КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОБУЧЕНИИ
Электронные средства внутришкольного контроля
А. В. Лаас
А. В. Лаас
Компьютеризация образования является велением времени, и вопрос: "Внедрять ли компьютер в образовательные учреждения?" - давно решен положительно. Появились такие понятия как компьютерная грамотность, информационная культура, которые предполагают, что компьютер станет повседневным техническим средством на работе, дома, в процессе обучения.
Под компьютерной грамотностью понимается умение находить и воспринимать информацию, применяя компьютерные технологии, создавать объекты и устанавливать связи в гиперсреде, включающей в себя все типы и носители информации; конструировать объекты и действия в реальном мире и его моделях с помощью компьютера. Она является элементом информационной культуры личности, предполагающей способность человека осознать и освоить информационную картину мира как систему символов и знаков, прямых и обратных информационных связей и свободно ориентироваться в информационном обществе, адаптироваться к нему. Для этого ему необходимо овладеть сводом правил поведения в таком обществе, способами общения с системами телекоммуникаций, локальными и глобальными информационно-вычислительными сетями. Умея работать с необходимыми в повседневной жизни вычислительными и информационными системами, базами данных и электронными таблицами, персональными компьютерами и информационными сетями, человек информационного общества приобретает не только инструменты деятельности, но и новое видение мира.
Компьютеризация обучения позволит уменьшить разрыв между тем, что дает своим выпускникам школа, и требованиями, которые к ним предъявляются современным обществом. Тем более уже сейчас показателем высокого профессионализма современного учителя считается компьютерная компетентность, а не просто компьютерная грамотность.
Компьютер в сфере образования выступает в разных функциях:
а) как предмет изучения;
б) как средство в учебно-воспитательном процессе;
в) как компонент системы педагогического управления;
г) как компонент управления образовательными учреждениями;
д) как средство научно-педагогической деятельности.
В связи со столь разнообразными функциями компьютера и информационных технологий в образовательной сфере академик А. П. Ершов предложил следующую классификацию видов их применения.
1. Учебное - использование компьютера как средства обучения на материале конкретного учебного предмета с применением педагогических программных средств специального назначения. Есть программы типа "тренажер", "опросник", программы, позволяющие обучать новому и одновременно контролировать его усвоение.
2. Орудийное - компьютерная поддержка универсальных видов деятельности: письма, рисования, вычислений, поиска информации, коммуникации и др. Для компьютерной поддержки этих видов деятельности разработаны специальные программные средства: текстовые, графические и музыкальные редакторы, электронные таблицы, базы данных и др. Благодаря своей универсальности они могут быть использованы в учебном процессе по любому учебному предмету.
3. Профессиональное и профориентационное - применение компьютеров для углубленного изучения информатики и профессиональной ориентации в разного рода профессиях. Профориентационное применение компьютеров в учебном процессе предполагает использование программных средств для решения прикладных задач из соответствующей предметной области.
4. Дефектологическое - компьютерная поддержка обучения детей с дефектами и недостатками развития. Для эффективного дефектологического использования компьютера необходима разработка целого ряда специальных аппаратных и программных средств (например, специальных клавиатур, анализаторов и синтезаторов речи, устройств печати шрифта Брайля и т. п.), а также соответствующего программного обеспечения.
5. Досуговое - все виды использования компьютера, связанные с личными интересами (увлечения и развлечения, ведение личного архива и т. п.). Досуговое использование компьютеров охватывает разнообразные виды внеклассной и внешкольной работы учащихся: проведение самостоятельной исследовательской работы, ведение личного архива, компьютерные игры и т. п. Следует отметить, что большинство компьютерных игр развивает лишь механические навыки работы с компьютером и почти не оказывает воздействия на развитие умственных способностей учащихся или познавательного интереса к определенному учебному предмету. Существует и класс развивающих компьютерных игр, применение которых значительно повышает мотивацию и познавательную активность учащихся. В таких играх доминирующим является познавательный мотив, а не демонстративность и зрелищность, характерные для развлекательных игр.
6. Учительское - применение компьютера в деятельности учителя, включая организацию, поддержку и контроль учебного процесса, а также различные виды учебно-методической и организационно-методической деятельности, т. е. использование компьютера для подготовки необходимых учебных материалов (поурочное планирование, методические разработки, индивидуальные задания, контрольные работы и т. д.), для ведения личного архива учителя и т. д.
7. Организационное - использование компьютера для управления школой и другими учебными заведениями, для обеспечения работы учреждений управления народным образованием разного уровня.
8. Педвузовское - все виды применения информационных технологий в педагогических институтах, ориентированные на подготовку учителя, способного работать с ними в образовательных учреждениях.
К перечисленным видам применения информационных технологий можно добавить и использование компьютера для проведения психолого-педагогических исследований, разного рода тестирований и обработки их результатов, практическое использование компьютерных методик профотбора, выявление аномалий развития и т. д.
В процессе внедрения современных информационных технологий в учебно-воспитательный процесс информация, прежде всего учебная, становится объектом технологической обработки с использованием компьютера и передачи с помощью средств коммуникации.
Внедрение информационных технологий предполагает наличие в образовательных учреждениях:
- современных компьютеров и средств коммуникации как технических средств обучения;
- системного и прикладного программного обеспечения;
- методических разработок по применению новых информационных технологий в учебно-воспитательном процессе.
При компьютеризации образования возникает ряд сложных проблем, требующих своего изучения и решения.
1. Учет мотивационного фактора. Одним учащимся интереснее сам компьютер и области его применения, другие стремятся использовать его в творческой деятельности - рисовать, сочинять музыку, писать сочинения, эссе, статьи. Третьих, имеющих прагматическую направленность, увлекает работа с издательскими системами, средствами анимации и видеомонтажа, электронной почтой и т. д.
2. Учет индивидуального фактора. Разработка программ с учетом не только степени обученности и обучаемости школьника, но и лево- правополушарного доминирования.
3. Учет этнического фактора. Разработка компьютерных курсов на родных языках, культурологических курсов по национальной культуре, игр на основе национальных мотивов.
