Компьютерные технологии в обучении географии

Курсовая работа "Компьютерные технологии в обучении географии" для педагогических специальностей.
...

Содержание

Введение………………………………………………………………….…3
I. Анализ исследований по вопросу применения компьютерных технологий в процессе обучения ……………………………………...5
II. Возможности и проблемы использования компьютера в учебном процессе…………….8
III. Потенциальные возможности основных информационно-дидактических (компьютерных) средств в обучении географии……………………………………………..14
IV. Применение компьютерных технологий при обучении географии…….…………..…..22
V. Методические рекомендации по созданию и практическому применению WEB-страниц в обучении географии……………………………………………………………….…27
Приложение 1……………………………………………………………………..31
Приложение 2…………………………………………………………………..33
Заключение…………………………………………………………………..…34
Список использованной литературы…………………………………….35

Процесс формирования знаний длительный и сложный, через восприятие, осмысление, запоминание и применение их. Он усложняется еще и тем, что само по себе «знание», в том числе и географическое, представляет собой сложный конгломерат структурных элементов - понятий, категорий, законов и т.д. Для получения хорошего результата в процессе обучения - формирование качественных знаний - необходима правильная организация этого процесса (Методика обучения географии…, 1968; Даринский, 1975; Давыдов, 1996). Сама по себе проблема успешности учения не является новой в теории обучения. Ее исследованию были посвящены еще работы Я.А. Коменского, Г. Пестолоци, К.Д. Ушинского. Одним из критериев успешности учения, по мнению многих дидактов, является уровень усвоения знаний, умений и навыков. В частной дидакти ке, например, в методике обучения географии, это работы Л.М. Панчешниковой, И.В. Бариновой, И.С. Матрусова, В.А. Щенева, Г.В. Понуровой, И.В.Душиной и др.
Одной из особенностей современной образовательной системы является поиск оптимального соответствия между сложившимися традициями и введением инноваций, обусловленных постоянным уплотнением и модернизацией содержания образования, его вариативностью. Прежде всего, исследования проводятся в области интенсификации педагогического процесса (С.И. Архангельский, Ю.К. Бабанский, Г.А. Бордовский, А.А. Вербицкий, А. М. Данилов, Н.Ф. Родионова, А.П. Тряпицына и др.). Значительное количество работ посвящено изучению роли педагога в повышении целенаправленности обучения, эффективности усвоения знаний; исследованию факторов, влияющих на познавательную деятельность учащихся; мотивации учения; активизации учебной деятельности через увеличение самостоятельной работы учащихся и использование активных форм обучения; увеличение роли аудиовизуальных средств обучения.

Информационные ресурсы современного общества, заложенные в персональные компьютеры и компьютерные сети огромны. Перед педагогом всегда будет стоять вопрос выбора наиболее оптимальной и важной учебной информации, и игнорировать помощь компьютерных технологий в наше время просто нельзя.
Применение компьютерных технологий при обучении географии
География - это единственная наука и школьный предмет, которая объединяет знания о природе и обществе, то есть о том, что окружает человека в его повседневной жизни. Главная цель обучения географии в широком смысле слова заключается в том, чтобы способствовать формированию разносторонне развитой личности. В более узком смысле - это формирование географической культуры, на что указывают И.В. Душина и Г.А. Понурова. Для достижения этих целей применяются различные методы, формы и средства обучения. В последнее время значительное внимание учителей географии уделяется активному обучению. Его задача заключается в такой организации педагогом процесса обучения, где педагог не столько передает обучаемым знания, сколько умело организует деятельность своих учеников и направляет на самостоятельное получение знаний. Одним из направлений активизации учебной деятельности является использование компьютера в обучении географии (Высоцкий, 2000).
