Курс для учителей технологии о внедрении ИКТ в образовательный процесс

Модуль 1. Дидактические возможности информационных технологий

Занятие 1. Информационные технологии

Технология – комплекс научных и инженерных знаний о способах и факторах производства для создания какого-либо продукта или услуги. Для конкретного производства технологию иногда понимают в узком смысле как совокупность приемов и методов, определяющих последовательность действий для реализации производственного процесса (массовое образование – тоже своего рода производственный процесс).

Информационные технологии являются аналогами промышленных технологий, и к ним применимы указанные выше формулировки. В силу этого, под информационной технологией понимается совокупность методов и способов получения, обработки, представления информации, направленных на изменение ее состояния, свойств, формы, содержания и осуществляемых в интересах пользователей. Указанные методы и способы в информационной технологии должны быть описаны как четко регламентированные правила выполнения операций, действий, этапов над данными (информацией).

У информационных технологий есть свои инструменты и предметные области. Основными инструментами информационных технологий являются технические и программные средства информатики.

Технические средства – это компьютеры, различные гаджеты, другие изделия цифровой микроэлектроники, исполнительные устройства; программные – это системное и прикладное программное обеспечение.

Предметные области ИТ отражают специфику их применения для решения прикладных задач. В этом отношении информационные технологии можно разделить на те, которые не связаны или слабо связаны с единственной предметной областью (например, технологии компьютерной обработки текстов) и те, которые созданы для конкретной предметной области – например, технологии автоматизированного проектирования, управления предприятиями и т. д. Для нас первоочередной интерес представляют информационные технологии, для которых предметной областью выступает образование.

Любая информационная технология базируется на реализации информационных процессов. Базовые информационные процессы в разных сочетаниях и с разной значимостью участвуют в любой информационной технологии. К числу базовых информационных процессов относятся: извлечение информации, транспортирование (передача) информации, обработка информации, хранение информации и представление информации. В технических приложениях информатики наибольший интерес представляют автоматические процедуры, связанные с реализацией этих процессов, проистекающие без непосредственного участия человека. В образовании мы чаще всего имеем дело с реализацией этих процедур при непосредственном участии участников образовательного процесса – учащихся, преподавателей, администраторов и т. д.

Процесс извлечения информации связан с переходом от реального представления предметной области к его описанию в формальном виде и в виде данных, которые отражают это представление. В образовании такое описание связано с возрастом учащихся, их познавательными возможностями.

В процессе транспортирования информации на расстояние и организации быстрого доступа к ней используют различные способы преобразования информации. Основным физическим способом реализации операции транспортирования в настоящее время являются телекоммуникационные технологии, реализуемые с помощью сетей передачи данных. В образовании на этом процессе базируется доступ к удаленным источникам учебной информации.

Процесс обработки информации состоит в получении одних «информационных объектов» из других «информационных объектов» путем выполнения некоторых алгоритмов.

Можно выделить два типа обработки информации: 

• обработка, связанная с получением новой информации (например, нахождение ответа при решении математической задачи; логические рассуждения и др.);
• обработка, связанная с изменением формы представления информации, но не изменяющая её содержания (кодирование, структурирование, поиск и отбор информации).

Все, что связано с процессом обучения, – есть обработка информации. В наше время информационные технологии оказывают нам в этом большую техническую помощь.

Процесс хранения информации связан с необходимостью накопления и долговременного хранения данных, обеспечением их актуальности, целостности, безопасности, доступности. Основной технологией хранения данных в сфере образования являются базы данных, содержащиеся во всех информационных системах, поддерживающих образование.

Процесс представления информации направлен на решение задачи доступа к информации в удобной для пользователя форме. Поскольку представление информации адресовано человеку, то этот информационный процесс антропоцентричен (ориентирован на человека). Компьютерные средства обработки информации позволяют представлять информацию в формах, наиболее способствующих ее усвоению (графической, визуальной и т. п.).

Информационные технологии чаще всего реализуются в виде информационных систем, в том числе систем поддержки образования. Использование информационной системы невозможно без знания лежащей в ее основе информационной технологии или совокупности нескольких информационных технологий.

При более широком подходе к понятиям информационные технологии не обязательно увязывать с компьютерами. Так, примером одной из древнейших информационных технологий, используемых в образовании, является письменность. Рассмотрим именно «компьютерные» информационные технологии (иногда их называют малосодержательным термином «современные»), к которым отнесём телекоммуникационные технологии и интернет-технологии, которые в литературе по теме «ИТ в образовании» иногда выделяют в класс «коммуникационные» и пользуются термином информационно-коммуникационные технологии.

Занятие 2. Основы дидактики

Дидактика – часть педагогической науки, занимающаяся исследованием проблем обучения. Предмет дидактики – связь преподавания (обучающе-воспитывающей деятельности) и учения (учебно-познавательной деятельности ученика), их взаимодействие. К основным категориям дидактики относятся преподавание, обучение, образование, учение, знания, умения, навыки, цель, содержание, формы, методы, средства и результаты обучения.

Задачи дидактики: 

• описание и объяснение процесса обучения и условий его реализации;
• разработка новых методов, методик и технологий обучения;
• обоснование и совершенствование способов организации учебного процесса;
• создание новых обучающих систем и т. д.

В отечественной педагогической литературе выделяют следующие базовые дидактические принципы: сознательность и активность, наглядность, системность и последовательность, прочность, научность, доступность, связь теории с практикой. Их детальное обсуждение – задача курса педагогики.

Использование современных информационных технологий значительно обогатило дидактику на всех уровнях образовательной системы. Дидактические возможности информационных технологий включают:

• поддержку информационного взаимодействия участников учебного процесса;
• хранение больших объемов учебной информации;
• поддержку удаленного доступа к образовательным ресурсам, традиционным и цифровым;
• визуализацию учебной информации об изучаемом объекте, процессе;
• моделирование изучаемых объектов и процессов, их отношений, проведение виртуальных экспериментов;
• способствование индивидуализации и дифференциации процесса обучения;
• технологическое обеспечение реализации гибких и персонализированных способов обучения;
• стимулирование самостоятельной работы учащихся;
• поддержку обучения учащихся с особыми потребностями;
• автоматизацию процессов управления учебной деятельностью и контроля за результатами усвоения материала.

Обсуждаемые ниже технологии по отношению к их применению в образовании являются взаимопроникающими и взаимодополняющими, и их разделение несколько условно. Например, технологии компьютерного моделирования часто включают технологии мультимедиа, для доставки моделей участникам образовательного процесса необходимы телекоммуникационные технологии и т. д.

Ниже будут представлены несколько информационных технологий, наиболее глубоко проникших в образование. Однако перед этим необходимо сказать несколько слов о так называемых офисных технологиях компьютерной обработки информации, элементарное владение которыми к началу изучения данного курса предполагается сформированным.

Термин «компьютерные офисные технологии» охватывает группу широко распространенных технологий обработки информации, используемых для обработки электронной документации на персональном компьютере в самых разнообразных целях. Эти технологии реализуются, чаще всего, в составе офисных пакетов – наборов приложений (компьютерных программ). Такие программы не привязаны к какой-либо предметной области и применяются практически повсеместно.

Для педагога необходимо, в первую очередь, владеть следующими программными средствами офисных технологий: 

• Текстовый процессор – средство для создания сложных документов, содержащих текст, таблицы, графику и т. д.
• Табличный процессор – средство для вычислений в так называемых «электронных таблицах».
• Программы подготовки презентаций, позволяющие создавать материалы для публичного представления информации.
• Программы компьютерной графики, с помощью которых можно создавать и редактировать изображения (рисунки, чертежи и т. д.).

Среди проприетарных (т. е. имеющих собственника и почти всегда платных) офисных пакетов в настоящее время лидирует Microsoft Office, работающий под управлением операционной системы Microsoft; среди свободных (почти всегда бесплатных) – кроссплатформенный пакет Libre Office, работающий под управлением различных операционных систем, включая широко распространенную систему Linux. Необходимые педагогу программы из этих пакетов практически взаимозаменяемы: текстовые процессоры Word из MS Office и Writer из Libre Office, табличные процессоры Excel из MS Office и Calc из Libre Office и т. д.

Занятие 3. Дидактические возможности технологий мультимедиа и виртуальной реальности

Технология мультимедиа обеспечивает одновременную работу со звуком, видеороликами, анимацией, статистическими изображениями и текстами в интерактивном режиме.

