Электронные средства обучения: понятие, классификация, преимущества, виды использования и применения

В современной школе, будь она средней, общей или профессиональной, в настоящее время бурными темпами развиваются электронные средства обучения, что обусловлено постоянным совершенствованием техники. Для освоения необходимых программ появились и успешно используются интерактивные доски и кодоскопы (рафопроекторы), компьютеры, а также новейшие устройства, предназначенные для воспроизведения информации с цифровых носителей. Повышенные требования к разработке и совершенствованию средств обучения предъявляются в связи с использованием в образовательных учреждениях сети Интернет.

Для успешного проведения педагогического процесса весьма важно задействовать у школьников как можно больше различных видов восприятия. При этом на первом месте по значимости находятся зрительно-слуховые комбинированные формы. Из-за одновременного воздействия целого комплекса раздражителей процесс обучения приобретает особую эмоциональность и силу. Для этого и находят свое применение электронные средства обучения. На школьника с их помощью оказывает влияние мощный поток необычной и при этом качественной информации. Она и создает ту эмоциональную основу, которая позволяет без определенных сложностей перейти от чувственного образа к логическому мышлению.

Определение понятия

Что мы подразумеваем под электронными средствами обучения? Определение данного понятия говорит о том, что это такие программные средства, в которых находит свое отражение некая предметная область и с помощью которых становится возможным ее изучение инструментами информационно-коммуникационных технологий. Таким образом, ЭСО создают условия для осуществления самых различных направлений учебной деятельности.

В настоящее время электронные средства обучения начинают занимать все большее место в информационно-предметном обеспечении педагогического процесса. Что же входит в их состав?

Классификация ЭСО

Широкое распространение компьютерных устройств и связанных с ними телекоммуникационных и информационных технологий приводит к созданию новых направлений практически в каждой из сфер общественной жизни. Не является исключением и образование. За последние два-три десятка лет компьютерная техника, а также соответствующие ей средства и технологии стали неотъемлемой частью учебного процесса. Так, для подготовки школьников и для организации обучения находят свое применение средства информатизации, которые в различных изданиях называют по-разному. Это и педагогические средства учебного назначения, и компьютерные учебные средства, и педагогические программные средства. Приведенный список подобных терминов далеко не окончателен. Но непосредственно в обучении школьников используется определение ЭСО, которое отождествляется с таким понятием как образовательное электронное издание. Сокращенно ОЭИ.

Исходя из существующей классификации электронных средств обучения, отметим, что основными их видами являются:

• программные сервисные средства, обладающие общим назначением;
• электронные тренажеры;
• программные средства, предназначенные для измерения и контроля уровня навыков, умений и знаний обучающихся;
• программные средства, необходимые для осуществления имитационного и математического моделирования;
• справочные информационно-поисковые системы;
• программные средства лабораторий (виртуальных и удаленного доступа);
• ЭУ – электронные учебники;
• АОС – автоматизированные обучающие системы;
• ЭОС – экспертные обучающие системы;
• промышленные системы, а также их аналоги, являющиеся средствами автоматизации для профессиональной деятельности и т. д.

Электронное издание

Это понятие является более общим при рассмотрении электронных средств обучения, а также образовательных электронных изданий.

Что такое ЭИ? Это издание, включающее в себя совокупность текстовой, графической, речевой, цифровой, музыкальной, фото-, видео- и прочей информации. Оно выполняется либо на любом электронном носителе, либо публикуется в компьютерной сети. При этом электронное издание содержит в себе систематизированный материал, посвященный соответствующей области знания. Основной задачей ЭИ является обеспечение творческого и активного овладения учениками навыками и умениями по тому или иному предмету.

Такие электронные средства обучения должны отличаться самым высоким уровнем художественного оформления и исполнения, обладать полнотой информации, качеством технического выполнения и методического инструментария. Они также должны иметь последовательное, логичное и наглядное изложение.

Использование электронных средств обучения в значительной мере повышает качество аудио- и визуальной информации. Она становится динамичнее, красочнее и ярче. Огромные возможности в этом плане имеют те виды электронных средств обучения, которые выполнены на основе современных технологий мультимедиа.

