Компьютер в начальной школе

Компьютер при изучении учебных предметов в начальной школе, к сожалению, используется редко, бессистемно и по преимуществу с целью контроля знаний, не затрагивая, как правило, других этапов обучения. Пути решения этой проблемы рассматривают в своей статье преподаватели Карельской государственной педагогической академии.

Аннотация

Учителю-предметнику, так же, как и учителю начальных классов, приступающим к использованию средств ИКТ в обучении,  важно знать, с какими проблемами им предстоит столкнуться при подготовке к компьютерным урокам.  Некоторые из этих проблем решаются администрацией школы, другие – непосредственно самим учителем. Особенно полезными приведенные в статье примеры  могут оказаться для учителей, готовых использовать компьютер на уроках математики.
Заместителю директора школы по информатизации рекомендации авторов пригодятся при разработке методических документов по вопросам использования ИКТ в обучении.

Модернизация школьной образовательной системы России предполагает изменение средств и форм познавательной деятельности учащихся, отводя значительную роль информатизации образования, в том числе использованию компьютерных и коммуникационных технологий. В настоящее время в стране сложилась достаточно противоречивая ситуация: несмотря на известные дидактические возможности компьютера, а также наличие на рынке многочисленных цифровых образовательных ресурсов (ЦОР),  возможности компьютера в учебном процессе начальной школы используются явно недостаточно.Назовем и другие факторы, которые  могли бы способствовать более активному и эффективному использованию информационных и коммуникационных технологий (ИКТ)  в начальной школе:

Вместе с тем, несмотря на эти позитивные факторы, компьютер при изучении учебных предметов начальной школы, к сожалению, используется редко, бессистемно и по преимуществу с целью контроля знаний, не затрагивая, как правило, других этапов обучения. Основными причинами этого можно считать: недостаточный уровень финансирования общеобразовательной школы, недостаток на рынке программных продуктов педагогических программных средств (ППС),  отвечающих дидактическим требованиям,отсутствие методических разработок по использованию компьютера в целом (и конкретных программ учебного назначения, в частности), а главное – невысокий  уровень специальной информационной компетентности  большинства учителей начальной школы. Это подтверждается результатами анкетирования учителей начальных классов г. Санкт-Петербурга, проведенного С.В. Суриковой,  которые показали, что даже при наличии в школе средств ИКТ, только 36% его используют регулярно. И дело здесь, по мнению автора, прежде всего, в «незнании даже стандартного программного обеспечения и возможностей его использования для организации учебного процесса» (5, с. 294).

Проблема использования средств ИКТ в обучении младших школьников не решена даже на теоретическом уровне, а это в свою очередьотрицательно сказывается на  решении и практических задач использования компьютера непосредственно в обучении.  В связи с этим особую значимость для информатизации начального образования в нашей стране приобретают исследования, направленные на выявление факторов эффективного использования компьютера в обучении и проектирование технологии обучения младших школьников с  участием компьютера. В рамках такого исследования, с нашей точки зрения, должны быть решены следующие задачи:

1)     Обоснование целесообразности и места использования компьютера в системе других средств обучения.

2)     Проектирование технологии процесса подготовки к обучению с использованием компьютера.

3)     Проектирование технологии собственно процесса обучения с использованием компьютера.

4)     Обоснование роли учителя на этапе подготовки к обучению с использованием компьютера и в организации самих компьютерных уроков.

5)     Обоснование роли различных образовательных ресурсов в обучении предметам начальной школы.

В данной статье сделана попытка решения  второй из названных задач – проектирование этапа, предшествующего проведению занятий, то есть той подготовительной работы, которая неминуемо ждет любого учителя, собирающегося осуществить  обучение с использованием компьютера.

Включение компьютера как средства обучения в учебный процесс начальной школы влечет изменение и других элементов педагогической технологии (процессов обучения, организации обучения, учителей, других средств обучения) (1).  Это, на наш взгляд, предполагает решение нескольких  групп проблем:общедидактических, методических, т.н. информационных (относящихся к компьютеру как средству обучения), профессиональных  и организационных, каждая из которых, в свою очередь, предполагает решение соответствующих теоретических и практических задач.  