4. Создание компьютерных баз данных по направлениям: "Ученик", "Успеваемость", "Здоровье", "Семья", "Трудные подростки" и пр. для организации педагогического менеджмента (управления) и другие аспекты.
Компьютеризация обучения дает возможность создавать методические основы альтернативных форм учебного процесса, реализовывать дифференциацию обучения. Компьютерная техника уже сейчас начинает активно влиять на процесс соединения образования с самообразованием.
Любая обучающая система на базе ЭВМ и программное обеспечение к ней должны базироваться на основополагающих принципах, именуемых в специальной литературе "три "и"":
- инициатива,
- индивидуализация,
- интерактивность.
Под инициативой предполагается предоставление обучаемому возможности прерывать и возобновлять курс в любом месте, задавать вопросы, просить о помощи, возвращаться назад для повторения, не ограничивать инициативу при составлении ответов и т.д.
Индивидуализация означает создание учебно-программного обеспечения, ориентированного на индивидуальные особенности и стиль учебной деятельности конкретного обучаемого (или категорию обучаемых).
Интерактивность подразумевает взаимный обмен информацией в режиме диалога как между обучаемым и системой в целом, так и между отдельными частями системы.
Информационные технологии (информационно-коммуникативные технологии) в системе образования позволяют:
- сделать обучение более эффективным, вовлекая все виды чувственного восприятия ученика с помощью мультимедийных функций компьютерных устройств;
- обучать детей всех категорий: от одаренных до детей с проблемами в умственном и физическом развитии и детей-инвалидов с заболеваниями различной степени тяжести;
- обучать всех равноценно, независимо от места проживания.
Вопрос об оценивании одного человека другим - субъективный, зависящий во многом от того, кто оценивает. Восприятие окружения как неживого, так и живого у человека в конечном итоге основано на принципе бинаризации, отнесение воспринимаемого либо к одной категории, либо к другой (либо хорошо, либо плохо). Отметим, что оба состояния и "хорошо", и "плохо" вырабатываются в ответ на восприятие очень больших количеств состояний окружения. Таким образом, в процессе оценивания осуществляется колоссальное сжатие информации, сжатие ее всего до двух состояний. Именно сжатие информации гарантирует постоянство характера отклика. Человек, подразделяющий все воспринимаемое на черное или белое, не способен познать сложность ситуации. А необходимость это делать заставляет, во-первых, вводить дополнительные градации "серости" - более удлиненные шкалы (от одного до пяти) и на эти шкалы проектировать состояния окружающих, и, во-вторых, проводить дополнительное разбиение на составные части состояний оцениваемых.
Поэтому можно увидеть две проблемы, когда речь идет о выставлении оценок в школе. Первая проблема, когда учитель должен очень хорошо представлять, за что выносится оценка, свободно ориентироваться в материале и хорошо понимать знание (или незнание) конкретно какого материала должно быть оценено. Человек, не владеющий конкретным фактическим материалом, не в состоянии оценить знания другого, в том числе и по физике. Вторая проблема состоит в умении спроектировать на заданную шкалу (от одного до пяти) учебную деятельность и результаты этой деятельности. Владение и тем, и другим в совершенстве уменьшит элемент субъективности в оценивании, но не ликвидирует ее полностью.
Отметим, что в процессе проверки знаний главным действующим лицом выступает ученик. Именно он должен мысленно спланировать изложение своего ответа, сообразить или вспомнить последовательность изложения, формулировать ответы правильным языком, продемонстрировать культуру мышления, речи. Если при объяснении нового материала учитель ориентируется на некоторого среднего ученика, то при проверке знаний он оценивает не усредненного ученика, а совершенно конкретного.
Пятибалльная система оценивания была введена в целях более четкой и краткой оценки успеваемости и поведения учащихся, повышения требовательности к качеству знаний 14 февраля 1944 г. Народный комиссариат просвещения РСФСР утвердил "Инструкцию о применении цифровой пятибалльной системы оценки успеваемости и поведения учащихся начальной, семилетней и средней школы". В этой инструкции и были рекомендованы показатели, которыми до сих пор руководствуются при выставлении оценок. Эти указания носят столь неконкретный и практически непонятный характер, что остается лишь удивляться, что до сих пор учителям удается все-таки оценивать знания, умения и навыки ребят. Чтобы не быть голословными, процитируем инструкцию. (Цитируется по: Симонов В.П. На что опереться образовательному стандарту?//Народное образование. 1997. №6. С. 56.) В ней говорится: ""Балл "5" ставится в том случае, если учащийся исчерпывающе знает весь программный материал, отлично понимает и прочно усвоил его. Балл "4" ставится в том случае, когда учащийся знает весь требуемый материал, хорошо понимает и прочно усвоил его. Балл "3" ставится в том случае, когда учащийся обнаруживает знание основного программного учебного материала. В устных ответах допускает ошибки. Балл "2" ставится в том случае, когда ученик обнаруживает незнание большей части программного материала".
Если внимательно вчитаться в формулировки, то можно обнаружить нечеткость и расплывчатость всех приведенных показателей. Это факт был отмечен давно и поэтому педагогами и психологами (В.П. Беспалько, В.П. Симонов и др.) разработаны более четкие показатели обученности человека. Эти критерии будут взяты за основу и конкретизированы и прокомментированы применительно к физике. В связи с обсуждением проблемы оценивания следует заметить, что введение в настоящее время образовательных стандартов по школьным предметам, в том числе и по физике, потребует значительных изменений системы контроля, учета и оценки школьников. Деятельность учителя по организации различных форм контрольной работы учащихся чрезвычайно важна. Необходимо еще в институте отрабатывать ее отдельные компоненты: уметь комментировать ответ товарищей у доски, правильно ставить вопросы, рецензировать работы коллег, учиться адекватной самооценке и др. Освоение различных форм контроля - часть учебного процесса.