Стоит отметить тот факт, что ЭСО позволяют коренным образом изменить способы формирования различных типов информации. Если при традиционном наглядном обучении изучаемый объект обладал определенной конкретикой, то с приходом информационных технологий и электронных средств обучения стала возможной динамическая интерпретация не только конкретных предметов, но и научных понятий, теорий и закономерностей.

Программные сервисные средства

Из всех существующих видов электронных средств обучения эти применяются с целью автоматизации следующего:

• оформления документации, относящейся к учебной деятельности, рутинных вычислений;
• данных, полученных в результате экспериментальных исследований.

Программные сервисные средства используются во время проведения практических лабораторных занятий, а также для организации проектной и самостоятельной работы школьников.

Инструменты измерения и контроля знаний

Данные средства электронного обучения в образовании нашли особенно широкое применение. Это позволила сделать относительная легкость их создания. В настоящее время успешно применяется целый ряд систем-оболочек, которые могут быть использованы преподавателем. Даже не знакомый с основами программирования педагог способен на создание электронного средства обучения в виде компоновки перечня вопросов по определенной учебной теме, а также возможных ответов на них. Использование подобных инструментов позволяет освободить учителя от рутинной работы, касающейся выдачи контрольных заданий индивидуально для каждого школьника, а также проверки правильности их результатов. Это становится особенно актуальным при массовом образовании. При использовании подобных средств организации электронного обучения у педагога появляется возможность более часто производить контроль знаний с применением в том числе и самоконтроля. Все это позволяет стимулировать повторение и закрепление учениками пройденного материала.

Электронные тренажеры

Основным предназначением данных обучающих инструментов является отработка практических навыков и умений школьниками. Тренажеры как электронные средства обучения в образовательном процессе считаются особенно эффективными при решении задач. С помощью этих инструментов школьники получают краткую информацию из теории соответствующего предмета, после чего производится тренировка детей на самых разных уровнях с осуществлением контроля и самоконтроля.

Преимущества электронных средств обучения в виде тренажеров как одной из методик освоения школьных программ заключаются в том, что они способны выполнить три взаимосвязанные между собой функции. А именно:

1. Диагностическую. Подобная функция позволяет выявить уровень навыков, умений и знаний обучающегося. Дидактические возможности электронных средств обучения позволяют определять и устранять пробелы, имеющиеся в знаниях школьника. В связи с тем, что подобный тренажер, как правило, представляет собой определенный набор тестовых вопросов, по своей широте, объективности, а также скорости диагностирования он значительно превосходит все другие виды педагогического контроля.
2. Обучающую. Подобная функция электронного тренажера заключается в том, что его применение позволяет активизировать работу ученика по усвоению им определенного предмета. Ведь при разработке подобных инструментов в их программу включаются подсказки и наводящие вопросы. Ученики, решив тесты, получают ссылки либо на вопросы, либо на разделы теоретического материала, по которым были даны неверные ответы. Выполняя свою обучающую функцию, электронный тренажер предоставляет школьнику возможность повторно решить задание из однотипной группы или того же уровня сложности.
3. Воспитательную. Современные электронные средства обучения в виде тренажеров дисциплинируют деятельность учащихся и способствуют их самоорганизации. При работе с этими инструментами у школьников формируется стремление к развитию ответственности, самостоятельности и инициативности.

Включают в себя подобные электронные средства обучения и образовательные ресурсы по самым различным предметам. Именно поэтому интерактивные тренажеры весьма активно используются многими учителями. Применяют такие электронные средства для обучения языкам, точным наукам и т. д. Интерактивные тренажеры находят свое использование на тех уроках, на которых педагогу важно не только провести систематизацию изученного материала, но и акцентировать внимание класса на основных моментах изучаемого материала. Все это позволит понять тему и подготовить детей к зачетной работе.