Иногда термин «мультимедиа» трактуют шире, относя к нему, помимо представленной указанным способом информации, ее физические носители и поддерживающие их компьютерные системы.

Успешность мультимедиа в образовании определяется тем, что агрегированные таким образом виды информации воздействуют разом на несколько органов человеческих чувств, усиливая степень восприятия каждого вида информации. Согласно некоторым исследованиям, люди в среднем запоминают примерно 20% от услышанного и 30% от увиденного, но если одновременно они слушают информацию и видят ее визуальное отображение, то запоминание составляет 50%.

Дидактические возможности современных систем мультимедиа включают: 

• представление и манипулирование текстовой, графической, аудиовизуальной учебной информацией;
• интерактивное взаимодействие с виртуальными объектами предметной среды;
• демонстрация реально протекающих событий в реальном времени с возможностью «наложения» графической, аудиовизуальной информации, вкрапления анимационных эффектов;
• создание виртуального образа объекта, процесса, явления, адекватно отражающего существенные признаки его реального аналога, наделение его динамикой развития, адекватно отражающей закономерности реального развития.

Использование мультимедиа в образовании стало настолько обыденно, что приводить конкретные примеры нет смысла. Любое занятие, проводимый педагогом с использованием мультимедиа-проектора или интерактивной доски по факту использует технологию мультимедиа.

Развитием технологии мультимедиа применительно к образованию является технология виртуальной реальности. В развитых системах виртуальной реальности пользователь может не только «ощущать» объекты с помощью нескольких органов чувств, но и воздействовать на них. Для этого и для реализации других возможностей виртуальной реальности нужно специальное оборудование. В простейшем случае – это знакомые многим очки виртуальной реальности, в более продвинутых системах – это специальные системы изображения, звука, имитации тактильных ощущений и др.

В образовании системы виртуальной реальности имеют значительный потенциал. Они могут обеспечить:

• высокую степень наглядности, возможность детально продемонстрировать любые явления и объекты;
• вовлеченность учащихся во взаимодействие с виртуальной реальностью и ее составляющими;
• выработку полезных практических навыков в ситуациях, когда прямое вовлечение обучаемого может представлять опасность для него и окружающих.

Тем не менее, в настоящее время технологии виртуальной реальности в обучении, в отличие от развлечений, используются редко. Чаще всего это тренажеры для подготовки по профессиям, в которых начинающим опасно доверить реальное оборудование: пилоты, машинисты башенных кранов и т. п.

Занятие 4. Дидактические возможности телекоммуникационных технологий

Передача (транспортирование) информации относится к числу базовых информационных процессов, критически важных для современных информационных технологий и систем. В ходе этого процесса осуществляется передача информации на расстояние для ускоренного обмена и организации быстрого доступа к ней; при этом используются различные способы преобразования информации. Технологии, которые применяются для транспортирования информации, называются телекоммуникационные технологии. Основным физическим средством реализации операции транспортирования являются сети передачи данных (телекоммуникационные сети).

Появление телекоммуникационных сетей привело к изменению наиболее массовой функции компьютеров: от средства решения локальных профессиональных задач они стали «окнами в мир».

Совершенный в развитии компьютерных телекоммуникаций переход был стремительным. Начало его было положено в 50-х гг. прошлого века, когда тогдашние большие ЭВМ были соединены линиями связи с удаленными не более чем на несколько десятков метров терминалами. К концу 60-х гг. появились: первая локальная сеть из таких ЭВМ и бытовые телефонные сети для передачи данных; в 70-х гг. в эти сети встроились мини-компьютеры (прообразы современных персональных), разработаны первые стандартизированные сетевые архитектуры; 80-е гг. ознаменовались созданием Интернета, стека протоколов TCP/IP, нескольких стандартных протоколов локальных сетей; 90-е гг. – это стремительное развитие веб («всемирной паутины») и массовая популяризация компьютеров; начало 2000-х гг. – это беспроводные сети передачи данных и т. д.

В процессе обучения телекоммуникационные технологии обеспечивают как улучшение условий для решения традиционных задач образования, так и открывают принципиально новые возможности. Среди них:

• расширение доступа к образовательным ресурсам, включая учебную, учебно-методическую и иную информацию по проблемам образования;
• общение через электронные средства связи (электронная почта, заочные интернет-конференции, видеоконференции – парные или групповые, вебинары и т. д.);
• организация оперативной консультационной помощи учащимся;
• индивидуализация обучения, развитие ресурсной базы и технологий для самостоятельного обучения;
• проведение виртуальных учебных занятий (семинаров, лекций) в режиме реального времени;
• дистанционное обучение;
• доступ к уникальному оборудованию, моделированию сложных или опасных объектов, явлений или процессов; формирование сетевых сообществ педагогов; 
• формирование сетевых сообществ учащихся;
• создание групповых учебных телекоммуникационных проектов;
• проведение совместных исследовательских работ и другое.

Большая часть этих возможностей для разных уровней образования актуальна практически в равной мере, некоторые (например, доступ к уникальному оборудованию, проведение исследовательских работ) в большей мере относится к профессиональному образованию.

Указанные возможности телекоммуникационных технологий в образовании в основном реализуются с помощью широко распространенных средств телекоммуникаций и сервисов интернета, в том числе:

• электронной почты;
• веб-браузеров, поисковых систем;
• сайтов, блогов, социальных сетей;
• систем видеоконференцсвязи.

Остановимся на некоторых примерах реализации перечисленных возможностей.

Вебинары в образовании

Вебинары – это обучающие онлайн-занятия в форме лекции. В вебинаре всегда участвуют две стороны: докладчик-ведущий и слушатели. Обычно участники могут видеть ведущего, а он их – нет, поскольку число слушателей вебинара может составить сотни человек.

Обратная связь по ходу вебинара осуществляется путем предоставления слушателям возможности задавать вопросы в чате. Для организации вебинара нужна специальная платформа, поскольку такое занятие трудно (либо невозможно) провести с помощью стандартных сервисов. Часто вебинары записываются на видео и выкладываются в сеть для просмотра теми, кто не смог принять в них участие.

Примеры вебинаров можно найти YouTube, введя запрос – «вебинар по <название предмета>».

Социальные сети в образовании

В технологическом плане социальная сеть представляет собой интерактивный многопользовательский веб-сайт, контент которого наполняется самими участниками сети. Такая сеть позволяет общаться группе пользователей, объединенных общими интересами.

В таких сетях педагоги обмениваются педагогическим опытом, получают информацию нормативно-правового характера, могут попросить помощи у коллег по профессии.

Пример такого сообщества – наша группа по аттестации педагогов. 

Блоги в образовании

Блог (интернет-дневник, онлайн-дневник) – это сайт, на который ведущий регулярно добавляет записи, содержащие тексты, изображения или мультимедиа. Для блогов характерна возможность публикации отзывов посетителями, которая делает блоги средой сетевого общения.

Телеконференции в образовании

Телеконференция – вид совещания, в котором общение осуществляется на расстоянии посредством специализированных телекоммуникационных средств.

Телеконференция подразумевает, в первую очередь, общение большого числа пользователей на расстоянии, объединённых общей темой или вопросом. Обмен сообщениями в режиме телеконференций может осуществляться как в режиме реального времени, посредством различных систем аудио и/или видео связи, так и посредством электронной почты.

По типу участвующей в обмене информации телеконференции подразделяют на аудио- и видеоконференции. В настоящее время доминируют видеоконференции, происходящие в режиме реального времени, позволяющие участникам видеть и слышать друг друга. В некоторых таких конференциях участники могут использовать инструменты совместной работы над обсуждаемыми документами.

Для проведения видеоконференций используют специальные платформы. Одна из самых популярных – платформа Zoom. Российские аналоги – Яндекс.Телемост, SberJazz.

Технологии совместной работы с учебными материалами

Одна из замечательных возможностей, открываемых телекоммуникационными технологиями для обучения, – совместная работа учащихся с учебными материалами. Для этого существует много сервисов. Перечислим некоторые.

Облачные сервисы предназначены для хранения документов, доступ к которым могут иметь несколько участников учебного процесса. После создания файла достаточно поделиться ссылкой на него, предоставив права на чтение, комментирование или редактирование. Это удобнее, чем пересылать по электронной почте файлы.

