Информационно-предметная среда со встроенными элементами технологии обучения

Информационно-предметная среда со встроенными элементами технологии обучения

Информационно-предметная среда со встроенными элементами технологии обучения понимается как совокупность условий, способствующих возникновению и развитию процессов:

- активного информационного взаимодействия между преподавателями, обучающимися и средствами новых информационных технологий (СНИТ), ориентированного на выполнение разнообразных видов самостоятельной деятельности с объектами предметной среды;

- функционирования организационных структур педагогического воздействия в рамках определенной технологии обучения.

Следует отметить, что развитие и реализация вышеназванных процессов обеспечивают возникновение синергетизма педагогического воздействия (результат комбинированного действия составляющих факторов и (или) влияний, при котором суммированный эффект превосходит действие, оказываемое каждым из них по отдельности). Результатом этого является оказываемое на обучаемого педагогическое воздействие лонгирующего (от английского слова long - долгое время, долгий срок) характера, ориентированное на: инициирование процессов развития определенных видов мышления (например, преодоление боязни общения с современной техникой); воспитание качеств лидера, способного, например, к организационно - управленческой деятельности; эстетическое воспитание; воспитание информационной культуры; обучение самостоятельному представлению и извлечению знаний; формирование умений и навыков осуществления экспериментально-исследовательской деятельности. Естественно предположить, что педагогическое воздействие лонгирующего характера должно быть направленно на достижение вполне определенных целей обучения, воспитания.

Синергизм педагогического воздействия результат комбинированного действия составляющих его факторов и (или) влияний, при котором суммированный эффект превосходит действие, оказываемое каждым из них в отдельности. Результатом этого феномена является оказываемое на обучаемого педагогическое воздействие лонгирующего (от английского слова long - долгое время, долгий срок) характера, которое ориентировано на:

• инициирование процессов развития определенных видов мышления (например, наглядно - образного, наглядно - действенного, творческого, интуитивного, теоретического);
• развитие памяти, внимания, наблюдательности;
• обучение принятию оптимального решения сложной ситуации, формирование реакции на непредвиденные ситуации;
• снятие психологических барьеров, (например, боязнь общения с современной техникой), комплексов (например, стеснительность, агрессия);
• воспитание качеств лидера, способного к руководящей и организационно - управленческой деятельности;
• эстетическое воспитание;
• воспитание информационной культуры;
• обучение самостоятельному представлению и извлечению знаний;
• формирование умений и навыков осуществления экспериментально - исследовательской деятельности.

 
Естественно предположить, что педагогическое воздействие лонгирующего характера должно быть направлено на достижение вполне определенных целей (Глава I, п. 1.3.) обучения, воспитания.

 
Информационно-предметная среда со встроенными элементами технологии обучения включает средства и технологии сбора, накопления, продуцирования, хранения, обработки, передачи учебной информации, средства представления и извлечения знаний, обеспечивающие при этом их взаимосвязь и функционирование организационных структур педагогического воздействия.

Назначение информационно-предметной среды со встроенными элементами технологии обучения состоит в создании условий, способствующих раскрытию, развитию и реализации интеллектуального потенциала индивида сообразно целям образования. Этими условиями являются: обеспечение средствами представления и извлечения знаний; компенсация негативных последствий обучаемого со СНИТ; обеспечение предметной деятельности со СНИТ, ее практической направленности; автоматизация процессов обработки результатов обучения, в том числе о продвижении в учении.

Функционирование информационно-предметной среды со встроенными элементами технологии обучения обеспечивается наличием: программно-аппаратного обеспечения на базе СНИТ и методики его применения в процессе преподавания общеобразовательных предметов; механизмов взаимодействия информационных и методических систем в рамках определенной технологии обучения; системы автоматизации процесса управления обучением.

Понятия «информационная образовательная», или «информационная дидактическая среда», отражают объекты, имеющие процессуальный, динамический характер. Обогащение потенциала, развитие информационных образовательных сред достигается прежде всего путем внедрения новых информационных технологий.

 
 Информационно - предметная среда  со встроенными элементами технологии  обучения включает средства и  технологии сбора, 3.3. Назначение  информационно - предметной среды  со встроенными элементами технологии  накопления, хранения, обработки, передачи учебной информации; средства представления и извлечения знаний; компоненты системы средств обучения, обеспечивая при этом их взаимосвязь и функционирование организационных структур педагогического воздействия. 
 