Помимо этого, при разработке электронных средств обучения в виде тренажеров их визуальный ряд нередко дополняется рисунками из учебника. Это позволяет повысить наглядность урока. Электронный тренажер при этом становится незаменимым пособием, которое помогает не только объяснить педагогу сложный учебный материал, но и успешно освоить его школьниками при самостоятельной работе.

Тренажеры как средства организации электронного обучения могут быть использованы на различных этапах урока, для индивидуальной или фронтальной работы с учащимися, в качестве самостоятельного домашнего задания, при устранении пробелов знаний, а также для отработки навыков по решению задач или теоретического материала изученной темы.

Тренажеры как средства организации электронного обучения значительно повышают мотивацию школьников к освоению предмета. При этом каждому ученику предоставляется возможность работы в том темпе, который комфортен именно для него, что позволяет снять психологическое напряжение. Кроме того, в основе электронных средств обучения в учебном процессе школы непременно лежит игровая база. Она вносит в занятие положительные эмоции.

Работа с электронными техническими средствами обучения создает для учеников ситуацию успеха. В задачу учителя входит ненавязчивое достижение поставленной цели, которая состоит в том, чтобы мотивировать и заинтересовать школьника освоить обязательную программу по предмету, а также довести определенные навыки ребенка до автоматизма.

Использование электронных средств обучения в образовательном процессе позволяет целенаправленно тренировать детей при многократном повторном решении предложенных им заданий. И это является одним из достоинств подобных инструментов. Помимо этого, электронный тренажер позволяет педагогу затратить минимум времени, чтобы дать объективную оценку результатам деятельности каждого ученика класса. Обучающийся при этом понимает, что выполненные задания указали на реальный уровень его знаний.

Программные средства, созданные для имитационного и математического моделирования

С помощью подобных инструментов значительно расширяются границы теоретических и практических исследований школьников. При этом физический эксперимент дополняется вычислительным.

Одни из таких электронных средств обучения в образовательном процессе предлагают школьникам модели объектов исследований, а другие - модели измерительных установок. С помощью подобных инструментов школа может сэкономить средства на приобретении дорогого лабораторного оборудования и повысить безопасность практических работ учащихся.

В настоящее время разработано и используется в образовательном процессе большое количество моделирующих программ. Они созданы специально для обучения детей различным предметам в рамках школьной программы, а именно математике и языкам, биологии и химии, физике, художественной литературе и т. д. Существуют и специальные компьютерные информационные модели, которые не содержат в себе конкретных заданий, но при этом весьма эффективны для учебного и воспитательного процесса в школе. Подобное становится возможным благодаря использованию в них разнообразных методических приемов.

Основные возможности электронных средств обучения данного типа состоят в их развивающем, а также обучающем характере. И это не только сами компьютерные программы, но и наборы подобных программ, представленные в форме отдельных серий, пакетов, подсистем и коллекций.

Стоит отметить, что те информационные модели, которые применяются в школах, чаще всего не универсальны. Каждую из них изначально создавали специально для узкого круга явлений.

Модели, основанные на применении математических технологий, используются не только для демонстрации тех явлений, которые трудно воспроизвести в учебной обстановке. Они предназначены и для интерактивного выяснения того, какова степень влияния определенных параметров на создаваемую ситуацию. Это и позволяет информационным моделям заменять лабораторные установки, а также отрабатывать навыки управления практическими процессами у детей.

Существует определенная классификация электронных средств обучения в виде компьютерных моделей. Они группируются в зависимости от таких критериев, как сюжетная тематика и возраст учеников, уровень сложности и управления, решаемые задачи по развитию умственных способностей и т. д. В частности к подобным электронным средствам обучения относятся следующие компьютерные модели:

• развивающие;
• обучающие;
• для учебного экспериментирования;
• нацеленные на диагностику;
• призванные формировать умения и навыки.