На основании анализа многочисленной литературы по вопросу компьютеризации процесса обучения, мы пришли к выводу о том, что наиболее емким термином, определяющим возможные направления использования компьютера в обучении можно считать компьютерные технологии. Мы предлагаем под компьютерными технологиями в обучении географии понимать весь комплекс массовых и приемов сбора, хранения и обработки географической информации , который может быть вовлечен в в учебный процесс с использованием ЭВМ и программированного обучения, способствующий интенсификации учебного процесса и реализации принципов развивающего обучения посредством использования Интрасети и Интернета
В курсе географии важную роль играют технические средства обучения и наглядность. Здесь возможности компьютера просто не ограничены. Анализ педагогической литературы по вопросу возможности применения компьютерных технологий при обучении географии показал, что исследования в данной области уже проводятся, но в незначительных масштабах. В.П. Максаковский по этому поводу пишет:«...компьютерная поддержка учебного процесса по географии, за исключением элитарных школ, еще совершенно недостаточна. На путях компьютеризации, которая в географии пролегает, прежде всего, через анализ, обработку и преобразование картографической информации, сделаны только первые шаги». Компьютеризация школьного и вузовского географического образования является одной из актуальных проблем. По мнению ряда исследователей, нет лучшего способа изучить поведение географического объекта или явления, чем экспериментировать с его компьютерной моделью.
Обобщение опыта применения компьютерных технологий в обучении различным предметам позволило нам разработать схему «Компьютер в обучении географии», которая представленная в таблице 3. На нем отражены потенциальные возможности использования компьютера при обучении географии в школе.
Таблица 3. Компьютер в обучении географии.
Виды работ с компьютером
В локальной и региональной компьютерной сети
В глобальной компьютерной сети
ГИС
Прикладные компьютерные обучающие программы
Компьютерное тестирование
Конкурсы WEB-страниц
ЧАТы
Поиск географической справочной информации в сети Internet
Экспертные компьютерные программы по географии
Электронные мультимедийные энциклопедии на CD-дисках
Развивающие компьютерные программы (викторины)
Создание банка справочной информации по географии
телетесты
телеконференция
Компьютерный урок
Компьютерный учебник
Слайд-шоу
Закрытый электронный учебник
Компьютерные игры
Интернет-учебник
Формы организации обучения
На уроке
На уроке
На практическом занятии
При самостоятельной работе
Функции компьютера как средства обучения
Дидактическая (развивающая, познавательная, оценочная, тренировочная, систематизирующая)
демонстрационная
Культуровед-ческая
информационная
Развиваю-щая творческую активность
Форма обучения
стационарное
дистанционное
Методы компьютерного обучения
Информационно-рецептив-ный
Частично-поисковый
практический
диалоговый
Исследова-тельский
интерактивный
Возможность применения
Во время и после занятий
Во внеурочное время
Роль в процессе обучения
Оптимиза-ция учебного процесса
Расширение и углубление географических знаний
Повышение интереса к географии
Индивидуализация и дифференциация процесса обучения
Активизация процесса обучения
Объективность оценки ЗУН
О важности компьютера в обучении географии пишут и современные географы-методисты. Еще в 1984 г. Л.М. Панчешникова отмечала, что за рубежом компьютер в обучении географии применяется более активно, чем в нашей школе. В то же время она указывала и на основные возможности применения компьютера в школе, опираясь на опыт зарубежных школ. Володина Г.В. роль компьютера видит в том, что он может быть средством управления процессом учения; банком справочной информации; тренажером; динамическим средством условной наглядности. Г.В. Володина, И.В. Душина и Г.В. Понурова обращают внимание на то, что уже создаются географические компьютерные программы. Они выделяют: программы-тренажеры; обучающие программы; имитационно-моделирующие программы; компьютерные дидактические игры.
Большое значение для методики обучения географии имеют практические разработки в области применения компьютера в обучении географии в школе. Следует отметить работы Иванова Ю.П., Максимова Г.Н., Новенко Д.В., Щербицкого Е.П., Золотухиной Г.А., Шейниса А.И. Главным образом в их работах предлагается использование компьютера на интегрированных уроках (география-информатика) и во внеурочное время.
Среди уже проведенных исследований наиболее ярко прослеживается использование компьютера в таких направлениях как средство динамической наглядности, использование геоинформационных систем (ГИС), работа с обучающими программами (например, с электронным учебником), работа в сети Интернет. Представим краткий обзор этих направлений.
