Общая характеристика информационно-коммуникационных технологий

Характерной особенностью системы образования является то, что она выступает, с одной стороны, в качестве пользователя, а с другой – создателя информационно-коммуникационных технологий. Особенно это относится к системе высшего образования как основному источнику интеллектуальных кадров и мощной базе фундаментальных и прикладных научных исследований. Однако передача информации – это не передача знаний или развитие и воспитание качеств обучающихся, поэтому информационно-коммуникационные технологии предоставляют педагогам весьма эффективные, но только вспомогательные средства [18], [30]. Это средства, которые, вливаясь в учебный процесс, приводят к его структурным и организационным изменениям. Однако эффективность применения возможна только в том случае, когда соответствующие технологии не являются некоторой надстройкой к существующей системе обучения, а обоснованно и гармонично интегрируются в данный процесс, обеспечивая новые возможности и преподавателям и обучающимся.

Включение ИКТ в учебный процесс позволяет педагогу организовать разные формы учебно-познавательной деятельности на занятиях и сделать активной и целенаправленной самостоятельную работу обучающихся. ИКТ можно рассматривать как средство доступа к учебной информации, обеспечивающее возможности поиска, сбора и работы с источником, в том числе в сети Интернет, а также средство доставки и хранения информации.

К ИКТ следует отнести и все виды электронных образовательных ресурсов (ЭОР) – электронные учебники и учебные пособия, мультимедиакурсы, интерактивные тренажеры и лаборатории, тестирующие системы и другие. Детальная классификация образовательных электронных ресурсов, в основе которой лежат общепринятые способы классификации учебных изданий, электронных изданий и программных средств представлена в работах [11], [30]. Использование ЭОР дает педагогам возможность углубления межпредметных связей при решении задач из различных предметных областей, актуализации выбора образовательной траектории обучающимися, что обеспечивает личностно-ориентированный подход в организации процесса обучения.

ИКТ – это и телекоммуникационные средства, через которые осуществляется учебный диалог, так необходимый при обучении. Преимуществом телекоммуникаций является и возможность объединения информационных ресурсов образовательных и научных центров, привлечения ведущих педагогов и специалистов, создания распределенной научной лаборатории и организации совместных научных экспериментов и образовательных программ.

Прежде чем перейти к характеристике разных видов ИКТ, введем само понятие. В научной и научно-методической литературе, посвященной проблемам информатизации системы образования, часто встречаются такие однопорядковые термины как "информационные технологии", "компьютерные технологии", "информационно-коммуникационные технологии" и другие, что свидетельствует о неустоявшейся терминологии в этой области исследований.

Информационные технологии (ИТ) определяются как совокупность методов, производственных процессов и программно-технических средств, объединенных в технологическую цепочку, обеспечивающую сбор, обработку, хранение, распространение и отображение информации с целью снижения трудоемкости процессов использования информационного ресурса, а также повышения их надежности и оперативности [3, 11, 20].

Появление ИТ дало возможность создать качественно новую информационно-образовательную среду, послужившую основой для развития дистанционного обучения.

Другими словами, информационные технологии – это конкретный способ работы с информацией: совокупность знаний о способах и средствах работы с информационными ресурсами, способ и средства сбора, обработки и передачи информации для получения новых сведений об изучаемом объекте [18].

Термин “компьютерные технологии” является устаревшим вследствие того, что использование компьютера как одного из возможных средств для работы с информацией не исключает использование аудио- и видеоаппаратуры и других технических средств обучения. Кроме того, понимание роли компьютера как вычислительной машины стало уже анахронизмом [16], [25].

Более весомым следует считать термин "информационно-коммуникационные технологии", отражающий приемы и методы работы с информационными ресурсами, организации общения между участниками учебного процесса на основе различных аппаратных, программных и телекоммуникационных средств.

ИКТ характеризуется средой, в которой они функционируют, и компонентами, которые она содержит:

· техническая среда (вид используемой техники);

· программная среда (набор программных средств для реализации педагогических технологий);

· предметная среда (содержание конкретной предметной области науки, техники, знания);

· методическая среда (инструкции, порядок пользования, оценка эффективности и др.) [25].

В учебном процессе важна не информационная технология сама по себе, а то, насколько ее использование служит достижению образовательных целей. Поэтому в основе выбора технологии должно лежать исследование особенностей конкретных предметных областей, содержания учебных курсов, конкретных целей и ожидаемых результатов обучения. При выборе технологии важно учитывать и степень необходимой активности обучаемых, их вовлеченности в учебный процесс, характерные психологические черты и т.д. [11].