Проверка и оценка знаний - важная составная часть процесса обучения. В задачу проверки входит обеспечение обратной связи процесса обучения. Проверка и оценка знаний - сложный и тонкий процесс, требующий учета многих психологических факторов. Перечислим функции проверки знаний:
- контролирующая (выявление глубины и объема знаний и умений учащихся);
- обучающая (совершенствование знаний и умений и их систематизация);
- диагностическая (получение информации о недочетах, ошибках, пробелах и выяснение причин этого, а также позволяющая учителю судить о том, имеется ли возможность продвигаться вперед в изучении материала);
- прогностическая (получение опережающей информации о ходе учебного процесса, полезной для планирования);
- стимулирующая (познавательную деятельность учащихся);
- ориентирующая (и учителя, и учеников, способствующая адекватной самооценке);
- воспитательная;
- мотивирующая.
Многие педагоги считают обучающую функцию проверки знаний основной. Проверка и оценка знаний должна носить целенаправленный характер, быть объективной, регулярной и систематической, всесторонней или выборочной (по отношению к материалу), индивидуальной или фронтальной (по отношению к проверяемым).
Важным является вопрос о том, какие знания должны оцениваться. Один материал дается в ознакомительном порядке, другой выступает в качестве опорных (базовых) знаний. Опорные знания необходимо сохранить в памяти надолго и овладевать ими ученики должны активно. Ознакомительный материал дается для пассивного усвоения. Опорные же знания должны быть особо прочно закреплены, хорошо поняты. Хороший учитель не допускает утраты учащимися опорных знаний. На занятиях важен итоговый контроль, осуществляемый в конце изучения соответствующих тем. Роль текущего контроля менее значима. Поэтому "вес" оценок, выставленных в журнале в начале и в конце изучения крупных тем, различен. В зависимости от того, кто выполняет контроль знаний, различают три типа контроля:
1. внешний (осуществляется учителем или компьютерной программой; инициатива в проведении контроля исходит от учителя);
2. взаимный (ученик контролирует ученика);
3. самоконтроль (ученик контролирует собственную деятельность, в том числе и посредством компьютера; инициатива в проведении контроля исходит от ученика).
Процесс контроля знаний и умений учащихся состоит из этапов, среди которых можно назвать такие:
1. уточнение целей изучения учебного материала;
2. установление конкретного содержания контроля;
3. выбор видов, форм, способов, средств контроля, поставленной цели;
4. осуществление контроля;
5. выражение результатов контроля.
По содержанию выделяют такие виды контроля: проверки текущие, тематические, итоговые (экзамены, годовые контрольные работы). По форме проведения выделяют массовую (фронтальный опрос, зачет, экзамен, контрольная работа) и индивидуальную проверки. По способам контроля выделяют устную и письменную проверки. При устной проверке можно следить за уровнем развития устной речи владением терминами, умением выразить мысль. По средствам контроля выделяют тесты, вопросы, задачи и т.п. Процесс контроля связан с оценкой и отметкой. Оценка - это процесс оценивания, который осуществляется человеком. Отметка - это результат этого процесса. Способов оценивания (сравнивания) может быть много, но выделим несколько:
- личностный способ оценивания - сравнение действий ученика в настоящем с его же действиями в прошлом;
- нормативный способ - сравнение происходит с нормой, образцом;
- сопоставительный способ - сравнение учеников между собой и ранжирование.
Педагоги выделяют пять показателей, пять уровней обученности (Симонов В.П. На что опереться образовательному стандарту?//Народное образование. 1197. №6. С.56-57; Симонов В.П. Директору школ об управлении учебно-воспитательным процессом. М., 1987.):
1. различение;
2. запоминание;
3. понимание;
4. умение;
5. перенос.
Под обученностью понимают совокупность действенных знаний, умений и навыков, усвоенных учащимися. Первый показатель - различение (распознавание) или уровень знакомства. Это самая низшая степень обученности. Ученики, обученные до этого уровня, могут отличить данный объект, процесс, явление, действие от их аналогов только тогда, когда им предъявляют их в готовом виде. Низшая степень обученности отвечает формальному знакомству с данным объектом, процессом или явлением, с их внешними, поверхностными характеристиками. Возьмем пример из физики: предъявляются формулы, выражающие собой второй закон Ньютона и закон всемирного тяготения. Учащийся лишь отличает формулы друг от друга. Вывести же или дать пояснения к ним он не может, а тем более, не может решить задачу с применением соответствующих законов. Такой ученик находится на первой ступени обученности по соответствующим разделам курсов информатики и физики. На вопросы учителя он дает только односложные ответы, в которых порой заметна попытка "угадать" правильный ответ. На первой ступени обученности ученики могут из предложенной информации выделить необходимую. Но что-то сказать относительно выбранной информации они не могут. Типичными ошибками при этом являются следующие: после выбора правильной формулы при попытке выяснить смысл, входящих в нее переменных, обязательно приводит к путанице, подмене понятий из других разделов изучаемой дисциплины. Например, вместо переменной, описывающей время, упоминают о температуре; вместо постоянной Планка говорят о высоте и т.п.
Следующий показатель обученности - запоминание. При этой степени обученности ученик может пересказать содержание определенного текста, правила, может воспроизвести формулировку того или иного закона, но, объяснить произнесенное ученик не может. Как справедливо отмечают дидакты, "...сплошное воспроизведение текста не может служить доказательством его понимания" (М.Н. Скаткин и В.В. Краевский). Запоминание - это скорее количественный показатель, чем качественный, он в основном характеризуется объемом усвоенной информации. Информацию учащийся может оценить только с позиций объемного способа ее измерения. Семантические ее характеристики остаются недоступны ученику. Материал запоминается без уяснения его сущности на уровне "зазубривания". Очень важно здесь учесть, что "опора по преимуществу на механическое запоминание, без глубокого осознания внутренних закономерностей и логической последовательности с системе усваиваемых знаний - одна из причин формализма в обучении". На это указывается в педагогической энциклопедии (Том 3. С. 564-565). Обнаруживая данную степень обученности, школьник отвечает на вопросы только репродуктивные и часто при определенной последовательности, отражающей логику построения текста учебника, пособия, рассказа учителя. Если логика вопросов соответствует логике материала, то проявляется путаница в ответах.