Стало уже традиционным мнение о том, что мощным средством интенсификации обучения являются компьютеры. Поэтому предпринимаются попытки ускорить поставку в систему народного образования компьютерной техники высокого качества и создать опережающий задел учебных программ, разработать широкий набор методик преподавания предметов с применением персональных ЭВМ. Задача педагога в этой связи - определить и обеспечить те условия, при которых такая интенсификация действительно достигается.
По мнению ряда отечественных психологов, как утверждает Б.Ф. Ломов, компьютер является таким средством, орудием человеческой деятельности, применение которого качественно изменит, увеличит возможности накопления и применения знаний каждым человеком, возможности познания. Использование ЭВМ в качестве орудия человека означает появление новых форм мыслительной, мнемической, творческой деятельности, что можно рассматривать как историческое развитие психических процессов человека.
Отмечены три фактора, диктующие необходимость ускоренной компьютеризации в сфере образования, выступающей в качестве важнейшей, социально-экономической задачи общегосударственного значения (Высоцкий, 2000):
1) объективная необходимость существенного расширения масштабов и повышения качества профессиональной подготовки высококвалифицированных рабочих и специалистов, способных на должном уровне решать соответствующие научно-технические и производственно-технологические вопросы изготовления, эксплуатации и технического обслуживания сложной вычислительной техники в разных отраслях народного хозяйства страны;
2) решение задачи массовой компьютерной грамотности;
3) необходимость существенного повышения качества учебно-воспитательного процесса, оптимизации управления в сфере образования, совершенствования экспертные системы; развивающие программы. Экспертные системы, по их мнению, представляют собой своего рода компьютерные лаборатории, которые позволяют учащимся выступать в роли исследователей. Среди развивающих программ они выделяют компьютерные викторины, составление географических карт, слайды-шоу.
Отметим, что в настоящее время на российском рыке появляется значительное количество СD-дисков, которые могут найти применение в школьной географии. Это и «Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия». Обучающая программа «География для школьников», имеющая не только справочную информацию, но и программы тренажеры. Электронный российско-американский атлас «Наша Земля». Весьма интересный и оригинальный «Туристический атлас мира», который представлен картами трех уровней (весь мир, континент, подробные карты отдельных стран) В атласе 3,5 часа озвученных экскурсий, около 200 стран, 1000 красочных иллюстраций.
Баранов В.В. и Поддерегин А.А. считают, что компьютер можно использовать как банк данных, для разработки с помощью ЭВМ имитационных графических моделей и обучающих программированных игр (Баранов, Поддерегин, 1986).
Отмечен практический опыт по применению компьютера в обучении географии в направлениях:
компьютер дает возможность работать в телекоммуникационных сетях типа Интернет;
компьютер можно использовать как демонстрационный комплекс. При этом важно сочетать интерактивный и аудиовизуальный способы подачи информации. Поскольку аудиовизуальный позволяет наглядно демонстрировать изучаемые объекты и явления, а интерактивный - управлять учителю и ученику потоком информации; возможность использования геоинформационных систем ( ГИС).
Многие авторы обращают внимание на ГИС и их дидактические возможности при обучении географии. Использование ГИС можно рассматривать как своего рода геоинформационный метод географической науки. Геоинформатика в современном ее понимании, отмечает В.П. Максаковский, явилась результатом длительной эволюции традиционных способов географической информации (описание, справочники, атласы и т.д.). Сначала с помощью ЭВМ создавались банки данных географической информации, затем стали внедряться ГИС, а выдача географической информации в нашей стране стала осуществляться и с использованием электронных сетей, электронной почты, электронных карт и атласов уже с первой половины 90-х годов.