Автоматизированные обучающие инструменты

Что представляет собой данное электронное средство для усвоения школьного материала? Под автоматизированными обучающими системами понимается определенная среда, выполняющая функции показа и контроля материала учебного предмета, которые взаимодействуют между собой исходя из принципа обратной связи. В структуру АОС, как правило, входят следующие объекты:

• электронный учебный курс (задачи, справочный материал и лекции);
• подсистемы компьютерных тестирований (программные модули, дающие оценку знаниям ученика исходя из его ответов на педагогические вопросы);
• база знаний в виде совокупности данных о пользователе, которые хранятся в АОС;
• планировщик, представляющий собой подсистемы, подстраивающие работу АОС для получения самого высокого учебного эффекта.

Каждая из автоматизированных обучающих систем имеет отличия не только по составу, но и по своим функциональным возможностям. Однако при разработке каждой из них использована общая идея индивидуализации обучения.

Электронные учебники

Каково использование в образовательном процессе электронных средств обучения данного вида? В настоящее время такие учебники подразделяются на два типа. Первый из них представляет собой электронную копию привычного для всех издания, только с небольшим количеством дополнительных возможностей, а именно:

• увеличение рисунков;
• наличие гиперссылок, с помощью которых открывается тема, связанная с изучаемой;
• присутствие дополнительного материала, не внесенного в обычный учебник из-за ограничения в весе.

Второй тип данного электронного инструмента представляет собой обучающий программный комплекс. Он позволяет школьнику выполнять домашние задания прямо на его страницах. При этом подобный учебник имеет видеопримеры правильного выполнения практических работ, аудиоролики для верного произношения иностранных слов (при изучении языков), а также прочие компоненты мультимедиа. В таких программных комплексах существуют возможности подключения к локальной сети класса или школы. Это позволит учителю контролировать выполнение заданий каждым учеником, а также работать с группой детей.

Какую возможность предоставляют электронные учебники? С их помощью дети могут прослушать диалог на иностранном языке, который начитан профессиональными дикторами, а также просмотреть на карте передислокацию войск во время известного исторического сражения или изучить музейные экспонаты, прокрутив их со всех сторон с помощью трехмерного изображения, и многое другое.

По своей сути электронный учебник является программой, которую можно загрузить на смартфон, планшет или стационарный компьютер. Это приводит к тому, что школьникам становится вовсе не обязательно ежедневно носить в своем рюкзаке тяжелый груз. При этом, как отмечают педагоги и родители, использование электронных учебников позволяет повысить успеваемость детей на 30%. С особенным удовольствием выполняют задания при помощи гаджетов подростки. Ведь одновременно с этим они просматривают необходимые видеоролики по теме, слушают аудиозаписи комментариев и пояснений профессиональных лекторов. Получение исчерпывающей информации позволяет школьникам намного лучше понимать и усваивать предмет.

Экспертные обучающие системы

Данное электронное средство представляет собой компьютерную программу, построенную на основе знаний методистов, квалифицированных преподавателей, психологов и прочих экспертов в той или иной предметной области, которая осуществляет и контролирует процесс обучения. Еще одним основным назначением подобной системы является помощь в самостоятельном изучении учащимися определенного предмета.

Среди основных элементов ЭОС выделяют:

• базу знаний;
• модуль обучения;
• машину ввода;
• модуль, предназначенный для извлечения знаний;
• систему объяснений;
• модуль тестирования.

На сегодняшний день экспертные обучающие системы приобретают все большую популярность. С их помощью педагог способен управлять учебным процессом, осуществлять диагностику готовности учеников к уроку и т. д.

ЭОС создаются на базе технологий и идей искусственного интеллекта. Подобные системы способны моделировать деятельность самых квалифицированных экспертов при решении сложных задач. С помощью ЭОС дети приобретают новые знания, а также получают ответы на вопросы, возникающие в ходе решения ими заданий по той или иной предметной области. Одновременно с этим ЭОС способны обеспечить пояснение тактики и стратегии решения тестов.

Среди минусов ЭОС специалисты отмечают отсутствие организации применения учащимися уже полученных знаний. Помимо этого, работая с экспертными обучающими системами, дети сами не ищут решения. Это приводит к отсутствию обратной связи и диалога.