Один из самых популярных – облачный сервис для хранения файлов Google Диск. Доступ к хранимым файлам можно получить из любой точки, где есть возможность подключения к Интернету, со стационарного или мобильного устройства. Google Диск позволяет обмениваться файлами и редактировать их вместе. Над одним файлом можно производить совместную работу усилиями сразу нескольких человек; при этом участникам доступны для просмотра изменения отдельных пользователей. При желании пользователь может как предоставить к своим документам самый широкий доступ, так и ограничить его вплоть до запрета любых действий кроме просмотра.

Кроме возможности хранения файлов, Google Диск имеет собственный набор инструментов Google Документы для обработки текстов, таблиц, презентаций, работающих без установки на компьютер пользователя. Форматы текстовых и иных файлов, создаваемые и обрабатываемые этими инструментами, совместимы с широко распространенными форматами.

Онлайн-доски. Принцип их работы прост: педагог имеет возможность размещать всю необходимую информацию на чистом поле, имитирующем привычную классную доску. На нем можно записывать формулы, закреплять полезные ссылки, рисовать графики или геометрические фигуры, а ученики имеют возможность наблюдать за этим процессом. Педагог может «вызвать к доске» любого из учеников и поручить ему сделать свою порцию записей. Онлайн-доска может использоваться и для групповой работы без непосредственного вмешательства педагога. Способы использования инструментов для преподавания конкретных предметов – вопрос методики.

Существует несколько сервисов такого рода. Они различаются наборами инструментов: например, они есть или их нет для записи математических формул, максимально возможным количеством участников процесса, наличием или отсутствием бесплатной версии и ее ограничениями и т. д.

В качестве примера приведем сервис Miro, один из самых популярных в мире в этой сфере. Miro – платформа для совместной работы распределенных команд (в том числе при дистанционной работе отдельных сотрудников), разработанная в России и вышедшая на международный рынок.

Miro включает набор шаблонов для организации информации, из которых можно выбрать удобный для конкретной работы. На доске можно проводить онлайн-уроки или занятия, создавать план работы или закреплять задачи, которые нужно выполнить. Есть возможность рисования; на доску можно «клеить» стикеры – добавлять идеи, которые участники могут комментировать. Интерфейс доски интуитивно понятен, управлять ей просто, передвигая нужные шаблоны и другие элементы мышкой. Платформа Miro часто используется в школьном образовании как способ взаимодействия при создании новых проектов. Предусмотрена возможность настройки интеграции с многими другими инструментами совместной работы, включая упомянутые выше zoom и Google Документы. Существует бесплатная версия сервиса.

Дополнительный материал к занятию:

• Как работать с онлайн-доской Miro;
• Как работать с онлайн-доской Jamboard.

Занятие 5. Дидактические возможности компьютерного моделирования

Моделирование с помощью современных компьютеров и сопутствующих им технических и программных средств открывает огромные возможности для исследования явлений и процессов в природе и обществе. 

Моделирующие программы основаны на графических, иллюстративных возможностях компьютера, с одной стороны, и вычислительных, – с другой, и позволяют осуществлять компьютерный эксперимент: моделирование реальных опытов, имитация работы лабораторных стендов, объектов, процессов и явлений.

Компьютерное моделирование позволяет вывести на качественно новый уровень принцип наглядности за счет применения машинной графики. Средства машинной графики дали возможность перейти от рутинной работы по обработке информации к творческой, позволяя обучающемуся выполнять эксперименты в изучаемой им предметной области, а в некоторых случаях и выступать в роли создателя модели.

Возможность использования компьютерного моделирования в целях проведения виртуального эксперимента, в тех случаях, когда проведение физического эксперимента оказывается невозможным, позволяет реализовать такую дидактической цель, как доступность обучения.

Существуют и используются в обучении разные виды компьютерного моделирования. Графическое компьютерное моделирование решает задачи визуализации явлений и процессов. Его примеры – деловая и научная графика. Графическое моделирование часто используется для визуализации результатов математического моделирования. Математическое компьютерное моделирование широко применяется как в науках (естественных, социальных и гуманитарных), так и в решении практических задач.

Компьютерное моделирование в школьном образовании может базироваться как на работе с готовыми моделями для углубления понимания изучаемых объектов или процессов, так и на разработке простейших моделей. Соответственно, инструментарий компьютерного моделирования включает в себя как готовые программы для моделирования конкретного процесса, так и инструментальные системы, с помощью которых можно реализовывать конкретные модели.

Компьютерные модели, предназначенные для использования в учебном процессе, можно по уровню сложности и полезности в обучении разделить на две группы: простые модели-иллюстрации и интерактивные модели. Модели-иллюстрации во многом подобны учебным видео, и на занятиях используются в основном для демонстрации педагогом изучаемого явления или объекта на экране. По своим графическим, цветовым и прочим техническим решениям они, как правило, превосходят проекции из традиционных учебников, однако не создают принципиально нового качества. В отличие от них, интерактивные модели, в которых пользователь может задавать параметры процесса и менять условия его реализации, такое новое качество создают. Такие модели могут быть использованы как средство открытия учащимися нового знания, как тренажеры для отработки навыков и в иных дидактических целях.

Одна из проблем, связанных с учебными интерактивными моделями – их ограниченное наличие. Эта ситуация обострилась с начала 2021 г., когда компания Adobe вывела из эксплуатации популярный проигрыватель мультимедийного контента Flash Player, на который ориентировались многие разработчики динамических интерактивных моделей, из-за чего эти модели стали недоступны. Стали недоступными многие динамические модели из коллекций ЦОР, а также виртуальные лаборатории (например, VirtuLab). Путем поиска в Интернете можно найти отдельные работоспособные модели, но ключевой путь к их внедрению в учебный процесс – создание полноценных коллекций, из которых педагог может брать модели для занятий.

В школьном образовании могут быть полезны и так называемые имитационные модели. Отличительной особенностью имитационного моделирования является описание системы, состоящей из большого числа однотипных взаимодействующих элементов, путем воспроизведения взаимодействия между ними. Таким образом, чтобы составить имитационную модель, необходимо:

• представить реальную систему (процесс), как совокупность взаимодействующих элементов;
• алгоритмически описать функционирование отдельных элементов;
• описать процесс взаимодействия различных элементов между собой и с внешней средой.

Моделирование такого рода называют агентным. Его цель – получить представление об общем поведении системы, исходя из предположений об индивидуальном поведении её отдельных объектов и их взаимодействии.

Занятие 6. Дидактические возможности искусственного интеллекта

В основе искусственного интеллекта лежат принципы работы человеческого интеллекта – способности подходить к решению какой-либо задачи с учетом имеющегося опыта. Этим интеллектуальные компьютерные системы радикально отличаются от традиционных систем.

Педагогический словарь определяет интеллектуальную обучающую систему как «особую автоматизированную обучающую систему, в которой возможна реализация гибких сценариев обучения со сложной логикой предъявления учебных материалов, что позволяет учитывать индивидуальные особенности учащихся». Там же говорится: «В интеллектуальной обучающей системе учебная деятельность управляется на основе динамической модели учащегося. Это обеспечивает индивидуализированное обучение на всех этапах: от постановки учебной задачи и поиска методов ее решения до оценки полученного результата (в зависимости от процесса его получения)».

Сейчас применение искусственного интеллекта в обучении носит в основном экспериментальный характер. В этом процессе доминируют следующие направления:

• Искусственный интеллект как репетитор, позволяющий в любой момент дополнительно изучить наиболее трудную тему. Искусственный интеллект может также анализировать школьные работы, определять проблемные области, а также создавать индивидуальные занятия для заполнения пробелов в знаниях.
• Искусственный интеллект как средство автоматизации оценки результатов обучения, выраженных в свободной форме или с использованием некоторых шаблонов. В этом качестве искусственный интеллект в перспективе выведет методы оценки за границы массово применяемого стандартизированного тестирования.
• Искусственный интеллект как средство анализа поведения учащихся. Соответствующие системы, включая видеонаблюдение, будут способны распознавать и оценивать, как учащиеся реагируют на разные темы и задания, помогая тем самым педагогам определять их проблемы, связанные с освоением учебного материала.

Приведем некоторые примеры.