Рассмотрим всю совокупность этих проблем.

1)     Общедидактические

a)     Определение роли (места) компьютера в методической (дидактической, педагогической) системе среди других используемых средств обучения.

b)     Определение условий, в которых может быть осуществлен педагогический процесс с использованием компьютера.

2)     Профессиональные

a)     Обеспечение достаточного для подготовки и проведения компьютерных уроков  уровня информационной компетентности  учителей. Достаточный  уровень информационной компетентности  учителя позволит ему решить необходимые организационно-методические проблемы.

3)     Организационно-методические

a)     Учет специфики содержания учебного предмета.

b)     Учет особенностей методической системы, используемой при обучении предмету (конкретному разделу, теме, этапу).

c)     Обоснование целесообразности использования компьютера.

d)     Обоснование дидактических и технических требований к ППС.

e)     Выявление, экспертиза и отбор ППС.

f)      Проектирование ППС или компьютерных заданий (КЗ).

g)     Определение исполнителя ППС или самостоятельная разработка КЗ.

a)     Встраивание программного продукта в технологию обучения по предмету.

2)     Информационные

a)     Определение научно обоснованных  психолого-педагогических и методических требований к ППС, необходимых для их эффективного использования в обучении.

b)     Формирование системы таких ППС по каждому учебному предмету с учетом различных учебных программ обучения.

c)     Обеспечение доступности созданных ППС для учителей (наличие единой базы данных ППС).

d)     Разработка ППС.

Все эти проблемы конкретизируются в поэтапном процессе, который наглядно можно представить в виде блок-схемы алгоритма, описывающего технологию подготовки учителя к проведению уроков с участием компьютера (рис. 1). Глобальное их решение требует специальных исследований с привлечением специалистов из разных областей — дидактов, методистов, специалистов области информационных технологий, программистов, учителей, дизайнеров, организаторов процесса и др. А на практике зачастую учитель, не имеющий соответствующей подготовки и возможностей, необходимых для решения этих проблем, остается с ними один на один.

Рассмотрим наиболее типичные ситуации, в которых оказывается учитель начальных классов, признавший целесообразность использования компьютера, и владеющий основами компьютерной грамотности. Будем исходить из того, что в школе имеется компьютерный класс, которым учитель может воспользоваться для проведения уроков по своему предмету.  Сформулируем  также и те   конкретные проблемы, которые приходится решать учителю при подготовке к использованию компьютера в учебном процессе в каждой из ситуаций.

Ситуация 1.

У учителя есть возможность использовать компьютерный класс,  и он получил в свое распоряжение компьютерную программу учебного назначения (например, по математике). До использования программы ему нужно самому с ней познакомиться, оценить ее дидактические, методические и технологические возможности и  ответить на несколько вопросов:

·       какие предварительные  компьютерные знания и умения должны быть сформированы у детей, чтобы они могли работать с программой на уроке математики;

·       на каком этапе обучения использовать программу;

·       какие уроки учебной программы целесообразно делать компьютерными;

·       какие темы стоит поддерживать программой и для решения каких дидактических задач;

·       как организовать компьютерные занятия.

Ситуация 2.

Учитель осознал необходимость использования компьютера при изучении конкретного учебного материала и/или на определенном этапе обучения, и целенаправленно пытается найти  подходящее (готовое) программное средство для обучения. Здесь число вопросов и проблем возрастает:

·       где и как узнать об имеющихся программных средствах по предмету;

·       как провести экспертизу выявленной программы, чтобы оценить ее дидактические возможности;

·       как приобрести программу, которая показалась подходящей;

·       как организовать компьютерные уроки, а главное – что делать, если подходящей программы найти не удалось.

Ситуация 3.

Целенаправленный поиск нужной программы оказался безрезультатным либо из-за отсутствия (или недоступности) такой программы, либо из-за несоответствия имеющихся программ по данной теме  дидактическим и/или техническим требованиям. При этом совсем не очевидно, что таких программ учебного назначения вообще нет. Возможно, что потеря информации произошла из-за отсутствия в стране цельной системы хранения и поиска информации о педагогических программных средствах вообще (и для начальной школы в частности). Однако в подобном  случае учителю необходимо решить ряд организационных вопросов, связанных с оформлением заказа на разработку ППС, либо даже самому создать необходимый электронный дидактический материал или программный продукт. Представим основной перечень этих этапов:

·       Проектирование набора заданий для компьютерных и/или разработка сценария;

·       Формулирование требований к инструментальным средствам, используемым для разработки компьютерных заданий, и выбор самих программных средств (текстовые процессоры, графические редакторы векторной или растровой графики,  табличные процессоры, программы презентаций и др.)