Более важным и существенным является третий показатель степени обученности - понимание. По определению Н.И. Кондакова, это процесс, при котором ученик находит существенные признаки связи исследуемых предметов и явлений, выявляет несущественное, случайное на основе анализа и синтеза, применяет правила логического умозаключения, устанавливает сходство и различие причин, появление объектов и их развития, сопоставляет полученную информацию с имеющимися знаниями. При этой степени обученности школьник может не только воспроизвести формулировку, например, второго закона Ньютона, написать его математическое выражение, но и объяснить его, привести примеры не только из учебника, но и свои. Сущность процесса (явления) им понята, а не формально закреплена в сознании как будто какое-то определенное количество информации записано на дискете. Правильно объясняя законы, правила или другие сведения, ученик не в состоянии практически их применять.
Четвертый показатель степени обученности - простейшие умения и навыки (репродуктивный уровень). Психологи определяют умение как закрепленные способы применять знания в практической деятельности. При этой степени обученности школьник может на практике применить теоретические знания в простейших (алгоритмизированных) заданиях: решить типовые задачи с использованием усвоенных законов и правил, обнаружить причинно-следственные связи при анализе теоретического материала, несложные теоретические положения связать с практикой. Алгоритмизированные (элементарные) умения и навыки - один из важнейших показателей довольно высокой степени обученности, он может служить основной целью деятельности преподавателя на уроке: школьник способен реализовать свой багаж знаний.
Однако цель обучения не просто помочь ребятам освоить элементарные умения и навыки, а научить переносить усвоенные теоретические знания и практические действия в новые условия (иные, чем были, например, в определенной учебной ситуации).
Таким образом, приходим к необходимости иметь следующий пятый показатель степени обученности - перенос, который понимается как положительное влияние ранее усвоенного навыка на овладение новыми. Школьник с этой степенью обученности умеет творчески применять теоретические знания на практике в новой, нестандартной ситуации, переносить в нее изученные и усвоенные ранее понятия, законы и закономерности, отвечать на любой вопрос, решать любую задачу или пример, конструировать новые способы деятельности и находить новые, оригинальные подходы к решению поставленных перед ним задач.
Приведенные признаки показателей степени обученности тоже не являются исчерпывающими, но, как убеждают многие методисты, и проведенные ими результаты исследования, они в основном удовлетворяют условию необходимости и достаточности.
Приведенная выше шкала показателей степени обученности заимствована из работы В.П. Симонова. Она очень близка к шкале В.П. Беспалько. Отличие состоит в том, что у В.П. Беспалько объединены запоминание и понимание. Приведенная шкала применительно к физике должна найти свою дальнейшую конкретизацию и развитие, хотя вопрос о методике проверки и оценке знаний учащихся обсуждается давно и на эту тему опубликованы сотни работ. Многие из работ посвящены обсуждению критериев оценки. Вопрос об оценке стал особенно актуальным в период становления программированного обучения, когда нужно было посреднику или машине доверить принятие решения относительно уровня усвоения учебного материала. Ясно, что для решения данной проблемы нужно иметь жесткие критерии, развитые модели, соответствующие математические структуры, которые были бы в состоянии правильно описать степень обученности. К сожалению, всего этого в настоящее время нет.
При оценивании учащихся с помощью компьютера программа индицирует успешность решения той или иной задачи и в зависимости от процентного соотношения правильно и неправильно сданных задач выставляется соответствующая оценка. ЭВМ бинаризирует отношение к результату решения задачи: либо правильно, либо нет. При этом градаций может быть несколько, но все они в рамках заложенного в ЭВМ критерия, предусмотреть же все критерии оценивания невозможно. Учитель эту же задачу может оценить более дифференцированно. Например, машина не может никак оценить оригинальность получения результата. Большая объективность в процессе оценивания с использованием машины получается при увеличении количества задач. При ограниченном времени контроля это вынуждает подбирать для контроля менее сложные задачи. На сложных же задачах - контроль, в основном, должен вести учитель. Некоторые программы не выставляют явно оценки, а только указывают процент правильно сделанных задач. Окончательное оценивание при этом дает учитель.
Компьютер в управлении, как и в учебно-воспитательном процессе, не заменяет человека: это средство, которое освобождает от значительной трудоемкой и времяемкой работы, делает процесс руководства более оперативным и эффективным.
Информация в управлении играет определяющую роль. Есть специалисты в области управления, которые вообще считают управление процессом, состоящим из сбора оперативной, своевременной и всесторонней информации об управляемой системе, ее обработки и принятия на этой основе управленческого решения. Передаваемая информация должна быть надежной, т. е. поступать к пользователю с минимальными потерями и искажениями; эффективной, т. е. за единицу времени должно быть доставлено оптимальное для него количество сообщений.
Управленческое решение, таким образом, включает в себя постановку задачи, обусловленной какими-либо факторами, сбор информации, переработку полученной информации, принятие решения и разработку плана, его реализацию, анализ полученных результатов и постановку новых задач. Иными словами, идет постоянный процесс работы с информацией. Тем более что в последние годы в управление все активнее входит такое понятие, как образовательный мониторинг, под которым подразумевается система организации сбора, хранения, обработки и распространения информации о деятельности педагогической системы, обеспечивающая непрерывное слежение за ее состоянием и прогнозирование ее развития.
На всех этих этапах могут и должны применяться новые информационные технологии, резко повышающие коэффициент быстродействия, качества, удобства, логичности, гибкости и т. д. в процессе управленческого труда. Расширяется круг планирования задач, так как компьютер позволяет оценить оптимальность любого решения, даже неожиданного и нестандартного, эффективность выбранной стратегии и может осуществлять постоянный контроль за правильностью решения.