обучения состоит в создании условий, способствующих раскрытию, развитию и реализации интеллектуального потенциала индивида сообразно целям образования. Этими условиями является обеспечение:

• средствами представления и извлечения знаний;
• компенсации негативных последствий общения обучаемого со СНИТ;
• предметности учебной деятельности со СНИТ, ее практической направленности;
• автоматизации процессов обработки результатов обучения, в том числе о продвижении в учении.

 
 Функционирование информационно - предметной среды со встроенными элементами технологии обучения обеспечивается наличием:

•  
  учебно - методического комплекса на базе СНИТ  и методики его применения в процессе преподавания общеобразовательных предметов;
•  
  механизмов взаимодействия информационных и методических систем в рамках определенной технологии обучения;
•  
  системы автоматизации процесса управления обучением.

 
3.5. Более детальное развитие теоретических  и методологических проблем разработки  и реализации возможностей информационно - предметной среды со встроенными  элементами технологии обучения требует решения следующих задач:

•  
  разработка психолого - педагогических аспектов проблемы создания информационно - предметной среды со встроенными элементами технологии обучения и реализации ее возможностей, включая вопросы целесообразности использования, оптимальности структуры, условий функционирования;
•  
  разработка программно - технических аспектов, включая вопросы оптимального состава программно - аппаратного обеспечения, ответственного за функционирование информационно - предметной среды со встроенными элементами технологии обучения;
•  
  разработка прикладных аспектов проблемы создания и использования информационно - предметной среды со встроенными элементами технологии обучения.

 
Решение вышеназванных задач определяет перспективы развития как теории создания использования информационно - предметных сред со встроенными элементами технологии обучения, так и реализации этих теоретических положений в процессе создания прикладных разработок. Последнее является наиболее важным для развития информатизации образования, в частности для педагогически обоснованного использования возможностей СНИТ в процессе преподавания общеобразовательных предметов. Например, разработка информационно - предметных сред со встроенными элементами технологии обучения по каждому учебному предмету позволила бы предоставить в распоряжение обучаемого и обучающего инструмент визуализации закономерностей данной предметной области, инструмент исследования этих закономерностей, а также измерения и отображения. 
 
3 6. Приведем пример  
 
Пакет инструментальных программных средств "Инструментарий стереометрии", разработанный для IBM PC XT/AT, IBM PS/2 (ИСО РАО, г. Москва, 1994 г.), предназначен для создании информационно - предметной среды со встроенными элементами технологии обучения. 
 
Одной из возможных реализаций пакета является среда "Многогранники, предназначенная для развития "пространственного видения" трехмерного объекта по его двухмерному изображению; формирования представлений о реальном пространстве по изображению объектов, умений анализировать плоское изображение пространственной фигуры; изучения основных понятий темы "Многогранники" курса стереометрии.  
 
Средства пакета позволяют выводить на экран двухмерные изображения трехмерных фигур на фоне изображения трехмерной системы координат и выполнять все виды геометрических преобразований; осуществлять построение сечений, развертку, тенирование и тонирование поверхностей, "вхождение внутрь фигуры". Причем вывод на экран изображения фигуры можно осуществлять, либо выбирая его из библиотеки графических объектов, либо построением по заданным параметрам. Имеется также возможность изменения цвета фона экрана и цвета рисунков на экране. 
 
Остановимся на описании объектов (двухмерные изображения трехмерных фигур) предметной среды, изображения которых на экране можно продуцировать средствами пакета и о которых можно получать определенную учебную информацию. 
 
Средствами пакета можно:

• продуцировать объекты предметной среды, представленные в виде двухмерного стереометрического изображения (чертежа) трехмерной фигуры со штриховыми (невидимыми) линиями; двухмерного фотографического изображения (чертежа) трехмерной фигуры (без штриховых линий); двухмерного стереометрического изображения (чертежа) трехмерной каркасной фигуры;
• осуществлять "переход" от двухмерного стереометрического изображения к фотографическому или каркасному и обратно в любой последовательности;
• осуществлять "отделение" любой грани и "расположение" ее в плоскости экрана с демонстрацией процесса "разворачивания" грани;
• осуществлять выполнение дополнительных построений на изображении трехмерной фигуры, выведенной на экран (построение точки, линии (сплошная, штриховая), прямой, перпендикулярной данной, прямой, параллельной данной прямой или плоскости);
• осуществлять тонирование, тенирование, "рисование" на экране линий (сплошных, штриховых), точек, штриховки;
• осуществлять построение сечения на двухмерном изображении трехмерной фигуры по заданным трем точкам, заданным точке и прямой, заданным двум пересекающимся прямым, заданным двум параллельным прямым, "нарисованному" на экране контуру сечения;
• осуществлять отсечение верхней (нижней) части изображения трехмерной фигуры по селению; при этом возможно "отодвигание" вверх (вниз) отсеченной части изображения трехмерной фигуры по сечению; "исчезновение" отсеченной части изображения трехмерной фигуры по сечению; "приклеивание" отсеченной части изображения трехмерной фигуры по сечению; "вытаскивание" из изображения трехмерной фигуры сечения (многоугольника) и расположение его в плоскости экрана; "возвращение" в изображение трехмерной фигуры сечения (многоугольника);
• проведение плоскостей (например, через одну прямую).