·       Разработка компьютерных заданий с использованием выбранных программных средств.

·       Экспертиза, апробация и редактирование разработанных компьютерных заданий.

·       Разработка методических рекомендаций для учащегося.

Для того, чтобы проиллюстрировать результаты  проектирования технологии обучения математике с участием компьютера, целесообразно  представить особенности начального курса математики. Курс математики в начальном звене изучается в течение четырех лет и предполагает ознакомление с арифметическим, геометрическим и алгебраическим материалом, а также с основными величинами. Его основная цель состоит в создании начальных математических понятий у младших школьников,  подготовке к изучению математики в средней школе и развитию школьников. В настоящее время разработано несколько альтернативных учебных программ по математике для начальной школы (авторов Моро М.И. и Бантовой М.А.; Истоминой Н.Б., Эльконина Д.Б. и Давыдова В.В. и др.).

Анализ содержания учебного предмета математики и процесса обучения математике в начальной школе позволил выявить ряд особенностей, характерных для обучения математике в целом:

·       Особенность  математического знания состоит в построении идеальных (абстрактных) объектов и оперировании ими;

·       Особенность  математического знания в свою очередь  обусловливает и особенности математического аппарата познания,  одним из основных методов которого является  моделирование (предполагающее использование разных видов моделей и освоение деятельности моделирования).

·       Деятельностный  подход (до сих пор актуальный при обучении математике) предполагает создание условий для формирования умений выполнять разнообразные  адекватные действия с математическими объектами.

Наряду с общими положениями, свойственными обучению математике в целом, при изучении каждой конкретной темы следует учитывать и специфические особенности, свойственные данной теме. Эти особенности как раз и позволяют наиболее точно определить роль и место компьютера в процессе формирования математических знаний и умений (подготовки, введения, формирования, обобщения и систематизации) и на различных этапах обучения.

В процессе многолетней совместной работы по решению проблем, связанных с использованием компьютера в обучении математике, мы встретились со всеми тремя описанными ситуациями (3, 4). С первой из них мы столкнулись, когда выявляли ППС по математике и  знакомились с конкретными программами. Наше внимание привлек программно-методический комплекс  «Семейный наставник», разработанный фирмой  ИнисСофт и состоящий из трех дисков: для 2, 3 и 4 классов. Тщательно проанализировав структуру, содержание и технологические возможности программы, мы пришли к выводу, что она, во-первых, не соответствует требованиям, предъявляемым к обучающим программам, как это заявлено авторами. При изучении нового учебного материала использовать данную компьютерную программу нецелесообразно, т.к. в учебнике материал не разбит на дозы информации, а представлен целиком по всей теме; при выполнении теста учащийся должен знать весь материал темы, по которой проводится тестирование; в программе отсутствуют необходимые для обучения наглядные средства. Вместе с тем, программа может быть успешно использована  на этапах формирования и контроля некоторых умений и навыков. Нами обоснована, в частности, целесообразность и возможность ее применения при изучении темы «Величины» на этапе обобщающего повторения математического материала и контроля знаний по теме,  что и было подтверждено при изучении темы «Площадь» на уроках в четвертом классе.

Вторая ситуация обнаружилась при  формировании геометрических понятий.  В начальной школе особо важно создать условия для практической и исследовательской деятельности учащихся, то  есть обеспечить возможность выполнения учащимися разнообразных действий по оперированию объектами (построение, перемещение, преобразование, измерение, классификация и др.). Не найдя адекватной программы для начальной школы, мы посчитали целесообразным для изучения геометрического материала использовать  возможности учебной компьютерной среды «Живая геометрия» («Scketchpad»). Она представляют собой интегрированный математический пакет,  способный быстро и эффективно выполнять символьные и численные расчеты, сочетая это со средствами графической визуализации и подготовки электронных документов. По своим базовым возможностям и интерфейсу «Живая геометрия» напоминает графический редактор, однако, ее технологические и дидактические возможности гораздо шире. Она позволяет строить (а не рисовать!) легко редактируемые геометрические объекты, осуществлять операции над ними, производить измерения длин, площадей, углов, включает в себя встроенные возможности выполнения арифметических операций с результатами измерений (с помощью калькулятора).

