного курса по физике состоит из следующих компонентов:
• моделирование физических экспериментов для исследования и демонстрации физических законов, явлений;
• познавательный материал по разделам физики;
• задания, тесты для закрепления и контроля усвоения знаний;
• терминологический словарь или справочник физика;
• математический аппарат, необходимый для усвоения отдельных тем курса;
• историческая справка об открытии и исследовании конкретного физического явления.

Все разделы курса и их компоненты взаимосвязаны, находятся в общей программной оболочке. Каждый компонент в указанных разделах электронного учебника доступен для пользователя из любого другого компонента.

Изучение указанных тем из школьного курса физики ведется в нескольких классах по спирали, начиная с 7-го или 8-го. Затем многие темы в более развернутом виде изучаются в следующих классах: механика — в 9-м, молекулярная физика — в 8-м, электродинамика — в 10-м. И завершается изучение в 10-м или 11-м классах. Таким учебником, размещенным на одном компакт-диске, можно пользоваться с 7-го по 11-й классы.

Литература

1. Пелгрюм В.Й. Международные исследования в компьютеризации образования // Перспективы. — 1993(83). — № 3. — С. 100–110.
2. Сергеева Т.А., Невуева Т.А. Рекомендации по проектированию педагогических программных средств. М.: НИИ ШОТСО АПН СССР. — 1990. — 50 с.
3. Каталог программных средств для ПЭВМ, поставляемых в 1990 г. Казань. — 1990. — 65 с.
4. Каталог фонда алгоритмов и программ. Республиканский центр новых информационных технологий обучения. Омск. — 1990. — 81 с.
5. Каталог РОСЦИО компьютерных учебных программ. —М., 1992. — № 1. — 56 с.
6. Каталог РОСЦИО компьютерных учебных программ. — М., 1993. — № 1(2). — 85 с.
7. Советский энциклопедический словарь. — М.: «Советская энциклопедия», 1985.
8. Ретинская И.В., Шугрина М.В. IBM и Makintosh в сфере образования // Мир ПК. — 1994. — № 3.
9. Совайленко В.К. О содержании математического образования и качестве учебников (мнение учителя) // Педагогика. — М.: Педагогика, 2002. — № 3. — С. 35–39.
10. Материалы круглого стола Дистанционного научно-методического объединения учителей химии на сайте НООС www.websib.ru
11. Федоров И. Главное условие качественного образования — наука, но никак не наукообразие // Школьное обозрение. — М., 2002. — № 1. — С. 42–43.
12. Карпушова И.Б., Сапрыкина Г.А., Старцева Н.А. Технология разработки КУП по физике. Труды телеконференции 2000–2001 г. Новосибирск. СИОТ РАО. — 2002. — 328 с.

Из сборника "Новосибирская школа программирования. Перекличка времен". Новосибирск, 2004 г.
Перепечатываются с разрешения редакции.