 
Остановимся на описании преобразований, которые можно осуществлять средствами пакета над объектами предметной среды, представляемыми на экране. 
 
Средства пакета позволяют обеспечить перемещение на экране двухмерного стереометрического изображения трехмерной фигуры со штриховыми линиями, двухмерного изображения трехмерной каркасной фигуры, фотографического изображения трехмерной фигуры. Имеется также возможность изменять скорость движения на экране двухмерного изображения трехмерной фигуры, осуществлять непрерывное и дискретное движение изображения, остановку, изменять направление вращения (вокруг выбранной оси). Таким образом, средствами пакета "Инструментарий стереометрии" осуществимы следующие виды геометрических преобразований:

• вращение на экране изображения фигуры относительно выбранной оси (воображаемый "обход" наблюдателем вокруг изображения фигуры) при условии наличия "на заднем плане" трехмерной системы координат;
• смещение на экране изображения фигуры параллельный перенос изображения фигуры при условии наличия "на заднем плане" трехмерной системы координат; возможно изменение направления смещения изображения фигуры относительно оси 0X, 0Y или 0Z в положительном или отрицательном направлении относительно начала координат;
• получение на экране изображения - результата осевой или центральной симметрии данной фигуры;
• получение на экране изображения - результата гомотетии данной фигуры.

 
Помимо этого можно обеспечивать эффект "вхождения внутрь" изображения трехмерной неподвижной фигуры, представленной на экране в виде двухмерного фотографического изображения трехмерной фигуры. Осуществление движения "вглубь" может происходить непрерывно, с из меняющейся скоростью, дискретно. 
 
Средствами пакета можно также обеспечить получение определенной учебной информации об объектах изучения и вывод ее на экран. Например, можно получить на экране пояснение в случае ошибочного построения сечения на стереометрическом чертеже многогранника или пояснение при несанкционированных запросах на построение стереометрического чертежа. 
 
Особый интерес представляет возможность осуществления средствами пакета исследовательской деятельности по определению вида многоугольника в сечении изображения, представленного на экране в виде двухмерного стереометрического чертежа со штриховыми линиями. При этом можно наблюдать, как фигура дискретно поворачивается относительно выбранной оси координат и проходит все стадии вращения (с сохранением штриховых линий) вокруг выбранной оси координат. Можно также наблюдать, как из фигуры "вынимается" сечение, разворачивается и располагается в плоскости экрана. 
 
Кроме того, средствами пакета можно обеспечивать: тонирование - закраска определенным цветом (или цветовым тоном) большей (меньшей) яркости (или насыщенности) видимых (невидимых) частей фигуры и тенирование (наложение тени) - закраска определенным цветом светлого тона (темного тона) той части изображения фигуры, на которую попадает больше (меньше) света от предполагаемого источника. 
 
Взаимодействуя с объектами среды, обучаемый:

• осуществляет разнообразные виды учебной деятельности с изучаемыми объектами (поиск и анализ информации, экспериментально - исследовательская и информационно - учебная деятельность);
• формирует представление о различных формах предъявления информации о трехмерных объектах, представленных в различном виде: стереометрический чертеж, фотографическое изображение, каркасная модель;
• учится анализировать плоское отображение пространственной фигуры, осуществляя переход от трехмерного представления геометрического тела к его двухмерному изображению и обратно;
• формирует умения абстрагироваться от несущественных признаков и выделять основополагающие, устанавливая принадлежность изучаемого объекта к определенному виду многогранных форм;
• развивает наглядно - образный, наглядно - действенный виды мышления, образное мышление, умение восприятия реального пространства по двухмерному изображению объектов.