Чат-боты в обучении

Чат-бот (chat – болтать, bot – робот) – это компьютерная программа, которая может обмениваться сообщениями с человеком на естественном языке (русском, английском и т. д.) текстом или голосом. Чат-боты в настоящее время широко распространены как средство получения справок в телефонном или компьютерном общении, но в образовании они делают первые шаги. Там, где они используются как помощники педагога или как самостоятельные обучающие агенты, их часто называют автотьюторами.

Далеко не все чат-боты используют интеллектуальные технологии. Простейшие из них (и наиболее распространенные) основаны на наборе заложенных в программу правил реагирования на запросы пользователя; меняться эти правила не могут. Эти чат-боты в образовании могут играть, например, роль компьютерных справочников.

Гораздо более перспективны для использования в процессе обучения чат-боты, работающие с использованием методов искусственного интеллекта, позволяющих программе самостоятельно обучаться в процессе взаимодействия с человеком. При этом далеко не все чат-боты, создатели которых рекламируют их как интеллектуальные, таковыми являются.

Чат-боты могут быть задействованы при реализации дистанционной формы работа педагогом-психологом, например, проведения профилактической работы с детьми или просветительской с родителями. В чат-бот для педагога-психолога могут быть встроены профилактические игры, упражнения.

Дополнительный материал

• Вебинар «Чат-боты в образовании: примеры и кейсы».

Адаптивные обучающие системы

Адаптивное обучение – технология обучения, основанная на построении индивидуальной учебной траектории для обучающегося с учетом его текущих знаний, способностей, мотивации и других характеристик. Идея адаптивного обучения отнюдь не нова, её следы уходят глубоко в историю образования. При индивидуальном обучении хороший педагог фактически так и делает, однако при массовом обучении надежды на успех возлагаются чаще всего на использование искусственного интеллекта.

Компьютерная система обучения может называться адаптивной, если она: 

• позволяет адаптировать содержание учебного материала (контент);
• позволяет адаптировать оценивание; позволяет адаптировать последовательность обучения; 
• содержит все эти возможности или какие-либо две из них.

Система, адаптирующая контент, благодаря алгоритмам искусственного интеллекта, позволяет приспосабливать учебные материалы под стиль и темп обучения конкретного ученика. Такая система реагирует на запросы учащихся, когда они делают ошибку, предоставляя корректирующие отзывы и подсказки, основанные на недопонимании, а также дополнительные учебные ресурсы и поддержку для немедленного исправления.

Система, адаптирующая последовательность обучения, определяет, используя непрерывный сбор и анализ данных об учащихся, их реакции на учебные материалы, отыскивает закономерности в этих реакциях и в реальном режиме времени вносит изменения в учебный процесс, руководствуясь уникальными потребностями и способностями учащихся.

При адаптивном оценивании задаваемые вопросы и предъявляемые задания меняются в зависимости от того, насколько индивидуально обучающиеся отвечают на каждый вопрос. Это изменение часто является результатом уровня сложности предмета. Например, если студент правильно отвечает на простой вопрос, следующим они получат вопрос немного сложнее и так далее.

Цифровой след

Еще одно направление использования интеллектуальных информационных технологий в образовании – прогнозирование принятия решений учащимися о последующих действиях на основе анализа данных о его предшествующих действиях. Такая совокупность данных называется цифровым следом. Цифровой след – это совокупность информации, которую мы оставляем, пользуясь Интернетом, посещая разные сайты или публикуя что-то в социальных сетях и т. д. Цифровой след включает информацию об образовательной, профессиональной или иной деятельности человека, а также личные данные, представленные в электронной форме.

В образовательной сфере цифровой след – это письменные работы обучающихся, заметки, тесты, онлайн-курсы, фотографии и т. д. На основе анализа и специальной обработки цифрового следа можно дать участникам некоторые рекомендации, и сделать профессиональное обучение более персонализированным. Цифровой след позволяет уполномоченным на то сотрудникам вузов лучше понимать поведение студентов, оказывать им необходимую помощь, осуществлять наставничество.

Занятие 7. Дидактические возможности ИКТ на уроках технологии

Использование ИКТ на уроках технологии дает возможность:

• визуализировать учебную информацию с помощью наглядного представления на экране теоретического материала, технологического процесса и т. п.;
• осуществлять подготовку выпускника школы к жизни в условиях информационного общества;
• индивидуализировать и дифференцировать процесс обучения за счет возможности изучения и повторения материала с индивидуальной скоростью усвоения;
• осуществлять управление учебной деятельностью и контроль результата усвоения учебного материала;
• развивать межпредметные связи.

Информационно-коммуникационные технологии можно успешно использовать на различных этапах урока технологии.

На этапе сообщения новой информации ИКТ позволяют эффективно и с разных сторон показать детям различные материалы, познакомить их с особенностями, с существующими техниками работы, с разнообразными инструментами и принципами работы и т. д.

На этапе закрепления ИКТ помогут при составлении чертежей, обучении детей порядку выполнения необходимых действий и демонстрации этих действий. Кроме того, многие современные станки и инструменты компьютеризированы, и для работы с ними необходимы знания в области ИКТ.

На этапе контроля знаний возможно применение тестовых методик для определения уровня сформированных знаний. Также большую популярность сегодня приобретает подготовка и защита учащимися собственных проектов и презентаций, отражающих проведенную ими работу в рамках той или иной дисциплины. На уроках технологии можно использовать выступления школьников с помощью разработанных презентаций, которые иллюстрировали бы этапы их деятельности при выполнении заданий и получении конечного продукта. Особенно следует отметить положительное эмоциональное отношение школьников к различным информационно-коммуникационным технологиям, которые вызывают у них интерес и формируют мотивацию к выполнению заданий.

Преподавание технологии требует учитывать личностные возможности и способности каждого ребенка, а также уже имеющиеся у него навыки работы с различными инструментами. Решить проблему индивидуального подхода также может использование ИКТ. Благодаря ИКТ можно корректировать скорость усвоения материала и приобретения навыка. Кроме того, применение инновационных технологий и индивидуализация характера обучения направлены на создание ситуаций успеха у каждого ребенка, что способствует повышению показателя усвоения детьми необходимого материала.

Также ИКТ могут быть задействованы для демонстрации наглядных средств и практической работы с ними. Технологическая и инструкционная карта – основные технологические документы на уроке при выполнении практической работы.

Инструкционные и технологические карты включают в себя:

• графический и текстовый материал;
• сведения о характере выполняемого задания;
• требования к нему;
• сведения о материалах, инструментах, оборудовании и приспособлениях, трудовых операциях и их последовательности;
• информацию о приемах организации труда, возможных ошибках и способах их устранения.

Куда удобнее вывести такую карту на электронную доску, при этом не нужно её рисовать заново для другой группы, можно добавить или убрать данные прямо на экране, будь то размер или лишние детали чертежа.

Всю проведенную в ходе занятия работу со всеми сделанными на доске записями и пометками можно сохранить на компьютере для последующего просмотра и анализа, в том числе и в виде видеозаписи. Учитель, работающий с интерактивной доской, может повысить уровень восприятия материала за счет комбинации различных форм передачи информации – визуальной и звуковой.

В процессе занятия можно использовать яркие, многоцветные схемы и графики, анимацию в сопровождении звука, интерактивные элементы, которые откликаются на действия учителя или ученика. При необходимости, если в группе есть учащиеся со слабым зрением, учитель может увеличить тот или иной элемент, изображенный на доске. Наглядность и интерактивность – вот основное преимущество интерактивной доски. Интерактивные доски соответствуют тому способу восприятия информации, которым отличается новое поколение школьников, выросшее на компьютерах и мобильных телефонах, ведь у современных детей гораздо выше потребность в темпераментной визуальной информации и зрительной стимуляции.

Презентация позволяет реализовать метод кратковременных фронтально-групповых лабораторных работ, которые одновременно выполняются всеми учащимися класса в группах под руководством учителя. При этом на слайдах может находиться:

• план выполнения работы;
• бланк отчета о проделанной работе и форме вывода;
• видеосюжет, иллюстрирующий опыт или эксперимент.

Фронтальные опыты учат школьников наблюдать и анализировать явления, способствуют развитию мышления. Активизация мыслительной деятельности достигается, соответственно, постановкой вопросов, в которых следует обращать внимание на существенные стороны изучаемого.