Рассмотрим более подробно, как на разных уровнях управления происходит использование существующих для этих целей информационных технологий. Построение системы информационных технологий в управлении образовательным процессом начинается с создания локальной сети между компьютерами администрации и ведения документооборота в единой электронной системе. Такая система позволяет, во-первых, сделать все документы как внутреннего, так и внешнего пользования доступными для работы любому администратору. Во-вторых, ведение общей базы данных по учащимся, кадрам, приказам, расписанию, дублированию журналов и другой информации позволяет своевременно выявлять возникающие проблемы и решать их. Кроме этого, можно легко трансформировать документацию в любой отчет, справку, статистическую сводку. В-третьих, система используется и для внутренней оперативной связи, и для общения с внешним миром (при наличии выхода в Интернет и подключенного факса к компьютеру).
В управлении могут быть широко использованы: эпископы, кодоскопы, мультимедийные проекторы и их разновидности, ксероксы, ризографы, факсы, цифровые АТС и многое другое, что часто называют еще и офисной техникой. Администратор теперь имеет возможность размножить свой материал на ксероксе, отпечатать, скажем, 100 анкет для учащихся на ризографе. Еще 7-8 лет назад многие не могли думать об этом и работали лишь с печатающей машинкой.
В работе руководства школой применение информационных технологий может выглядеть следующим образом. Директором была поставлена задача проанализировать личный состав учителей по различным критериям: дате рождения, семейному положению, социальным условиям проживания, наличию детей, году и месту окончания вуза, времени прохождения переподготовки и повышения квалификации и т.д. Для того чтобы выполнить такую задачу, заместителю директора по учебно-воспитательной работе необходимо собрать данные из личных дел учителей, проанализировать их, провести статистический обсчет полученных материалов и оформить окончательный результат. При ручной обработке материалов на это ушло бы около недели напряженного труда для руководителя не самой большой школы. При наличии соответствующих информационных технологий и компьютера на это уйдет от получаса до часа работы с получением максимально качественного результата, который тут же в напечатанном виде можно вывести на бумажные носители и сделать необходимое количество распечаток.
Автоматизированная информационная система школы позволяет вести работу с кадрами (заполнение методических карточек, аттестация и т. п.) и всю документацию по составу учащихся, качеству обученности и др.
Еще пример. Готовится педсовет, заместителю директора по воспитательной работе необходимо проанализировать состав учащихся, не успевающих по ряду предметов. При наличии системы ввода и дублирования информации, вносимой в классные журналы (т. е. электронных классных журналов, которые, скажем, раз в неделю обновляются), эта работа займет 20 мин, при ручной обработке это действие заняло бы несколько дней. Обработав данные и построив электронные графики, руководитель представил информацию через мультимедийный проектор на педсовете. Информационная система поможет также и заместителю директора по социальной защите при анализе данных по многодетным семьям и другим группам учащихся.
Нередка ситуация, когда в школе пропадают классные журналы, теряются дневники у отдельных учеников. При наличии электронных дубликатов они легко восстанавливаются и, как показывает практика, реже теряются.
Наличие в образовательном учреждении электронной или факсимильной связи позволяет получить и отправить любой документ, отчет, сводку, письмо и т.д. из образовательного учреждения, не выезжая в органы управления. Используются компьютерные технологии для автоматизации бухгалтерского учета, расчета нагрузок преподавателей, составления расписания, систематизации и хранения материалов в методических и предметных кабинетах школы, в библиографических отделах библиотек.
Для удовлетворения информационных потребностей работников образования в стране начинается создание системы программно-совместимых компьютерных банков педагогической информации, что постепенно должно привести к появлению российской образовательной компьютерной телекоммуникационной сети.
Введение современных информационных технологий в управленческую деятельность в образовательных учреждениях способствует ее демократизации и гуманизации.
Демократизация обеспечивается тем, что информация становится гласной, доступной большому кругу участников процесса управления. Анализ и осмысление получаемой информации приобретают подлинно коллективный характер, происходит частичная децентрализация руководства за счет того, что часть полномочий при таком широком доступе к необходимой информации можно передать от директора и его заместителей руководителям предметных и методических комиссий, временных групп и коллективов.
Гуманизация управления проявляется и во всем том, что демократизирует руководство, и в том, что сведения о каждом работнике становятся более достоверными, объективными и полными, это позволяет правильнее, с учетом индивидуальных особенностей каждого члена коллектива, принимать необходимые решения о поощрениях, продвижении работника или, наоборот, о предупреждении или устранении возникающих в его деятельности проблем и трудностей. Информационные технологии позволяют выявить степень удовлетворенности работника своей деятельностью и возможностями, которые предоставлены ему для осуществления педагогических функций. Такие данные помогают руководителям оперативно создавать в образовательном учреждении более благоприятные материальные и психологические условия.
Были рассмотрены и проанализированы версии электронных программ различных разработчиков.
Изучена работа Найденовой Ольги Николаевны и Лызлова Андрея Викторовича из "Средней общеобразовательной школы №37" г. Рязани, которые создали электронный журнал в MS Office Excel для анализа успеваемости учащихся на уроках математики и информатики. С ним может работать любой учитель-предметник. В журнале тематическое планирование находится на отдельном листе. При выборе конкретного урока, автоматически загружается конспект данного урока, при выборе даты - осуществляется переход к листу с оценками за это число.
Была изучена программа NEWCLASS'2002, разработанная Литвиным Юрием и Ефремовым Георгием, студентами Московского Инженерно - Физического Института (Государственного университета), авторские права на использование которой принадлежат фирме "A1 Works". Программа является полностью ориентированной на школу, но может быть с таким же успехом использована и в других образовательных учреждениях (институтах, колледжах, техникумах, курсах подготовки и переподготовки и пр.). Литвиным Ю. и Ефремовым Г. была разработана концепция взаимодействия электронного классного журнала и дневника. Таким образом, если раньше преподавателю приходилось ежедневно заполнять десятки граф в классных журналах, теперь он может переложить часть этой задачи на машину. Электронный дневник - клиентская часть программы журнала. Сведения об успеваемости учащегося и домашнее задание могут быть скопированы на любой носитель информации или распечатаны, преподаватель может послать обращение к родителям прямо через программу или по электронной почте.