Система образования всегда была открыта внедрению информационных технологий в учебно-воспитательный процесс. В учебных заведениях издавна применяются разнообразные текстовые и графические редакторы, средства для подготовки компьютерных презентаций и работы с таблицами, базы данных различного назначения. Несомненно, их использование развивает у обучаемых воображение, фантазию, интуицию, инициативность и другие личностные качества; расширяет возможности образовательной среды и способствует более высокому уровню исследовательской и творческой деятельности обучаемых. В то же время перечисленных программных средств недостаточно для обеспечения все возрастающих потребностей педагогов, что привело к разработке специализированных компьютерных программ для образования, ориентированных на поддержку разных сторон учебно-воспитательного процесса [18, 30].

Компьютерные образовательные программы отличаются представлением учебных материалов, способом исполнения, характером доступа к ним, а также выполняемой ролью в учебном процессе. Основными дидактическими целями использования подобных образовательных ресурсов в обучении являются сообщение сведений, формирование и закрепление знаний, формирование и совершенствование умений и навыков, контроль усвоения. Компьютерные образовательные программы позволяют:

· организовать разнообразные формы деятельности обучающихся;

· создать условия для осуществления самостоятельной работы обучающихся, их самообразования и саморазвития;

· организовать интерактивный диалог, моделирование объектов, сбор, хранение и обработку информации;

· управлять ходом обучения, автоматизировать процессы контроля результатов учебной деятельности, подбирать задания в зависимости от конкретного уровня знаний.

Разработанные системы оценивания с помощью компьютера позволяют организовать разные формы контроля знаний для оценки качества их усвоения. Компьютерное тестирование имеет ряд преимуществ перед проведением обычного контроля. Оно позволяет, во-первых, организовать централизованный контроль, охватив всех обучающихся; во-вторых, предоставить обучающимся возможность самоконтроля полученных знаний; в-третьих, сделать контроль более объективным и не зависящим от субъективности преподавателя; в-четвертых, организовать дифференцированный контроль знаний; в-пятых, провести мониторинг качества знаний обучающихся на протяжении всего времени изучения отдельной темы или всего курса на основе протоколирования итогов тестирования. Такие программы позволяют разгрузить преподавателя от рутинной работы по выдаче индивидуальных контрольных заданий и проверке правильности их выполнения, что особенно актуально в условиях массового образования. Появляется возможность многократного и более частого контроля знаний.

Разработанные информационно-поисковые системы позволяют обеспечить поиск необходимой информации. К информационным поисковым системам, например, относятся: справочные правовые системы "Гарант", "Консультант Плюс", "Кодекс", электронные каталоги библиотек, электронные словари и энциклопедии, поисковые системы сети Интернет.

В настоящее время в России существует множество каталогов образовательных ресурсов. Только по данным Yandex результат поиска выдает 1511 страниц не менее 143 серверов, Rambler – 1462. Различаются каталоги в зависимости от назначения и классификации образовательных ресурсов. В зависимости от назначения существуют каталоги для педагога, каталоги для обучающегося, для образовательных учреждений, каталог как результат образовательной деятельности обучающихся и т.д. Согласно второму критерию можно выделить каталоги ЭОР в зависимости от формы издания ресурсов, целевого и пользовательского назначения, от системы образования (школьное, начальное и среднее профессиональное, вузовское, послевузовское, дополнительное, для самообразования), от вида учебной деятельности и т.д. [42].

Так, среди каталогов ЭОР в зависимости от формы издания отражаемых ресурсов различают каталог CD-ROMов образовательной тематики (сервер Московского комитета по образованию – http://www.educom.ru); каталог сетевых образовательных ресурсов; каталог ссылок на образовательные ресурсы – «Все образование в Интернет» – http://pedsovet.org

В зависимости от вида деятельности различают каталоги: в помощь аудиторным занятиям; каталог рефератов; внеклассных форм – конкурсов, олимпиад; каталог тестов и т.д.

http://referat.ru – коллекция рефератов, курсовых и дипломных работ, докладов и диссертаций, сочинений и шпаргалок, а также других студенческих и школьных работ.

http://www.ht.ru – на сайте Центра тестирования «Гуманитарные технологии» МГУ содержится информация о компьютерных тестах и услугах по тестированию с использованием Интернет.

http://rostest.ru – образовательный сервер тестирования. База данных содержит 450 тестовых заданий. В первую очередь данный проект принадлежит школьникам, учащимся гимназий, лицеев, всем желающим проверить свой уровень знаний и оценить свои возможности для получения соответствующего сертификата.