Следует обратить внимание на определение понятия ГИС. В.П. Максаковский рекомендует под ГИС понимать «комплекс взаимосвязанных средств получения, хранения, переработки, отбора данных и выдачи географической информации. Д.В. Новенко конкретизирует понятие ГИС с точки зрения учителя и определяет его как «особые интерактивные системы, способные на новом техническом уровне реализовать сбор, систематизацию, хранение, обработку, оценку, отображение и распространение данных как средство получения учащимися на их основе новой учебной информации и знаний о пространственно-временных явлениях».
Г.Н. Максимов дает высокую оценку ГИС как средства обучения географии. По его мнению, компьютерные базы данных, заложенные в ГИС, позволяют получить информацию о единстве природы, общества и хозяйства, многокомпонентное и многоотраслевом строении географических объектов, о взаимодействии территориальных систем, на глобальном, региональном и локальном уровнях. При этом возможно следование четырем этапам изложения и изучения: описательный, эмпирический, теоретического обобщения и конструктивный.
Д.В. Новенко выделяет следующие функции ГИС: учебно-информационная; координационная; отчетная; методическая. Он отмечает эффективность ГИС при составлении тематических карт различного содержания, в создании которых могут принимать активное участие и сами школьники. Его идея нашла практическое применение на интегрированных уроках географии и информатики. Он рекомендует в ГИС включать такие блоки как: топографический; геоморфологический; гидрологический; геоботанический; хозяйственный блок; блок мониторинга; учебно-методический блок.
Филатов Н.Н. свое пособие «Геоинформационные системы. Применение ГИС при изучении окружающей среды» учащимся географии в рамках спецкурса «Геоинформационные системы». Главную роль в применении ГИС он видит в возможности научить школьников решать широкий круг проблем по охране окружающей среды.
Значительные возможности открывает перед географией сеть Интернет, но пока ее возможности используются весьма неэффективно. Серьезное исследование в этой области проведено Шейнисом А.И. Роль компьютера он видит в организации дистанционного обучения географии с использованием сети Интернет в рамках дистанционных исследовательских проектов (ДИП). Под ДИП, согласно его мнению, следует понимать «совместную учебно-познавательную творческую деятельность учащихся партнеров по телекоммуникационному проекту, реализованную на основе комплекса образовательных Интернет-технологий, имеющая общие цели и методы обучения, направленная на создание образовательного продукта в виде электронного сайта в Интернет». Эта форма может использоваться во внеурочное время, но отдельные этапы могут проходить в ходе интегрированного урока информатики-географии. Для более плодотворной работы автор предлагает перечень адресов в сети Интернет, по которым можно найти необходимую информацию. ДИП могут быть представлены в виде сетевых викторин, телеконференций, ЧАТов, конкурсов WEB-страниц.
Ивановым Ю.П. ведутся работы по созданию электронного учебника по начальному курсу географии и по курсу географии материков и океанов. Наряду с текстом, всевозможными графиками, таблицами, заданиями для практических работ, электронный учебник Иванова Ю.П. включает в себя экспертную систему. Она автоматически, незаметно для ученика настраивает учебную программу под индивидуальные особенности каждого школьника. Его электронный учебник позволят школьнику применить свои знаний на качественно новом уровне, включая такие методы исследований как географический прогноз и составление проектов природных и социально-экономических систем (Баринова, 1986; Иванов, 2000).
Таким образом, как следует из выше изложенного, изучение вопроса применения компьютерных технологий в обучении географии уже началось. Но их количество еще настолько мало, что они не создают полную картину. Следует констатировать и тот факт, что использование компьютерных технологий в обучении географии в вузе остается практически не изученным. Это и послужило основанием для проведения наших исследований, практические результаты которых представлены в следующей главе данного диссертационного исследования.
Методические рекомендации по созданию и практическому применению WEB-страниц в обучении географии
WEB -страницы в курсе обучения географии - это компьютерный вариант представления краткой географической информации по любой стране мира, содержащий картографический, иллюстративный и текстовой вариант.
Внедрение в процесс обучения курсу WEB -страниц (их создание школьниками и их использование) преследует следующие цели:
Совершенствование умения учащихся получать географическую информацию с помощью компьютера в опыте творческой деятельности через исследовательскую функцию;
Формирование умения создания компьютерной базы данных по отдельным странам мира для локальной компьютерной сети.
