Лекция 1. Введение ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Разработал доцент кафедры «Прикладная информатика» к.п.н., доцент Попова Марина Викторовна

по предмету: «Педагогические программные средства» для студентов специальности – Педагог профессионального обучения

Общее определение ППС Демонстрационные программы Контролирующие программы Обучающие программы Компьютерные учебные среды(миры) Компьютерные имитаторы технологического оборудования Экспертно-обучающие системы

Педагогические программные средства представляют собой технологическое обеспечение учебного процесса, основанное на использовании компьютерных и телекоммуникационных технологий. ППС предназначенные для различных целей обучения: формирования знаний, умений и навыков, контроля за качеством их усвоения и другие, то есть это компоненты процесса обучения.

Цели применения педагогических программных средств в учебном процессе: Наглядное и образное представление Обобщение и систематизация Постоянное и оперативное обновление учебной информации Выработка и закрепление разнообразных умений и навыков Контроль за усвоением знаний

Типы педагогических программных средств Демонстрационные программы Контролирующие программы Обучающие программы Компьютерные учебные среды (миры) Обучающие программы (обучающие) Компьютерные имитаторы технологического оборудования Экспертно - обучающие системы учебного назначения.

Термин "демонстрационная программа включает несколько разных аспектов, которые содержатся в достаточно общем понятии "демонстрация''. Перечислим несколько пунктов, конкретизирующих, что и как демонстрируют предлагаемые программы: - модульное программирования (в качестве демонстрационных программ описано несколько модулей, объекты которых активно используются другими демонстрационными программами); -представление данных разного вида (в виде последователь- ностей, матриц, графов); -экономичные схемы вычислений (схема Горнера, бинарный поиск в упорядоченной последовательности и т.п.);

- приемы повышения надежности программ (при вводе данных и работе с файлами); - структурирование алгоритмов и программ (почти все программы содержат подпрограммы); - удобную и разнообразную форму интерфейса (организация меню, пошаговое исполнение); - наглядный и адекватный ввод и вывод данных (ввод дан- ного по запросу, вывод последовательных приближений в итерационных вычислениях, изображения деревьев в текстовом и графическом режимах).

Программы этого типа предназначены для проверки (оценки) качества знаний. Широкое распространение этого вида программ объясняется следующими обстоятельствами: 1) контроль, позволяя оценить знания, умения и навыки учащихся, 2) операция контроля знаний представляет собой набор несложных действий, сводящихся в своей основе к схеме "вопрос - ответ - анализ ответа", что позволяет разработать универсальные программные средства контроля. Существуют некоторые требования к контролирующей программе: · ввод ответа в форме, максимально приближенной к общепринятой; · адекватный анализ ответа, отличающий опечатку от ошибки и распознающий правильный ответ в любой из эквивалентных форм его представления; - должны быть обеспечены фиксация результатов контроля, их сбор, распечатка и статистический анализ.

Разработка современных контролирующих программ базируется на соблюдении основного требования: программа должна быть абстрагирована от содержания, уровня сложности, тематики, типа и предметной направленности отдельных тестовых заданий и способна работать на изолированных компьютерах, в локальной сети и в сети Internet. Подобная стандартизация позволяет не прибегать для создания каждого очередного теста и обработки его результатов к услугам программистов, а, освоив определенную систему, наполнять ее содержательную часть по различным дисциплинам на основе общих принципов. В этом случае легче подготовить: педагогов к формированию тестов, а обучаемых к прохождению тестирования.

Компьютерная тестирующая система может представлять собой как отдельную программу, не допускающую модификации, так и универсальную программную оболочку, наполнение которой возлаг- ается на преподавателя. В последнем случае в нее включается система подготовки тестов, облегчающая процесс их создания и модификацию. Эффективность использования тестирующей системы существенно выше, если она позволяет накапливать и анализировать результаты тестирования. Тестирующая система может быть встроена в оболочку электронного учебника, но может существовать и как самостоятельный элемент УМК. В этом случае тестирующие программы по различным дисциплинам целесообразно объединять в единой базе данных.