Наиболее информативным и содержательным является сайт ГосНИИ информационных технологий и телекоммуникаций (Центр «Информика»), охватывающий сведения о Министерстве общего и профессионального образования России (http://www.informika.ru). На нем размещены ресурсы, определяющие образовательную политику страны, в т.ч. справочники и базы данных для системы общего среднего, начального и специального образования, системы дополнительного образования в целом.

Столичная система образования отражена на сервере Московского комитета по образованию (http://www.educom.ru). На нем размещен каталог обучающих программ на CD-ROM ведущих компаний «КлиоСофт», «МедиаХауз», «Кирилл и Мефодий», «Физикон», «1C» и др. по следующим предметам: иностранные языки, физика, история, русский язык, химия, биология, математика и др.

На сайте «Ресурсы www по образовательным программам» (http://www.history.ru/progr.htm) можно получить сведения, содержащие полное библиографическое описание бесплатных обучающих программ с краткой их аннотацией, отзывами пользователей на издание, а также статьями и рецензиями.

Организовать поиск информации позволяют и образовательные порталы. Концентрируя электронные образовательные ресурсы, порталы формируют единое образовательное пространство, дающее возможность повысить уровень образования посредством применения информационных технологий. Слово портал – (от англ. portal – “портал”) пришло в Интернет из архитектуры в значении “главный вход”. Первоначально под порталом понимался сайт, с которого человек регулярно начинает свою работу в Интернете и делает стартовой страницей своего браузера. Сегодня понятие “портал” значительно расширилось: порталом следует называть сайт, который сочетает web-сервисы, контент и ссылки на другие ресурсы таким образом, чтобы соответствовать потребностям большого числа пользователей [27].

Портальная технология позволяет осуществлять поиск ресурсов по уровням образования, по функциональному признаку, указанной тематике, создателям и другим критериям (рис. 2.1). Организация работы по заполнению и администрированию порталов позволит объединить российское образовательное сообщество, обеспечить оперативный доступ к образовательной информации, повысить уровень образования населения и оказать практическую помощь участникам образовательного процесса в условиях применения ИКТ.

 

Рисунок 2.1 - Российский общеобразовательный портал

Моделирующие компьютерные системы позволяют моделировать и тем самым визуализировать сложные динамические процессы, которые затруднительно или просто невозможно показать в учебной аудитории. Моделирующие программы не являются универсальными. Каждая из них рассчитана на моделирование достаточно узкого круга явлений. Основанные на математических моделях (с управляющими параметрами) или лабораторных экспериментах, компьютерные модели могут быть использованы не только для демонстрации явлений, но и для выяснения в режиме диалога влияния тех или иных параметров на изучаемые процессы и явления. Элементы интерактивной графики дают возможность обучающимся использовать модели в качестве имитаторов лабораторных установок, а также для отработки навыков управления моделируемыми процессами.

Весьма важно, что моделирование на компьютере позволяет наблюдать динамику процесса в том темпе, который удобен для восприятия обучающимися, хотя подлинное время течения процесса может составлять доли секунды или десятки лет.

Компьютерные технологии позволяют не только работать с готовыми моделями объектов, но и производить их конструирование из отдельных элементов. Такие моделирующие программы могут быть встроенным компонентом электронного учебного пособия или использоваться в качестве самостоятельного программного средства, активизирующего поисковую деятельность обучающихся.

Современные моделирующие программы основаны на мультимедиатехнологиях, объединяющих текст, графику, видео, аудио, мультипликацию в представлении учебной информации. Это позволяет лучше визуализировать изучаемый материал и дать обучающимся возможность выбора более эффективной образовательной среды в зависимости от их индивидуальных особенностей. Так, для изучения даже динамических процессов обучающимся с вербальным типом предпочтительны статические изображения, сопровождающиеся текстовым описанием. В то же время обучающимся с образным типом мышления для усвоения материала необходимы анимированные иллюстрации.

Электронные тренажеры предназначены для закрепления практических умений и навыков. Наиболее эффективны такие средства для отработки действий в условиях сложных и чрезвычайных ситуаций. Тренажеры могут быть успешно применимы при решении задач, выполнении лабораторных работ. При этом обучающиеся получают краткую теоретическую информацию, возможность самостоятельного выполнения работы и контролирования полученных результатов.