Программа NewClass'2002 позволяет:
1. Создавать классные журналы
2. Создавать дневники учеников
3. Хранить личную информацию об учениках
4. Хранить дополнительную информацию по конкретному классу
5. Вызывать учеников произвольно
6. Переходить в режим паузы, если преподавателю срочно понадобится отойти - войти обратно в окно программы можно будет только по паролю.
В следующий версиях программы NEWCLASS'2002 планируется ввести следующие изменения и добавления:
1. Шифрование данных,
2. Возможность подключения программы к локальной сети,
3. Возможность отправки сообщение родителям по E-Mail,
4. Делать так называемые BackUp - копии файлов журнала для большей безопасности,
5. Улучшить статистику,
6. Произвести перевод на иностранные языки.
Противоречия - Задача отдельного человека состоит в использовании возможностей компьютерных программ, позволяющих в оптимальные сроки эффективно переработать и выдать информацию для принятия порой достаточно сложного решения. Редакторы и издательские системы, среды программирования от простых до сложнейших языков программирования, логические и обучающие тренажеры, информационно-поисковые системы, модели прикладного назначения, базы данных и электронные таблицы, мультимедийные программы, все это чрезвычайно дорогостоящие технологии и их использование может быть оправдано лишь в том случае, если весь их огромный потенциал, т.е. их дидактические свойства смогут быть максимально эффективно использованы в практике образования. Становится очевидным, что в школах не будет оборудовано каждое место учащихся компьютером, а также отсутствие образовательных программ не позволяют обеспечить учащихся постоянной содержательной работой за компьютером по предметам, кроме основ информатики. Отсюда возникает противоречие между необходимостью создания программы, максимально охватывающей все области использования компьютеров внутри школы, и затратами на ее создание, внедрение, обучение работе с ней и многими другими задачами.
Проблема исследования - Знание качества достигаемых результатов обучения - непременное условие успешной работы педагогов любых типов учебных заведений, иначе их деятельность теряет смысл. Учитель обязательно определяет и измеряет качество обучения. Проблема определения эффективности обучения, таким образом, сводится к тому, чтобы найти способы измерения качества усвоения знаний.
Основная идея выполненного исследования состоит в том, что при помощи подручных, широко распространенных и доступных средств (в нашем случае пакета приложений Microsoft Office) можно создать такую программу, которая поможет учителям не только просто вести электронный журнал и выводить средние баллы, но и пересмотреть всю систему оценивания знаний учащихся, изменить стиль мышления, способы общения, оценку окружающих и самооценку.
Цель - Целью данной дипломной работы является создание автоматизированной системы по управлению большим объемом данных. Для этого необходимо создать базу данных, содержащую сведения об учениках, их личные данные, оценки, пропуски и т.д. Программа отдаленно напоминает школьный журнал, и поэтому было бы разумным назвать ее "Электронный журнал".
Приложение Microsoft Office Access представляет собой инструмент, позволяющий реализовать поставленную цель.
Задачи - Достижение цели осуществляется посредством комплекса задач:
- Изучение возможностей базы Access;
- формирование масок ввода для упрощения внесения оценок и данных по учащимся в базу;
- проектирование и создание таблиц для хранения данных;
- создание связей между таблицами для обеспечения обработки данных;
- ввод данных по ученикам - их оценки, пропуски за учебный год и др.;
- построение отчетов с выводом на экран списков учеников, диаграмм и других элементов наглядного отображения информации;
- разработка других элементов базы, предназначенных для просмотра, редактирования и вывода информации, а также защиты базы данных от несанкционированного доступа.
Гипотеза - Если бы была создана автоматизированная система учета и обработки оценок учеников, то следует ожидать, что разработанная программа поможет решить проблемы нехватки времени и средств при подведении итогов по общей успеваемости учащихся.
В настоящие время в связи с развитием компьютерной техники появилась возможность автоматизировать многие процессы по обработке больших объемов данных. В общеобразовательных школах основные объемы данных составляют данные об учениках, и в частности их оценки. Именно они [оценки] подвергаются наиболее частому изменению, и постоянно появляется необходимость их обработать - вывести промежуточные результаты, подвести итоги по проделанной работе и т.п.
Программа предназначена для непрерывного функционирования в течение всего учебного года: автоматизации операций получения достоверной и оперативной информации, формирования выходных документов и др.
Программа предназначена в первую очередь для учителей средней школы. Она позволяет значительно упростить и автоматизировать работу учителя при проведении каких-либо организационных мероприятий, предусматривающих работу со статистическими данными: родительских собраний, собраний педагогических коллективов и т.п. Программа позволяет вести различные виды работ по анализу уровня успеваемости каждого учащегося в отдельности и в соотношении со всем.
Основой разработок была выбрана система управления базами Microsoft Access 2000. Вся программа "Электронный журнал" написана на языке программирования Visual Basic for Application (VBA), который используется в базах данных Microsoft Access - мощного средства работы с базами данных. Этот выбор обусловлен, прежде всего, тем, что Access является довольно распространенным приложением для всех версий Windows, начиная с Windows 95.
MS Access - это система управления базами данных (СУБД). Как и другие продукты этой категории, она предназначена для хранения и поиска данных, представления информации в удобном виде и автоматизации часто повторяющихся операций. С помощью Access можно разрабатывать простые и удобные формы для ввода данных, осуществлять обработку данных и выдачу сложных отчетов.
С помощью объектов OLE (Object Linking and Imbedding - связывание и внедрение объектов) в Windows и компонентах Microsoft Office (Word, Excel, PowerPoint и др.) можно превратить Access в настоящую операционную среду баз данных. С помощью новых расширений для Internet можно создавать формы, которые будут напрямую взаимодействовать с данными из World Wide Web, и транслировать их в представление на языке HTML, обеспечивающее работу с такими продуктами как Internet Explorer и Netscape Navigator.