Компьютерная обучающая программа (КОП) это программное средство, предназначенное для решения определенных педагогических задач, имеющее предметное содержание и ориентированное на взаимодействие с обучаемым. КОП является средством, специально созданным для решения педаго- гических задач, т.е. использование в учебном процессе - его главное назначение. Компьютерные средства, применяемые при обучении, но имеющие другое основное назначение и не реализующие педагогичес- кие функции, не относятся к КОП. Они рассматриваются как предмет изучения или выступают в качестве инструментария при решении образовательных задач.

Можно выделить следующие основные педагогические задачи, решаемые с помощью КОП: 1) начальное ознакомление с предметной областью, освоение ее базовых понятий и концепций; 2) базовая подготовка на разных уровнях глубины и детальности; 3) выработка умений и навыков решения типовых практических задач в данной предметной области; 4) выработка умений анализа и принятия решений в нестандартных (нетиповых) проблемных ситуациях; 5) развитие способностей к определенным видам деятельности; 6) проведение учебно-исследовательских экспериментов с моделями изучаемых объектов, процессов и среды деятельности; 7) восстановление знаний, умений и навыков (для редко встречающихся ситуаций, задач и технологических операций); 8) контроль и оценивание уровней знаний и умений

Компьютерная учебная среда (мир) – это педагогическое программное средство, обеспечивающее достижение педагогических целей путем управления процессом познания окружающего мира. Микромиры это особые узкоспециализированные программы, позволяющие создать на компьютере специальную среду, предназначенную для исследования некоторой проблемы. По сути, это развитие подходов компьютерного моделирования. Идея их создания берет начало в работах Жана Пиаже о когни- тивном развитии детей. Яркий пример реализации язык Лого, разработанный американским ученым Сеймуром Пейпертом для создания микромира Матландия (Mathland), предназначенного для изучения математики.

На принципах микромиров основываются некото- рые игровые программы познавательного харак- тера, в которых играющий погружается в специаль- ную среду, моделирующую жизнь города, племени или даже цивилизации, управлять которыми можно в рамках некоторых предопределенных законов и правил. Это нисколько не противоречит самой кон- цепции микромира, поскольку, по мнению самого С.Пейперта, ее можно использовать практически для любой предметной области от геометрии до приемов жонглирования.

Экспертно-обучающие системы Экспертно-обучающие системы это сложные программные комплек- сы, манипулирующие специальными, экспертными знаниями в узких предметных областях. Как и человек-эксперт, эти системы решают задачи, используя логику и эмпирические правила, умеют пополнять свои знания. Соединяя мощные компьютеры с богатством человеческого опыта, экспертные системы повышают ценность экспертных знаний, делая их широко применяемыми.

Например, И. П. Подласый приводит пример педагогической экспертной системы «Оранта», предназначенной для моде- лирования и количественной оценки результатов воспита- тельного взаимодействия классного руководителя с учащи- мися. Система, ориентированная на учителей и студентов педагогических учебных заведений, позволяет по заложен- ным в ней параметрам определить тип педагога и тип класса (используется около 100 характеристик), а также предска- зать, каковы могут быть результаты воспитательного процес- са при определенном сочетании этих типов.

Компьютерные имитаторы технологического оборудования Компьютерные модели, конструкторы и тренажеры позволяют закрепить знания и получить навыки их практи- ческого применения в ситуациях, моделирующих реальные. В отличие от вышеописанных компонент, компьютерные модели, как правило, не являются универсальными. Каждая из них рассчитана на моделирование достаточно узкого круга явлений. Основанные на математических моделях (которые содержат в себе управляющие парамет- ры), компьютерные модели могут быть использованы не только для демонстрации трудно воспроизводимых в учебной обстановке явлений, но и для выяснения (в диалоговом режиме) влияния тех или иных параметров на изучаемые процессы и явления.

Это позволяет использовать их в качестве имитаторов лабораторных установок, а также для отработки навыков управления моделируемыми процессами. Компьютерные технологии позволяют не только работать с готовыми моделями объектов, но и производить их конструирование из отдельных элементов. К тренажерам могут быть отнесены также и компьютерные задачники. Компьютерный задачник позволяет отработать приемы решения типовых задач, позволяющих наглядно связать теоретические знания с конкретными проблемами, на решение которых они могут быть направлены.

Представленные компоненты реализуется в учебном процессе с использованием педагогического сценария, с помощью которого преподаватель выстраивает образовательные траектории для обобщения и систематизация материала, для выработка и закрепление разнообразных умений и навыков и контроля за усвоением полученных знаний.