Информационно-коммуникационные технологии можно разделить на три основных группы:

· технологии представления учебной информации;

· технологии передачи учебной информации;

· технологии организации учебного процесса [10], [24].

Технологии представления учебной информации позволяют оформить учебные материалы, отличающиеся не только способом представления, но и доступом к ним, а также выполняемой ролью в учебном процессе. Поэтому в состав учебно-методического комплекса по каждой дисциплине должны входить материалы, охватывающие все этапы учебного процесса. На этапе проектирования учебно-методического комплекса необходимо определить, в каком виде учебная информация по отдельной дисциплине будет усваиваться наиболее эффективно. Также у обучающегося всегда должна быть возможность выбора наиболее удобной для него формы представления учебного материала. Все это приводит к необходимости размещения учебной информации на разных типах носителей. Полный комплект учебно-методических материалов, предназначенный для изучения отдельной дисциплины, принято называть мультимедиакурсом.

Мультимедиакурс - это комплекс логически связанных структурированных дидактических единиц, представленных в цифровой и аналоговой форме, содержащий все компоненты учебного процесса [6, 7, 11].

Мультимедиакурс включает электронный учебник в сочетании с лабораторными тренажерами, тестирующими модулями, справочной системой, печатными материалами, аудио- и видеоприложениями.

Мультимедиакурс – один из видов электронных образовательных ресурсов, основанных на технологии гипертекста и мультимедиатехнологиях. Представление учебного материала в гипертекстовой форме существенно изменяет структуру и расширяет возможности электронной обучающей программы. Гипертекстовая технология обеспечивает многослойное, многоуровневое распределение учебного материала, что позволяет, с одной стороны, облегчить восприятие базовых понятий, а с другой стороны – углубиться в детали с необходимой полнотой. Одновременно на экране монитора может быть несколько гиперссылок, каждая из которых определяет свой маршрут "путешествия".

Благодаря интерактивности, обусловленной гипертекстовой технологией, обучающиеся самостоятельно управляют потоком учебной информации. Они могут не только читать с экрана, но и приобретать практические навыки при работе на компьютерных тренажерах, а также проверять и анализировать полученные знания через комплексы заданий, тестирующие системы, являющиеся компонентами мультимедиакурса. Таким образом, выстраивается своеобразный диалог между обучающимся и компьютерной программой. В отличие от печатного учебника электронный учебник может быть активным собеседником: задавать вопросы, проверять и комментировать ответы и т.д.

Интерактивность мультимедиакурса организует многократное обращение к изучаемому материалу, формам контроля, что обеспечивает его прочное усвоение. Таким образом, интерактивность дает возможность студенту или школьнику стать активным участником учебного процесса, что особенно важно при преобладающей самостоятельной работе с учебным материалом.

 

Мультимедиатехнология также расширяет применение компьютера в учебном процессе. Изобразительный ряд, простроенный на использовании средств мультимедиа, включая образное мышление, помогает обучающемуся более наглядно, целостно воспринимать предлагаемый материал. Программы с использованием мультимедиа средств многомодальны, т.е. они одновременно воздействуют на несколько органов чувств, что позволяет в максимальной степени реализовать требование наглядности обучения. А известно, что от наглядности, доходчивости и смысловой полноты зависит скорость восприятия учебной информации, ее понимание, усвоение и закрепление полученных знаний.

Следует отметить, что мультимедиаприложения обучающих программ (видеолекции, аудиоприложения, анимации) обеспечивают качественно новый уровень восприятия информации - эмоциональный, когда обучающийся не просто пассивно созерцает, а проявляет интерес, внимание, активно участвует в происходящем. Обладая интерактивными свойствами, мультимедиаприложения вносят в процесс обучения элемент игры, уменьшая утомляемость при изучении курса.

Перечисленные технологии осуществляют интеграцию значительных объемов информации на едином носителе, способствуют выбору индивидуальной образовательной траектории и темпа работы, которые максимально соответствуют способностям студента и уровню его подготовки, т.е. реализуют принцип индивидуализации обучения.

Мультимедиа курс, в отличие от других ЭОР, обладает весомыми дидактическими преимуществами.

1. Мультимедиакурс предоставляет обучающимся оптимальное сочетание различных способов работы: изучение теории чередуется с практическими заданиями, позволяющими закрепить полученные знания и приобрести первоначальные практические навыки, тестирующие программы обеспечивают контролирующие функции, позволяя обучающимся проверить и оценить полученные знания.

2. Включение в курс тестов и тренажеров позволит отслеживать и направлять траекторию изучения материала, осуществляя, таким образом, обратную связь с преподавателем.