При всем при этом Access - не просто СУБД. Как реляционная СУБД Access обеспечивает доступ ко всем типам данных и позволяет использовать одновременно несколько таблиц баз данных. При этом можно существенно упростить структуру данных, облегчая тем самым выполнение поставленных задач. Таблицу Access можно связать с данными, хранящимися на большой ЭВМ или на сервере. Система Access - это набор инструментов конечного пользователя для управления базами данных. В ее состав входят конструкторы таблиц, форм, запросов и отчетов. Эту систему можно рассматривать и как среду разработки приложений. Используя макросы или модули для автоматизации решения задач, можно создавать ориентированные на пользователя приложения такими же мощными, как и приложения, написанные непосредственно на языках программирования. При этом они будут включать кнопки, меню и диалоговые окна. Программируя на языке VBA, можно создавать такие мощные программы, как сама система Access. По сути дела, многие инструментальные средства Access (например, мастера и конструкторы) написаны именно на VBA.
В Access используется то же самое графическое приложение, что и в Microsoft Word, Excel, PowerPoint. Оно позволяет создавать сотни типов графиков и диаграмм, настраивая их, исходя из конкретных потребностей. Можно создавать гистограммы, линейчатые, круговые, поверхностные и другие диаграммы, причем как двух- так и трехмерные. Их можно произвольно сопровождать текстом, оформлять разными цветами и узорами. Значения могут отображаться в столбцах или секторах круговых диаграмм. Можно разворачивать изображения диаграмм так, чтобы они воспроизводились под любым удобным углом зрения. Все это обеспечивает программа Access Graph.
Список учеников является основой базы данных для программы и поэтому здесь все должно быть уникальным. Все связи зависят от списка, а не наоборот.
1. "Номер" в списке присваивается каждому ученику автоматически. Он должен быть положительным целым порядковым числом для удобства учета.
2. "Дата получения оценки" устанавливается вручную - в соответствии с датой получения.
3. "Фамилия", "Имя" и "Отчество" учащегося не должны превышать 25 символов Это необходимо для удобства вывода информации на экран и принтер, а так же из объективных предположений что нет имен длинной больше 25 символов, хотя программа допускает использовать имена с длиной до 64 символов.
4. "Балл" - это представление оценки в 100-балльной шкале. Так как в тестах предусмотрено различное количество вопросов, то балл не может быть больше этого числа, в то же время балл не может быть меньше 0.
5. "Оценка" - ставиться из расчета по таблице перевода из 100-балльной в 5-балльную. Следовательно, оценка может быть только одной из этих 5 чисел. Она также выставляется автоматически и пользователь имеет на нее влияние только в таблице редактирования шкалы перевода.
6. В поле "Класс" могут быть различные значения, в зависимости от того, какое в школе принято деление на классы. Например, "классом" может быть только 6, 7, 8, 9, 10 и 11, так как уроки физики предназначены только для них.
7. "Фамилией", "Именем" и "Отчеством" может быть любое выражение, содержащее буквенные символы кириллицы (это является необязательным условием, т.к. Access без проблем воспринимает и английский шрифт). Ограничение по длине каждого из их составляет 25 символов. Это вызвано, конечно же, необходимостью вывода данных на экран. А длина в 25 символов обусловлена тем, что из более чем 200 проанализированных, произвольно взятых, фамилий самая большая имела длину в 25 символов (Череззабороногузадирищенко).
Диалог с пользователем ведется в режиме кнопочной формы.
При запуске программы выдается приветствие с задержкой 2-3 секунды и автоматически выводится на экран главная форма. На ней представлены кнопки с соответствующими подписями. При нажатии одной из кнопок происходит переход в следующую кнопочную форму. Полная последовательная структура кнопочных форм следующая:
Основная кнопочная форма.
1.Вывод результатов.
1.1.Весь класс
а)Вывод результатов
б)Сравнительный анализ
1.2.По ученикам
а)По одному ученику
- Результаты по одному ученику
б)По нескольким ученикам
- Результаты по нескольким ученикам
2.Внесение данных.
2.1.Ввод вновь полученных оценок
- Ввод полученных оценок с помощью маски ввода
2.2.Внесение новых учеников
- Ввод учеников с помощью маски ввода
3.Редактирование параметров базы.
3.1.Доступ к таблицам данных
3.2.Доступ к кнопочным формам
3.3.Доступ к отчетам
4.Удаление учеников и оценок.
4.1.Удаление ученика.
4.2.Удаление оценок.
Ввод новых учеников происходит с помощью маски ввода, где необходимо заполнить следующие поля: фамилия, имя, отчество, дата рождения, класс, буква класса. При нажатии кнопки "Ок" происходит проверка всех полей на заполнение. Если это условие выполняется, то происходит следующее:
1.Создается в таблице "Список класса" новая строка с фамилией, именем, отчеством, датой рождения, классом, буквой класса. Обязательно выводится порядковый номер, причем список представлен в алфавитном порядке и порядковые номера идут по возрастанию не зависимо от того, в какой очередности вводились ученики: по алфавиту или нет.
2.Автоматически создается таблица с название по фамилии нового ученика, в которой будут храниться все оценки этого ученика. В ней представлены следующие столбцы: порядковый номер оценки, дата получения оценки, сама оценка, максимально возможный балл, коэффициент полноты выполнения работы к=кi/кmax с округлением до 0.01.
3.После сохранения выдается сообщение: "Ввести еще одного ученика? Да/Нет"
Ввод новых оценок тоже происходит при помощи маски ввода. На экран выводится форма со следующими полями: Фамилия, Имя ученика (раскрывающийся список с имеющимися в базе учениками), дата получения, оценка, максимально возможный балл. В поле оценка по умолчанию стоит "_" (пробел). Формат ввода оценки - целочисленный. Но есть возможность ввода "н" (пропуск). В поле дата по умолчанию стоит текущая дата, которая меняется на требуемую. При нажатии кнопки "Ок" происходит сохранение в таблицу с названием по фамилии ученика и расчет коэффициента полноты выполнения работы (к). После сохранения выдается сообщение: "Ввести еще одну оценку? Да/Нет". Если "Нет" - возврат в меню "Внесение данных", "Да" - форма ввода оценки.
1.В отчетах предусмотрен ввод диапазона даты, из которого необходимо выбрать оценки.