Расширение географического кругозора учащихся по географии
Повышение интереса к географии и процессу учения в целом;
Развитие умственных и профессиональных способностей.
Готовые WEB-страницы могут затем использоваться на практических занятиях по географии с компьютерной поддержкой.
Для написания WEB -страницы достаточно Notepad, встроенного в любую версию Windows. WEB-страницы разрабатываются с помощью языка НТМL. НТМL совершенно не зависит от компьютерных платформ. Поэтому практически не важно, какая имеется в наличии машина - нового или старого поколения. WEB -страницы выполняются для стандартного браузера Internet Explorer. Благодаря чему они могут быть внедрены в локальную и глобальную компьютерную сеть. Наиболее простая программа для написания WEB -страниц, которую может освоить любой пользователь компьютера, даже не имеющий специальной подготовки является Front Page Ехрress. Разработан упрощенный алгоритм работы с данной программой, который адаптирован именно к тому контингенту пользователей компьютера, которые не имеют специальной подготовки (Приложение 1).
WEB-страницы могут создаваться в разное время, как это было отмечено выше. Однако контроль педагога за процессом создания этих страниц должен быть постоянным. Прежде всего, этот контроль должен заключаться в помощи учителя по отбору информации, ее достоверности, правильности - с научной и методической точек зрения. Основные требования по созданию WEB-страниц «Визитная карточка страны» представлены в приложении 2 данной работы. Следует отметить, что объем WEB-странички должен быть небольшой, ни в коем случае не равняться объему компьютерной лекции. Это требует от учащихся умения отбирать нужную информацию из всей массы имеющейся.
Процессу написания WEB-страницы должен предшествовать полный инструктаж учащихся учителем не только по содержанию страницы, но и правилам работы с компьютером. Также значение имеет подготовительный этап, когда учащиеся самостоятельно подбирают информацию (иллюстрации, статистические данные и т.д.). Данные этап необходим и тогда, когда WEB-страницу создают под полным контролем педагога на практическом занятии, и тогда, когда они ее создают самостоятельно во внеурочное время. В лучшем случае, если учащиеся вначале создают WEB-страницы с помощью учителя, а затем самостоятельно.
Для написания WEB-страницы педагог должен:
1) Определить (помочь выбрать) для каждого учащегося тему (страну), по которой он будет создавать WEB-страницу.
2) Обеспечить рабочее место учащегося - компьютер, сканирующее устройство.
3) Составить список рекомендуемой литературы, где может находиться требуемая информация.
4) Предоставить учащимся список адресов сайтов Интернет, где имеется нужная информация;
5) Иметь в наличии компакт-диски по географии и при необходимости оказать помощь в их использовании;
6) Оказать помощь в отборе иллюстраций, географических карт, текстового материала, собранными учениками заранее.
Создание WEB-страницы может проходить в рамках практического занятия. Целое практическое занятие посвящать созданию WEB-страниц «Визитная карточка» страны не рационально. Это не очень трудоемкий процесс, с которым учащиеся могут справиться самостоятельно. Поэтому «Визитные карточки стран» могут быть творческим заданием каждого учащегося. Здесь будет учтен и индивидуальный, и дифференцированный подход. Ученик сможет проявить свою творческую активность. Сможет перевести теоретические знания на язык практических действий. Вообще создание WEB-страниц развивает у учащихся творческое и коллективное мышление, способствует углублению знаний по предмету, повышению интереса к нему.
Умение создавать WEB-страницы может быть использовано и при проведении практического занятия по географии во время изучения отдельного государства или региона. Главная цель занятий - сформировать и обобщить знания по определенной теме, пересекается с другой целью -кооперитивное создание географического информационного ресурса для локальной компьютерной сети (Интранет). Таким образом, учащиеся, преследуя личную цель - получение определенных знаний, параллельно реализуют и общую цель. В данном случае группа разбивается на мини-группы по интересам, интеллектуальным способностям для того, чтобы более оперативно выполнить все задания практической работы.