При работе с большими объемами информации у школьников формируются:

• умения и навыки критического мышления;
• способность осуществлять выбор и нести за него ответственность, оценивать эффективность информационного поиска, грамотно определять объем предлагаемой информации;
• умение читать быстро и осмысленно текст, графики, схемы, чертежи,
• способность формулировать мысли ясно, кратко, по делу, излагать мысли в письменном виде, выполнять анализ, сравнение, классификацию.

Интерактивные элементы обучающих программ позволяют перейти от пассивного усвоения к активному, так как ученики получают возможность самостоятельно моделировать явления и процессы, воспринимать информацию нелинейно, с возвратом при необходимости к какому-либо фрагменту, с повторением виртуального эксперимента с теми же или другими начальными параметрами.

То есть использование презентации на уроке – это применение наглядного метода иллюстраций во взаимосвязи с другими методами, позволяющими развивать мышление учащихся и активизировать их познавательную деятельность. Иллюстрации особенно необходимы тогда, когда объекты не доступны непосредственному наблюдению, а слово учителя оказывается недостаточным, чтобы дать представление об изучаемом объекте или явлении. Однако важно понимать, что эффект от использования интерактивной доски во многом зависит от самого учителя, от того, как он применяет те или иные возможности доски.

Модуль 2. Компьютерные средства обучения

Занятие 1. Компьютерные средства обучения: понятие и характеристика

Компьютерные средства обучения (КСО) – это набор компьютерных программ и технических средств (компьютеров, внешних устройств, различных гаджетов), предназначенных для решения дидактических задач.

Компьютерные средства обучения являются частью более широкой категории учебных средств, называемой технические средства обучения (ТСО), а также «аудиовизуальные средства обучения». Этим термином обозначают совокупность технических устройств с дидактическим обеспечением, применяемых в учебно-воспитательном процессе для предъявления и обработки информации.

Сейчас КСО являются доминирующей частью ТСО как по степени распространенности, так и по эффективности в сфере образования. ТСО (и КСО) имеют две составляющие: 

1. технические устройства (аппаратура); 
2. носители информации дидактического назначения, которые с помощью этих устройств воспроизводятся (в случае КСО таким носителем часто выступают удаленные источники информации с доступом через Интернет).

К «некомпьютерным» (традиционным) ТСО относятся:

• аудио- и видеомагнитофоны, диапроекторы, кинопроекторы, телевизоры;
• носители информации для них – грампластинки, магнитные ленты, слайды, кинофильмы и т. п.

История применения ТСО насчитывает многие десятилетия. Появление и выход на передний план КСО не отменяет наработанных дидактических приемов обучения с помощью ТСО, а делает их более эффективными и обогащает новыми возможностями. 

Существующие способы классификации ТСО частично переносятся на КСО. В случае классификации по функциональному назначению этот перенос является полным: ТСО подразделяют на технические средства передачи информации, технические средства контроля результатов обучения, технические средства обучения и самообучения, тренажерные технические средства.

При классификации по роду обучения выделяют технические устройства индивидуального, группового и поточного использования.

При классификации по логике работы ТСО могут быть разделены на не обеспечивающие обратной связи с обучаемым и обеспечивающие такую связь.

При классификации по характеру воздействия на органы чувств выделяют визуальные, аудиовизуальные ТСО (в случае КСО сюда следует добавить мультимедийные средства).

Далее рассмотрим КСО. Их дидактические достоинства в сравнении с традиционными средствами обучения включают следующие возможности: 

• создание более комфортных условий для самостоятельной работы над учебным материалом, позволяющих обучаемому выбирать удобные для него место и время работы, а также темп учебного процесса;
• более глубокая индивидуализация обучения и создание условий для его вариативности;
• доступ к большим массивам учебной информации;
• работа с интерактивными моделями изучаемых объектов и процессов;
• визуализация изучаемых объектов и процессов, включая их трехмерные образы;
• мультимедийное представление учебной информации;
• автоматизированный контроль и оценивание знаний и умений и другие, обусловленные применением информационных технологий.

Занятие 2. Техническая составляющая компьютерных средств обучения

В современном учебном процессе используются многочисленные устройства, функционирующие под управлением микропроцессоров. Назовем некоторые из них, наиболее часто используемые: 

• Персональные компьютеры, планшеты, смартфоны, «электронные книги».
• Мультимедиа-проекторы.
• Интерактивные доски.
• Документ-камеры. 
• Устройства виртуальной реальности.

Компьютеры и устройства, перечисленные в первой строке списка, неспецифичны для обучения. Поэтому обсудим те устройства, которые используются в учебных целях.

Интерактивная доска

Интерактивная доска – это сенсорный дисплей, работающий как часть компьютерной системы. Интерактивная доска работает одновременно как монитор и устройство ввода данных: управлять компьютером можно, прикасаясь к поверхности доски. Интерактивная доска дает возможность демонстрировать слайды, видео, делать пометки, рисовать, чертить различные схемы, составлять игры, занятия в реальном времени, наносить на изображение пометки, вносить любые изменения и сохранять их в виде компьютерных файлов для дальнейшего редактирования, печатать на принтере.

Существует несколько разновидностей интерактивных досок. Интерактивная доска прямой проекции представляет собой большой сенсорный экран, работающий как часть системы, в которую также входят компьютер и проектор. С помощью проектора изображение рабочего стола компьютера проецируется на поверхность интерактивной доски. В этом случае доска выступает как экран. Компьютер обрабатывает сигнал, транслируя его через проектор на электронную доску, которая позволяет работать с ней с помощью пальцев или специальных пишущих инструментов.

Сенсорная резистивная электронная интерактивная доска состоит из двух слоев тончайших проводников, которые реагируют на прикосновение к поверхности экрана. С помощью такой доски можно управлять всеми приложениями одним касанием, писать и рисовать виртуальными красками. Доска воспринимает любое прикосновение как нажатие кнопки мыши.

«Прозрачная доска» позволяет преподавателю писать и рисовать маркером на стеклянной поверхности, стоя лицом к студентам и, тем не менее, не загораживая собой доску, поскольку физически преподаватель находится за ней. Видеокамера, нацеленная на доску, записывает и оцифровывает изображение «на ходу», оно отзеркаливается и проецируется на видимую студентам сторону доски; при необходимости, изображение дополняется элементами презентации, управляемой преподавателем. Такие доски используются в основном для проведения видеолекций при дистанционном обучении.

Документ-камера

Документ-камера – особый класс телевизионных камер, предназначенных для передачи изображений документов (например, оригиналов на бумаге) в цифровой форме. Документ-камеры позволяют получить и транслировать в режиме реального времени четкое и резкое изображение практически любых объектов, в том числе и трехмерных. Изображение, полученное с помощью документ-камеры, может быть введено в компьютер, показано на экране телевизора, передано через интернет, спроецировано на экран посредством мультимедиапроектора.

Пример использования документ-камеры на дистанционном обучении

Мультимедиапроекторы

Мультимедиапроекторы по принципу формирования изображения подразделяются на LCD-проекторы (LCD – Liquid Crystal Display) и DLP-проекторы (DLP – Digital Light Processing). Основу LCD-проектора составляют прозрачные жидкокристаллические матрицы, наподобие используемых в большинстве компьютерных мониторов. В DLP-проекторе изображение формируется с помощью поворотных микрозеркал, которые проецируют на экран свет, излучаемый внутренними источниками трех базовых цветов.

Шлемы (очки) виртуальной реальности

Современные шлемы (очки) виртуальной реальности (рис. 3.5) содержат один или несколько дисплеев, на которые выводятся изображения для левого и правого глаза, систему линз для корректировки геометрии изображения, а также систему трекинга, отслеживающую ориентацию устройства в пространстве. В образовательных целях они пока используются нечасто, в основном для создания изображений и видео с круговым обзором, трёхмерных сцен и моделей.

Занятие 3. Программные средства обучения

Программные средства, используемые в компьютерных обучающих системах, достаточно разнообразны. Назовем основные из них: 

• Автоматизированные обучающие системы.
• Электронные учебники.
• Обучающие и контролирующие программы.
• Средства поддержки телекоммуникаций.
• Интерактивные компьютерные модели.
• Программные средства мультимедиа и виртуальной реальности.
• Инструментальные средства создания компьютерных обучающих систем.

Этот перечень неполон – в литературе встречаются и другие типы средств, зачастую отличающиеся от указанных выше лишь названиями; с другой стороны, указанные выше средства могут входить в состав друг друга. Так, электронные учебники могут включать практически все остальные средства из этого списка.