Интеллектуальные обучающие элементы

Эти электронные средства относят к инструментам самого высокого уровня. Создание ИОС производится также на основе искусственного интеллекта. С помощью данного инструмента педагогом может осуществляться управление учебным процессом на всех этапах решения задачи, начиная с ее постановки и заканчивая оценкой оптимальности и правильности решения. С помощью ИОС становится возможным диалоговое взаимодействие, которое осуществляется, как правило, с применением языка, близкого к естественному. При этом обсуждению подлежит не только правильность предпринятых действий, но и та стратегия, которая была использована при поиске решений, приемов контроля, планирования действий и т. д.

Отличие ИОС от прочих электронных средств обучения заключается в отсутствии у них основных и вспомогательных педагогических воздействий в уже готовом виде. Эти инструменты лишь позволяют генерировать их.

Автоматизация профдеятельности

К таким электронным инструментам обучения относят CALS-системы, пакеты, содержащие прикладные программы, и т. д. Подобные средства рассматриваются как один из элементов ЭСО не только в качестве предмета изучения, но и в виде средства обучения, используемого в процессе профессионально ориентированных задач.

Преимущества и недостатки ЭСО

Прогресс, который наблюдается в сфере информационных технологий, непременно влечет за собой появление термина «информационное общество». Под ним понимают общество, в котором главный продукт производства - это не что иное, как знания. Именно поэтому столь повышенное внимание к информатизации уделяется в ходе образовательного процесса. И подобный подход позволяет обеспечить достижение таких стратегических целей:

• повышение эффективности любого вида образовательной деятельности, в основе которых лежат информационные и телекоммуникационные технологии;
• повышение качества подготовки профессионалов, обладающих современным типом мышления, которое полностью соответствует видениям информационного общества.

Как добиться поставленных целей? Информатизация образования невозможна без практического применения специально созданных компьютерных программных и аппаратных инструментов. К их числу относят и электронные средства обучения.

ЭСО, используемые при обучении школьников, обязательно дополняются идеологической основой информатизации, а также работой специалистов различных направлений. Только в этом случае педагог сможет достичь поставленной цели.

Использование электронных систем обучения позволяет пересмотреть традиционные учебные технологии, методы и курсы, чтобы научить школьника тому, где он сможет найти информационные ресурсы, каким образом осуществляется к ним доступ, как их можно применить в дальнейшей профессиональной деятельности.

Однако использование ЭСО в школе оправдано не всегда. Информатизация образования несет в себе и ряд негативных аспектов. Их, так же как и позитивные факторы, необходимо знать каждому педагогу, чтобы учитывать в своей работе с детьми.

ЭСО позволяют обогатить организационную и педагогическую деятельность школы такими своими возможностями:

• совершенствованием технологий и методов формирования, отбора и содержания образования;
• введением и развитием новых направлений в обучении и специализированных дисциплин, связанных с информационными технологиями;
• внесением изменений в преподавание большинства традиционных дисциплин за счет повышения уровня дифференциации и индивидуализации обучения;
• использованием дополнительных рычагов для мотивации к обучению школьников;
• совершенствованием механизмов управления всей системой образования.

Использование ЭСО способствует развитию личности учащегося. Подобный процесс формирует у детей умение разрабатывать необходимую стратегию при поиске решения не только учебных, но и практических задач.

Среди недостатков использования ЭСО специалисты выделяют тотальную индивидуализацию обучения. Она сводит к минимуму живое общение учителя и учеников, так как «диалог» ведется в основном с компьютером. Школьники, использующие ЭСО, надолго замолкают во время такой работы, что характерно для тех людей, которые обучаются дистанционно. При этом речь как орган, способствующий объективизации мышления, просто отключается. И если это происходит на протяжении многих лет пребывания в школе, то подрастающий человек не способен получить необходимой для него практики диалогического общения. Впоследствии ему будет сложно сформулировать и сформировать свои профессиональные мысли.

Еще одним существенным недостатком использования ЭОС считается сокращение социальных контактов. Впоследствии такому обучающемуся становится сложно перейти от информации к самостоятельным действиям в профессиональной сфере.

Итак, мы рассмотрели средства электронного обучения в образовании, их плюсы и минусы.