3. Мультимедиакурс является средством комплексного воздействия на обучающихся, которое задействует разные каналы восприятия информации и активизируют одновременно все виды его деятельности: мыслительную, речевую, физическую, перцептивную.

4. Мультимедиакурс удовлетворяет психолого-педагогическим, эргономическим требованиям, что позволяет адаптировать его к индивидуальным особенностям обучающихся.

5. Мультимедиа курс имеет более совершенное качество учебного материала, которое определяется не только содержанием и особенностями изложения материала, но и возможностями его представления.

6. Гипертекстовая технология позволяет обучающимся индивидуализировать учебный процесс путем выбора подходящей для них образовательной траектории. При этом учитываются индивидуальные особенности восприятия информации (восприимчивость человеческого глаза к определенным цветам, размеру шрифтов и т.д.), особенности памяти, мышления обучающихся.

7. Работа с мультимедиакурсом развивает общеинтеллектуальные, общепредметные умения (умения учиться, искать информацию, задавать вопросы и т.д.).

Перечисленные особенности позволяют реализовать основные дидактические принципы – принцип доступности, наглядности, связи теории и практики, прочности знаний и тем самым улучшить усвоение материала, а также повысить интерес и мотивацию к изучению предмета, активность обучающихся, что чрезвычайно важно при обучении. Используемые средства и технологии позволяют создать образовательную среду, благоприятную для реализации поискового, исследовательского типа обучения, когда изучение материала становится возможным вследствие своих собственных открытий.

При создании ЭОР важно учитывать целый ряд требований: общедидактические требования, касающиеся наиболее общих аспектов обучения, методические требования, связанные со спецификой преподавания тех или иных дисциплин. Необходимо учитывать и специфику работы за компьютером, проявляющуюся в непосредственном отсутствии преподавателя, возрастании утомляемости обучающихся, увеличении нагрузки на зрение т.д. Это требует тщательной подготовки дидактических средств с учетом психологических особенностей восприятия текстовой информации, цветовой палитры, размеров шрифтов, особенностей памяти, внимания, мышления обучающихся, а также эргономических требований, касающихся создания благоприятных условий для учебно-познавательной деятельности. С другой стороны, необходимо максимально использовать возможности, которые предоставляют современные информационно-коммуникационные технологии. Подробный анализ различного рода требований, предъявляемых к ЭОР, представлен в трудах [7, 20, 23, 35].

Технологии передачи учебной информации организуют доставку учебно-методического обеспечения образовательных программ. Все ЭОР могут быть разделены на две группы: локальные и сетевые. Следует помнить, что соответствующий способ размещения информации накладывает определенные требования и на технологии создания ресурсов, и на технологии доступа к ним, и на технологии их доставки.

Локальные ресурсы представлены аудио- и видеозаписями на магнитной ленте, компьютерными обучающими программами и электронными копиями учебных материалов на дискетах, лазерных дисках и предназначены для работы на отдельном компьютере с возможностью передачи их на другой при помощи дискет или средствами локальных сетей. Они могут представлять собой самостоятельные компоненты и могут входить в состав комплекта электронного учебника. Локальные компоненты находятся непосредственно у обучаемого или в фондах учебного центра.

Сетевые ресурсы включают в себя информацию, размещенную в сети Интернет (сетевые версии электронных курсов, эксперименты с удаленным доступом и т.п.). Таким образом, способом доставки сетевых учебных материалов становится сеть Интернет, позволяющая осуществлять передачу электронных учебных материалов с сервера базового вуза на сервера любых учебных центров. Размещение учебных материалов в сети в виде специализированных баз данных позволяет наиболее просто организовать доступ к данным ресурсам и непосредственно управлять процессом обучения.

Еще одним средством передачи информации являются спутниковые системы связи, позволяющие на качественно высоком уровне проводить лекции преподавателей и осуществлять другие виды учебной деятельности как в режиме реального времени, так и в отложенном режиме. При такой передаче информации возрастает качество звукового и анимационного сопровождения лекции, скорость передачи информации и качество изображения. Лекция, транслируемая через спутник, как правило, сопровождается интерактивной презентацией, иллюстрирующей теоретический материал и обеспечивающей его наглядное представление. Использование лабораторного оборудования позволяет организовать в реальном времени постановку демонстрационного эксперимента, усиливающего понимание материала и его усвоение. Применение спутниковых технологий позволяет перейти на более высокую ступеньку использования в учебном процессе информационно-коммуникационных технологий.