На начальном этапе развития КСО была популярна концепция автоматизированной обучающей системы (АОС). В настоящее время этот термин используется редко, но многие черты АОС прослеживаются в современных компьютерных системах обучения.

Под АОС чаще всего понимается комплекс технического, математического, учебно-методического, программного и организационного обеспечения на компьютерной основе, предназначенный для индивидуализации обучения.

Функции АОС: 

• выявление исходного уровня знаний и умений обучаемых, их индивидуально-личностных особенностей;
• подготовка учебных курсов;
• предъявление обучаемым учебного материала;
• текущий контроль работоспособности и состояния познавательной деятельности обучаемых, внесение необходимых коррекций;
• завершающий контроль качества усвоения;
• регистрация и статистический анализ показателей процесса усвоения по каждому обучаемому и группе в целом.

Указанные функции реализуются во многих современных компьютерных системах обучения. Важнейшая часть функционала АОС – непосредственно обучение в узком смысле слова, т. е. предъявление обучаемому учебного материала и контроль его усвоения.

Первоначальная версия обучающей программы представляла собой выраженное средствами компьютера описание процесса программированного обучения, содержащее как указания о дозировании учебного материала и последовательности его изложения, так и о порядке перехода от одной «порции» к другой.

Термин «программированное обучение» определяет возникшую в середине ХХ в. технологию обучения и никакого отношения к компьютерному программированию не имеет.

Усвоение учащимися материала в такой технологии проверяется серией контрольных вопросов, предлагаемых им либо в конце каждой части материала, либо периодически в процессе его изучения. Одна из разновидностей программированного обучения состоит в том, что переход к следующей части материала зависит от правильности ответа на предыдущую.

В наше время под компьютерными обучающими программами чаще всего понимаются электронные гипертекстовые учебники с диалоговыми функциями и элементами мультимедиа, которые предназначены для самостоятельной работы учащихся с учебными материалами.

Существуют различные режимы обучения с помощью компьютерных средств. Например, компьютерное программированное обучение реализует педагогическую технологию программированного обучения с помощью КСО, изучение с помощью компьютера предполагает самостоятельную работу обучаемого по освоению нового материала с использованием средств КСО и т. д.

Выделяют также режим оценивание с помощью компьютера и некоторые другие режимы.

Существуют несколько разновидностей современных КСО. В педагогической литературе выделяют: 

• непосредственно средства обучения (мультимедиа-курсы, электронные системы контроля знаний, электронные задачники, электронные тренажеры и т. д.);
• электронные (цифровые) информационные продукты (базы данных, электронные журналы и т. д.);
• электронные представления бумажных изданий и информационных материалов;
• программно-информационные продукты (электронные словари, справочники, энциклопедии и т. д.).

Среди многих признаков, присущих высокоразвитым компьютерным средствам обучения, ключевыми являются два: мультимедийность и интерактивность. О мультимедийности уже было сказано выше. Интерактивность в обучении означает способность компьютерной программы взаимодействовать или находиться в режиме беседы, диалога с обучаемым.

Интерактивное обучение – это диалоговое обучение, в ходе которого осуществляется взаимодействие преподавателя и обучающегося. Цифровой ресурс, не обладающий этими свойствами, может быть очень полезен в учебном процессе (например, коллекция картин в процессе художественного образования), но он сам по себе средством обучения не является.

В связи с этим подробно остановимся на термине «электронный учебник», который все глубже входит в практику образования.

Федеральный институт развития образования в 2012 г. дал следующее определение: «Электронный учебник – учебное электронное издание, содержащее систематизированное описание предметной области, а также необходимую учебно-методическую и технологическую информацию, обеспечивающую достижение целей образовательных программ, и официально утвержденное в качестве электронного учебника для соответствующего уровня образования».

Под данное определение попадают и те учебные издания, пусть и представленные в «электронной» форме, которые не являются интерактивными и мультимедийными. В настоящее время термин «электронный учебник» применяют к трём принципиально разным по своим дидактическим возможностям средствам обучения:

1. Любое издание, содержащее учебный материал по всему предмету и читаемое с экрана компьютера или иного современного электронного устройства. Простейший вариант: pdf-файл, созданный путем оцифровки бумажного учебника без каких-либо дополнительных усилий.
2. «Электронная форма учебника» (ЭФУ) – издание, созданное путем оцифровки бумажного учебника с добавлением возможностей нелинейной навигации по тексту, справочных материалов, глоссария, иногда – ссылок на внешние информационные объекты. В настоящее время именно такие изделия чаще всего воспринимаются общественностью как электронные учебники.
3. Высокоразвитый мультимедийный гипертекстовый продукт, выполняющий все функции, присущие традиционному школьному учебнику, плюс к этому обеспечивающий непрерывность и полноту дидактического цикла процесса обучения при условии осуществления интерактивной обратной связи. Такой продукт не может быть редуцирован к бумажному варианту без потери дидактических свойств.

Учебное издание первой категории, на взгляд большинства участников образовательного сообщества, в настоящее время уже не имеет права называться «электронным учебником». Однако это не мешает издательствам формировать библиотеки таких изданий и предлагать их приобретать. Достоинством такого подхода, с точки зрения пользователей, является относительно низкая стоимость электронных изданий, порой в 10 раз ниже чем их печатные версии, и бо́льшая доступность.

Относительно категории «Электронная форма учебника» в 2014 г. Минобрнауки РФ сформулировало следующие требования: 

• информация в ЭФУ должна быть представлена в форматах, не имеющих лицензионных ограничений для участников образовательного процесса;
• информация может быть воспроизведена на трех и более операционных системах, включая не менее двух для мобильных устройств;
• информация должна воспроизводиться на нескольких видах устройств, включая ПК, планшеты и др.;
• ЭФУ может функционировать на устройствах пользователей без подключения к сети Интернет;
• должна быть реализована возможность создания пользователем заметок и закладок и перехода к ним;
• должна поддерживаться возможность постраничного соотнесения с печатной версией учебника.

Определяемая таким образом ЭФУ фактически является усовершенствованной в техническом отношении версией бумажного учебника. Для создания такого электронного учебника достаточно оцифровать традиционный (бумажный) учебник, соблюсти некоторые ограничения (форматы, лицензионные правила и т. п.) и снабдить его аппаратом гиперссылок.

В качестве примера реально существующих ЭФУ можно предложить электронную продукцию издательства Просвещение, крупнейшего в России издателя школьных учебников.

Электронные учебники категории ЭФУ (их много – практически каждый бумажный учебник имеет ЭФУ-аналог) представляют собой многослойные структуры. Каждый такой учебник включает: 

• основной материал с главной иллюстрацией;
• соответствующий материал печатного учебника;
• галерею изображений, представляющую собой набор иллюстраций, мультимедийных и интерактивных объектов, дополняющих материалы раздела;
• дополнительные материалы с объектами для проверки знаний, включающие тренажеры и средства контроля и самоконтроля.

Учебники содержат также средства для удобной навигации, инструменты изменения размера шрифта, создания заметок и закладок.

Дидактическая эффективность таких учебников достигается за счет новой функциональности, включая: 

• возможность ускоренного поиска информации за счет гипертекстовой навигации, наличия глоссария;
• большое число иллюстраций, в том числе цветных;
• возможность изменения размера шрифта, создания заметок и закладок;
• тестовые задания и контрольные вопросы к каждой теме или разделу учебника.