Оценка дидактических и технологических возможностей программы «Живая геометрия» позволила нам подготовить методические рекомендации по ее использованию при изучении геометрического материала в начальной школе и разработать совокупность  заданий для 4 класса по темам «Угол» и «Треугольник». Задания направлены на построение фигур, их измерение, наблюдение и исследование закономерностей (например, изменения величин углов треугольника в зависимости от изменения величины одного из углов)  и др.

При изучении арифметического материала в начальной школе важно создать условия для организации деятельности учащихся на разных ступенях усвоения знаний: предметной — образной — символической, то есть использовать разные виды моделей. Важно также учитывать возможности реализации различных уровней действий (развернутые и свернутые). Компьютер позволяет обеспечить возможности работы на образной ступени (во взаимосвязи с предметными и символическими ступенями). Не найдя соответствующей готовой программы для осуществления данного этапа при изучении тем «Письменные приемы сложения и вычитания» и «Дроби», мы приняли решение самостоятельно создать систему компьютерных заданий по данным темам.

Компьютерная поддержка темы «Дроби» описана нами в статье (3). В качестве содержательной основы СКЗ в каждом случае использовались специально спроектированные задания, которые впоследствии определили специфику выбора программных средств – текстовый процессор MSWord, графические редакторы векторной и растровой графики, язык программирования Лого. В нашей статье мы уже отмечали достоинства самостоятельно разработанных компьютерных заданий: модульность и системность; относительная простота разработки; возможность использования «подручных» (имеющихся в распоряжении разработчиков)  программных средств и сочетать их достоинства для решения разных дидактических задач; возможность адаптации к  условиям и потребностям учебного заведения (учитель может отредактировать или заменить некоторые задания). Кроме того, для начальной школы важен такой аспект, как создание условий, побуждающих учащихся к активной деятельности (2).

Таким образом, в процессе обучения математике (как, впрочем, и другим учебным предметам) могут быть использованы следующие виды программных продуктов: педагогические программные средства (иначе – компьютерные программы учебного назначения), учебно-развивающие программные среды и системы компьютерных заданий (компьютерные поддержки курсов) или отдельные электронные документы (электронный дидактический материал) (рис.2). Выбор адекватных программных средств зависит от многих факторов, которые необходимо учитывать педагогам, решившим использовать НИТ в обучении.

Использованная литература

1.     Беспалько В.П. Образование и обучение с участием компьютеров (педагогика третьего тысячелетия): Учебно-методическое пособие. М., 2002. 352 с.

2.     Витухновская А.А. Компьютерная поддержка учебных курсов для начальной школы //Информатика в начальном образовании: Приложение к журналу «Информатика и образование». 2001. № 1. С. 28 — 31.

3.     Витухновская А.А., Марченко Т.С., Труханович Н.А. Компьютерная поддержка темы «Доли» в курсе математики 2 класса //Информатика в начальном образовании: Приложение к журналу «Информатика и образование». 2001. № 1. С. 59 — 79.

4.     ВитухновскаяА.А., МарченкоТ.С. On Problems in Technology Design of Primary Education with Computers: Mathematics taken as an Example// Mathematics and Science Education in the North-East of Europe: History, Traditions and Contemporary Issue Proceedings of the Sixth Inter-Karelian Conference Petrozavodsk, Russia 11 — 14 September, 2003.- P.354 – 359.

5.    Сурикова С.В. Проблемы использования информационных технологий при организации учебно-воспитательного процесса в начальной школе //Герценовские чтения. Начальное образование. Том. 1. Начальное образование в современной России: материалы Всероссийской науч.-практ. Конф. (6-7 апреля 2010 года). СПб.: Издательство ВВМ. С. 294- 297.