2.Для каждого отчета создана возможность вывода в таком виде, когда выводится количество отчетов по количеству учеников, причем в каждом из них стоит только одна фамилия (каждая один раз), а данные по оценкам приведены всех учеников. Это необходимо для раздачи родителям, чтобы они могли сравнить успехи своего ребенка с другими данными, но обезличенными, т.е. они не знают, кому принадлежит самый плохой результат, а кому - самый хороший.
3.Виды отчетов:
а)Средний балл. Вывод всех оценок за период и среднего балла по ним. Вставка диаграммы (х=фамилии учеников, у=средний балл).
| Фамилия, Имя | дата | Дата | дата | Средний балл |
| оценка | Оценка | Оценка | хср | |
| оценка | Оценка | Оценка | хср | |
| оценка | Оценка | Оценка | хср | |
| оценка | Оценка | Оценка | хср | |
| Максимальный балл | Макс.балл | Макс.балл | Макс.балл | Сред. Макс. Балл (Хср мах) |
;
| Фамилия, Имя | дата | Дата | дата | Средний балл |
| оценка | Оценка | Оценка | хср | |
| оценка | Оценка | Оценка | хср | |
| оценка | Оценка | Оценка | хср | |
| оценка | Оценка | Оценка | хср | |
| Максимальный балл | Макс.балл | Макс.балл | Макс.балл | Сред. Макс. Балл (Хср мах) |
| КПВЗ | k | k | k | Кср |
с округлением до 0,01
в)Вывод КПВЗ, причем список учащихся упорядочить по убыванию КПВЗ. Вставка диаграммы (х=фамилии учеников, у=Отклонение от среднего, к). Вставка графика (х=фамилии учеников, у=Сравнительный коэф., ксрав).
| Фамилия, Имя | КПВЗ | Отклонение от среднего, Dк | Сравнительный коэф., ксрав |
| К1 | Dк1 | ксрав1 | |
| К2 | Dк2 | ксрав2 | |
| К3 | Dк3 | ксрав3 | |
| К4 | Dк4 | ксрав4 | |
| Среднее значение | кср | Dкср | ксрав. ср. |
г)Количественный анализ оценок. Вставить шесть диаграмм (на каждой: подпись - оценка N; х=кол-во - для всех диаграмм одинаковые пределы; у=фамилии)
| Фамилия, Имя | Оценка 5 | Оценка 4 | Оценка 3 | Оценка 2 | Оценка 1 | Пропуск н |
| Кол-во | Кол-во | Кол-во | Кол-во | Кол-во | Кол-во | |
| Кол-во | Кол-во | Кол-во | Кол-во | Кол-во | Кол-во | |
| Кол-во | Кол-во | Кол-во | Кол-во | Кол-во | Кол-во | |
д)Перевод оценок из интервальной шкалы в шкалу порядка. График .
| Фамилия, Имя | КПВЗ | к | к2 | d | V | Ранг |
при N>30 деление производить на N.
Стандартное отклонение =
.
коэффициент вариации =
.
При нажатии кнопки для вывода требуемого отчета он выводиться на экран и внизу выдается запрос: "Распечатать отчет на принтере?" Да\Нет.
При входе в изменение параметров базы выдается сообщение (предупреждение): "При некорректном изменении имен отчетов, таблиц и других элементов базы возможен полный отказ работоспособности программы. Перед выполнением изменений необходимо создать копию всей программы. Хотите продолжить внесение изменений? Продолжить/Отменить". Далее выдается запрос на ввод пароля. Если пароль введен неправильно, выдается сообщение: "Неверный пароль" и происходит переход к форме "Редактирование параметров базы", т.е. обратно.
Удаление учеников и оценок может происходить только при вводе пароля на удаление, который должен знать только учитель. Если пароль введен неправильно, выдается сообщение: "Неверный пароль" и происходит переход к форме "Удаление".
Подводя итоги проделанной работы, я считаю необходимым подчеркнуть, что проблема автоматизации процессов обучения распространена широко, т.к. является довольно актуальной для многих школ, в которых анализ оценок и общей успеваемости занимает значительную часть рабочего времени.
Данные, которые необходимо хранить, копировать, редактировать, обрабатывать, анализировать и производить множество других действий, должны быть наглядными для более качественного и быстрого подведения промежуточных и окончательных итогов.
Основной задачей создаваемой программы является ее понятность и простота в обращении, но в то же время надежность и быстродействие. Для многих учителей, работающих в школе не первый год, становится необходимым включить в свой арсенал навыков умение обращаться с компьютером, чего требует современное общество.
(добавить из введения)
1. Бальцюк Н. Б. и др. Некоторые возможности использования электронно-вычислительной техники в учебном процессе. - М., 1989.
2. Гершунский Б. С. Компьютеризация в сфере образования: проблемы и перспективы. - М., 1987.
3. Информатизация образования: личностно-ориентированные проекты / Первый респ. науч.-практ. семинар: Тезисы докл. - Уфа, 1996.
4. Информатизация школьного образования. - М.; Берлин, 1990.
5. Информатика и информационная культура в современной школе.: Сб. м-лов. - Самара, 1996.
6. Информационные технологии в системе непрерывного педагогического образования / Е.В.Баранова и др. - СПб., 1996.
7. Использование информационной технологии в учебном процессе / Отв. ред. Н.И.Шкиль.-Киев, 1990.
8. Клейман Г. М. Школы будущего: компьютеры в процессе обучения / Пер. с англ. - М., 1987.
9. Компьютер и образование: Сб. науч. ст. - М., 1991.
10. Компьютерные телекоммуникации - школе / Е. С. Полат и др. - М., 1995.
11. Локтюшина Е.А.нцр. Компьютеры в учебно-воспитательном процессе школы и вуза. - Волгоград, 1996.
12. Матрос Д. Ш. и др. Управление качеством образования на основе новых информационных технологий и образовательного мониторинга. - М., 1999.
13. Новые педагогические информационные технологии в системе образования / Е. С. Полат и др. - М., 1999.
14. Сергеева В. П., Грицаева С. В. Основы управления педагогическими системами. - М., 1999.