Опишем теперь, что должен представлять собой полнофункциональный электронный учебник (ПУЭ), к которому предъявляются следующие требования:

1. Выполнять все функции, присущие бумажному учебнику.
2. Содержать систематическое изложение учебного предмета или предметной области, представленное в гипертекстовой, мультимедийной и интерактивной форме.
3. Обладать способностью использоваться в различных операционных системах и аппаратных платформах.
4. Быть представлен в форматах, спецификации на которые открыты и широкодоступны.
5. Мультимедийный контент ПЭУ может быть представлен:  статическим визуальным рядом (фотографии, схемы, диаграммы, учебные рисунки и др.);  динамическим визуальным рядом (видео-опыты, видео-экскурсии и др.);  звуковым рядом (аудио-фрагменты);  элементами виртуальной реальности.
6. ПЭУ должен поддерживать классы учебно-познавательных и учебно-практических задач, которые осваивают учащиеся в ходе обучения, прежде всего те, которые предписаны ФГОС.
7. Реализуемый в ПЭУ аппарат организации усвоения учебного материала должен строиться с учетом специфики изучаемого предмета, включая интерактивные объекты, инструментальные программные средства (виртуальные лаборатории, конструктивные творческие среды и т. п.).
8. В ПЭУ можно предусмотреть небольшую детерминированную часть заданий и существенную недетерминированную их часть, в которой задания и варианты ответов (при их наличии) могут выдаваться обучающимся не в заранее заданной последовательности, а случайным образом.
9. Применение ПЭУ в образовательном процессе в сочетании с такими компонентами информационной образовательной среды, как система управления обучением и управления образовательным контентом, должно обеспечивать возможность:  управления учебным процессом;  организации индивидуальной поддержки учебной деятельности каждого учащегося преподавателем;  организации сетевого взаимодействия преподавателя и учащихся.
10. ПЭУ должен поддерживать технологию загрузки и оперативного обновления образовательного контента по современным каналам связи.

Издание, обладающее такими качествами и таким функционалом, имеет гораздо бо́льшие дидактические возможности, чем традиционный учебник и чем ЭФУ. Его можно рассматривать как развитие идеи автоматизированной обучающей системы на уровне современных технических возможностей и представлений об образовании. Создание таких электронных учебников – дело будущего.

Занятие 4. Определения и разновидности ЭОР

Информационные технологии в образовании могут быть успешными лишь при наличии электронных образовательных ресурсов (ЭОР) – учебных материалов, для воспроизведения которых используются электронные устройства.

В общем случае к ЭОР относят как цифровые, так и аналоговые ресурсы (например, учебные видеофильмы и звукозаписи, для воспроизведения которых достаточно магнитофона, CD-плеера и т. п.). Однако наиболее современные и эффективные для образования ЭОР существуют в цифровых форматах, непосредственно созданы с помощью компьютерных программ либо «оцифрованы» и воспроизводятся на компьютерах, планшетах, смартфонах, электронных книгах и иных гаджетах. Такого рода ресурсы принято называть цифровыми.

ГОСТ Р.0.83-2012 говорит об ЭОР следующее: «Электронный образовательный ресурс – образовательный ресурс, представленный в электронно-цифровой форме и включающий в себя структуру, предметное содержание и метаданные о них».

В примечании говорится, что ЭОР может включать в себя данные, информацию и программное обеспечение, необходимые для использования ЭОР в процессе обучения.

Существует несколько способов классифицировать ЭОР, отличающиеся друг от друга принципами, положенными в основу классификации.

При классификации ЭОР по типу доминирующей формы представления информации выделяют категории:

• текстовые,
• графические,
• звуковые,
• мультимедийные.

При классификации ЭОР по функциональному назначению выделяют категории: 

• программно-методические (учебные планы и учебные программы);
• учебно-методические (методические указания, руководства, содержащие материалы по методике преподавания учебной дисциплины, выполнению курсовых и дипломных работ и т. п.);
• обучающие (учебники, учебные пособия, тексты лекций, конспекты лекций);
• предназначенные для контроля результатов обучения;
• вспомогательные (компьютерные практикумы, сборники задач и упражнений, хрестоматии, книги для чтения).

При классификации ЭОР по технологии их распространения выделяют категории:

• локальный ЭОР – электронное издание, предназначенное для локального использования и выпускающееся в ограниченном количестве экземпляров на переносимых машиночитаемых носителях;
• сетевой ЭОР – электронное издание, доступное потенциально неограниченному кругу пользователей через Интернет или локальную сеть;
• ЭОР комбинированного распространения – электронное издание, которое может использоваться как в качестве локального, так и в качестве сетевого.

Отметим, что если на первом этапе использования ЭОР доминировали локальные ЭОР, то по мере расширения доступа к Интернету и увеличения скорости передачи данных главным стал сетевой способ доступа.

При классификации ЭОР по отношению к роли педагога в учебном процессе выделяют категории: 

• помогающие педагогу в разработке и проведении занятия;
• при использовании таких ЭОР ведущая роль на занятии принадлежит педагогу;
• претендующие на замену педагогом в подаче различного вида материала и контроле результатов обучения.

При этом следует отметить, что часто роль ЭОР на занятии определяется не столько самим ЭОР, сколько методикой обучения.

Модуль 3. Дистанционные образовательные технологии

Занятие 1. Формы дистанционного обучения

Существует несколько форм дистанционного обучения: 

• проведение занятий и воспроизведение лекций для внешних удаленных слушателей;
• электронный доступ к гипертекстовым книгам, материалам интерактивного чтения и учебным упражнениям, справочникам, программам перевода и др.;
• электронное дистанционное взаимодействие обучаемых с профессорско-преподавательским составом, собеседования и учебно-консультационные занятия (тьюториалы);
• деловые игры и конкретные ситуации, ориентированные на специфику профессиональной деятельности и потребности реальной практики;
• телевизионные и компьютерные конференции и др.

Роль дистанционных технологий в обучении зависит от способа взаимодействия вовлеченных в ДО сторон. Возможны варианты:

1. «Учебное заведение – Интернет – удаленные образовательные ресурсы», при котором студенты обучаются в традиционном очном режиме под руководством преподавателя, а ДОТ обеспечивают доступ к удаленным образовательным ресурсам.
2. «Несколько учебных заведений – Интернет» – то же, что в п.1, но нескольких учебных заведений с помощью ДОТ реализуют общеобразовательные программы.
3. «Ученик – Интернет – Учитель» – в этом режиме ДОТ частично заменяют очное обучение.
4. «Ученик – Интернет – Платформа ДО», когда ученик изучает отдельные курсы самостоятельно, а педагог, работающий в учебном заведении, в процессе непосредственно не участвует.

По режиму контакта во времени между участниками дистанционного обучения выделяют синхронное (онлайн) и асинхронное (офлайн) обучение.

Синхронное обучение проходит для всех его участников в одно и то же время (т.н. «режим реального времени»). Преподаватель имеет возможность оценивать реакцию обучаемых, понимать их потребности и реагировать на них: отвечать на вопросы, подбирать темп, удобный для группы, следить за вовлеченностью учащихся в процесс. При таком режиме возможен и непосредственный обмен информацией между обучаемыми. Наиболее распространенные формы синхронного обучения: 

• видеоконференции, позволяющие транслировать через Интернет видеоизображения и звук на любые расстояния;
• занятия, проводимые через виртуальный класс – преподаватель дает учащимся информацию, упражнения, отвечает на вопросы аудитории, оценивает усвоение знаний и т. д. через виртуальное общение.

При асинхронном обучении обмен сообщениями происходит в произвольное время (электронная почта, форумы, доски объявлений). В этом случае преподаватель, создавший учебный курс, остается за кадром, и учащийся может проходить курс в удобное для него время. Это не исключает наличия контрольных сроков, в течение которых учащийся должен пройти контрольные точки, установленные организатором курса.

Доминирующей формой учебных материалов при асинхронном обучении являются электронные учебные курсы. Реже используются подкасты, которые можно слушать в свободное время, по дороге на работу и т. п. В учебном процессе вузов и в самообразовании асинхронное обучение доминирует над синхронным.

При систематической многоразовой реализации асинхронное обучение экономически выгоднее, поскольку единожды созданный электронный курс можно использовать неограниченное количество раз. Асинхронное обучение создает и бо́льшую свободу для обучаемых, чем синхронное. Его главный недостаток – отсутствие прямого контакта сторон, возможности задать вопрос непосредственно в ходе обучения.

Занятие 2. Системы поддержки дистанционного обучения

На рисунке представлена обобщенная схема системы дистанционного обучения. 

Основными действующими лицами (акторами) в ней являются учащиеся, преподаватели и разработчики учебных курсов. Кроме них, система нуждается в поддержке менеджеров, которые управляют процессом обучения и контролируют его, а также системных администраторов, обеспечивающих техническое функционирование системы. Для каждой из этих категорий необходимо свое программное обеспечение и программный интерфейс.

Системы со структурой, изображенной на рисунке, сочетающей многие функции, часто называют «Системы управления обучением и учебным контентом (в англоязычном варианте “Learning Content Management System”, LCMS)». Кроме того, существуют такие разновидности систем дистанционного обучения, как:

• «Средства разработки учебного контента» (Authoring Tools),
• «Система управления обучением» (Learning Management System, LMS),
• «Система управления контентом» (Content Management System, CMS).

Коротко опишем функции подсистем системы ДО.

Разработка учебных курсов: ввод и редактирование учебных материалов, создание и редактирование тестов, создание заданий для самостоятельной работы, глоссариев, заметок и закладок, гиперссылок и иных способов поиска в учебных материалах, создание дополнительных элементов курса.

Поддержка общения: поддержка совместной работы над учебными материалами в режиме виртуального учебного класса и групповыми заданиями, поддержка электронных форумов, досок объявлений и новостных групп, чатов, локальных конференций, обмена информацией в группе, дистанционного общения преподавателей со студентами, обмена информацией и т. д.

Управление обучением: актуализация и реструктуризация контента, выставление оценок, поддержка возможности для самооценки, подготовка отчетов и генерация аналитики процесса обучения, построение индивидуальных программ обучения, запись на обучение, учет оплаты за обучение, разграничение прав доступа, обучение навыкам пользования системой и т. д.

Администрирование. Система администрирования обеспечивает поддержку работоспособности системы и ее восстановление при сбоях, обновление программного обеспечения, добавление в систему новых модулей, расширяющих ее функциональность, хранение, актуализацию и защиту информации о студентах, преподавателях, разработчиках и учебных курсах, доступ к доске объявлений администрации, интерактивным анкетами др. Существует несколько систем классов LCMS и LMS производства российских компаний, например, «Прометей», iSpringLearn и другие, используемые, в основном, для корпоративного обучения.

В образовательных учреждениях России (и многих других стран) очень популярна система дистанционного обучения Moodle (Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment – модульная объектно-ориентированная динамическая обучающая среда). Moodle – свободно распространяемое приложение с открытым программным кодом, пользователи которого имеют права на установку, запуск, свободное использование и изменение, а также распространение результатов изменения. Владельцы Moodle могут увеличивать функциональность программы, дополняя её готовыми или самостоятельно разработанными модулями. Система чаще используется для асинхронного обучения, но при необходимости позволяет поддерживать обучение в режиме реального времени, организовывать онлайн-лекции и семинары.

Представление учебных материалов. На первом этапе развития систем дистанционного обучения разработчики учебного контента не придерживались каких-либо согласованных правил его представления. Очень скоро стало ясно, что это создает большие препятствия для того, чтобы учебные материалы, созданные для одной системы, можно было переносить в другую, и это привело к разработке согласованного ключевыми участниками рынка программ учебного назначения единого стандарта представления учебных материалов. Этот стандарт называется SCORM (Shareable Content Objec tReference Model, «эталонная модель объекта общего доступа»).

До появления единого стандарта обучающие модули в системе дистанционного обучения создавали под конкретную LMS. Если пользователь переходил с одной платформы на другую, ему приходилось разрабатывать все курсы заново. Кроме того, было невозможно приобрести готовые учебные материалы или обменяться ими с партнёрами. После появления SCORM разработчики курсов для ДО стремятся следовать стандарту для того, чтобы курсы подходили и к другим системам дистанционного обучения.

SCORM представляет собой набор спецификаций и стандартов, разработанный для систем дистанционного обучения. Он содержит требования к организации учебного материала и всей системе дистанционного обучения. Согласно SCORM, учебный материал должен быть представлен отдельными небольшими блоками, которые могут включаться в разные учебные курсы и использоваться системой дистанционного обучения независимо от того, кем, где и с помощью каких средств они были созданы.

SCORM регламентирует: 

• Структуру учебных блоков и пакетов учебного материала. Пакет может содержать курс, урок, тест, модуль и т. п. В пакет входят файл, в котором описана структура пакета, и файлы, составляющие учебный блок.
• Взаимодействие объектов содержимого и системы LMS через программный интерфейс приложения. Требования SCORM позволяют обеспечить совместимость объектов и интерфейса, чтобы каждая система дистанционного обучения могла взаимодействовать с объектами таким же образом, как и любая другая, соответствующая стандарту SCORM.
• Упорядочение и навигацию. Эта часть стандарта описывает, как должна быть организована навигация и предоставление компонентов учебного материала в зависимости от действий учащегося.

Следует отметить, что если разработчик учебного курса ведет разработку средствами системы, соответствующей стандарту SCORM (а ему соответствуют практически все современные системы разработки курсов для ДО), то ему не надо специально заботиться о выполнении указанных выше правил – сама система разработки не даст выйти за их пределы.

В системах ДО используются разнообразные форматы представления учебных материалов: 

• оцифрованные традиционные учебные материалы (тексты лекций и др.); примером могут служить текстовые лекции;
• видео-лекции (доминирующий формат MOOК-курсов на многих платформах дистанционного образования);
• компьютерные фильмы, записи видеоконференций, вебинаров, обильно представленные на YouTube;
• подкасты – аудиопрограммы, которые можно скачивать или слушать онлайн;
• записи занятий в чатах.

Занятие 3. Преимущества и проблемы дистанционных образовательных технологий

Несмотря на массовое использование ДОТ в современном мире, они, решая многие проблемы, породили новые.

Среди преимуществ ДОТ можно назвать следующие:

1. Возможность проведения обучения в особых обстоятельствах, приведших к временному отказу от очного обучения. Пандемия продемонстрировала, что ДОТ в этой ситуации фактически спасли образование.
2. Организация дополнительной подготовки учащихся, по каким-либо причинам (например, по болезни) не посещающих учебное заведение. Речь идет не о пропусках одной-двух недель, а о болезни, лишающей возможности нормально учиться длительное время.
3. Создание условий для получения достойного образования детьми сельских или других удаленных школ (в военных городках, в местах заключения, в учреждениях социальной защиты и т. п.)
4. Организация системы информационно-методической поддержки образовательного процесса.
5. Развитие коллективной творческой деятельности учащихся, совместное выполнение учебных и учебно-исследовательских проектов.
6. Повышение квалификации педагогических кадров.
7. Получение дополнительного образования.

Тем не менее, есть большая разница в обучении очно и дистанционно. Существуют проблемы, которые преодолеть сравнительно легко – это недостаточная цифровая (компьютерная) грамотность части учащихся (и даже части педагогов), недостаточное количество или вообще отсутствие в школах и в семьях персональных компьютеров, ограниченные возможности доступа в Интернет и тому подобные проблемы, которые можно решить материальными вложениями.

Еще одна проблема, органически связанная с дистанционным обучением – как контролировать его результаты в ситуации, когда контроль, также, как и обучение, осуществляется дистанционно.

Система, позволяющая следить за тестированием или экзаменом в онлайн-режиме, называется прокторинг. Прокторинг дает возможность подтвердить личность тестируемого, а также наблюдать за его поведением и происходящим на экране его компьютера, чтобы убедиться, что он не списывает, не прибегает к помощи других людей, не ищет ответы в Интернете.

Существует несколько вариантов прокторинга:

1. Проктор – сотрудник специализированной организации, которая по договору с учебным заведением осуществляет контрольные мероприятия по материалам этого учебного заведения. За тестируемым наблюдает человек через монитор: всё контролирует и принимает решение об оценке результатов обучения. Выполненные задания проверяют отдельно.
2. Проктор – компьютер, на котором установлена специальная программа, распознающая запрещенные действия тестируемых и присутствие на контрольном мероприятии посторонних и т. д. Такие системы могут использовать методы искусственного интеллекта.

Указанные выше проблемы являются сложными, но вполне решаемыми. Опыт последних лет показал, однако, что существуют и более глубинные факторы, создающие неравные возможности для обучения в присутствии человека – педагога и при отсутствии прямого общения ученика с педагогом. Главный фактор, который, по мнению большинства педагогов и психологов, определяет ограничения в получении качественного образования дистанционно – это отсутствие сильной мотивации обучения.

Исследователи указывают также на такой значимый фактор, как развитие коммуникативных навыков, – одного из ключевых качеств современного человека, чему дистанционное обучение не способствует.

Еще одна, скорее всего, неразрешимая, проблема дистанционного обучения – невозможность выработки практических навыков и профессиональных компетенций в профессиях, в которых такие навыки вырабатываются в реальных лабораториях. В таких случаях опора только на ДОТ невозможна, и в российском образовании существует официально утвержденный перечень направлений и специальностей, при реализации которых применение ДОТ существенно ограничено.