Характеристика спутниковых систем связи

·   логично было бы выделять средства из бюджета, но в нынешней

экономической ситуации ближайшие годы это не представляется возможным;

·   возможно использование принципиально бесплатного ПО, примером которого

на сегодняшний день может являться операционная система Red Hat Linux и

приложения для нее, получающая все большее и большее распространение во всем

мире.

     Еще одна трудность - революционный рост компьютерных  технологий, при котором

в последние годы оборудование и ПО безнадежно морально устаревают буквально за

год-два. За подобными темпами система финансирования образования успеть не

может. За рубежом практикуется бесплатное или почти бесплатное обновление

лицензионного ПО и даже компьютерного парка для образовательных учреждений.

     Такое быстрое развитие  информационных технологий делает  специалиста, не

повышающего свой профессиональный уровень, практически дилетантом в среднем за

3-4 года. Этот факт диктует необходимость  организации процесса непрерывного

повышения квалификации как учителей информатики, так и учителей других

предметов, использующих компьютерные технологии в своей работе. Это может

решаться путем организации ежегодных курсов без отрыва от работы,

самообразования. Большую перспективу предоставляют дистанционные курсы.

     Особой трудностью  может стать неумелое либо нецелесообразное, беспорядочное

применение компьютерных технологий в учебном процессе. Согласно материалам

недавнего исследования, проведенного в Соединенных штатах журналом Education

Week, ученики, проводящие слишком много времени за освоением учебного материала

с помощью компьютера, могут в итоге получить более низкие итоговые оценки за

выполнение тестов. Причина, по мнению координатора проведенного журналом опроса

"Technology Counts '98" (Итоги применения технологий '98) Крейга Джералда

(Craig Jerald), состоит в том, что часть проводимого за компьютером времени на

самом деле посвящается далеким от обучения целям.

     Согласно результатам  исследования, уровень оценок оказался  на 20% ниже для

тех учащихся, которые чаще других пользовались установленными в учебном классе

компьютерами. Частое использование домашнего компьютера приводило к еще более

значительному снижению успеваемости - на 26%.

     Кроме того, оказалось, что некоторые виды компьютерного  обучения способствуют

повышению итоговых оценок, тогда как другие - скорее ведут к их снижению. В

целом, чем лучше был подготовлен учитель, тем выше оказывались и результаты

учеников.

     По словам Джералда, главным в применении высокой технологии было то,

насколько учителя сами владели компьютером, и как они использовали его в

учебном процессе, соблюдали технологическую дисциплину.

     Аналогичных Российских  исследований пока не проводилось, но можно

предположить, что его результаты были бы схожими.

     Глава 2. Технологии применения  компьютеров в учебном процессе.

           §1. Компьютерные технологии на уроках  физики          

     Исторически сложилось  так, что в первую очередь внедрение  компьютерной

техники шло в области естественной науки, промышленности высоких технологий.

Этим во многом обусловлено то, что с компьютером в наших школах плотно знакомы

учителя физики, математики, биологии, сами зачастую в недалеком прошлом ученые.

Во внедрении компьютерных учебных технологий в этих предметах и были сделаны

значительные успехи.

     Основными компьютерными  технологиями на уроках физики  и, возможно,

астрономии, можно назвать

·  Компьютерное моделирование;

·  Проведение модельных лабораторных работ;

·  Использование гипертекстовый (контекстно-связанных) учебных пособий;

·  Контроль знаний, тестирование;

     Это деление довольно  условно. Большинство программных  средств объединяет в

себе эти технологии. Среди них можно назвать такие как "Открытая физика",

"Физика в картинках" (компания  Физикон), "1С: Репетитор. Физика" (фирма 1С),

"Курс физики для школьников  и абитуриентов" (фирма МедиаХауз), "Физика в

текстах, решениях и демонстрациях для школьников и абитуриентов" (Росучприбор)

и многие другие. На уроке может быть организован как отдельный этап с

использованием компьютерных средств, так и возможно проведение полностью

компьютеризированного урока, правда, существуют нормы времени работы за

компьютером, по которым это делать не рекомендуется.

     При обучении физике  в средней школе, преподаватель  обычно сталкивается со

следующими трудностями:

·  учащиеся не могут представить некоторых явлений, таких как явления

микромира и мира с астрономическими размерами;

·  при изучении некоторого материала изучение его затрудняется незнанием

учащимися математического аппарата, с помощью которого материал может быть

изучен на высоком теоретическом уровне (например, незнание основ

дифференциального и интегрального исчислений при изучении механики);

·  для изучения явления в школе не может использоваться какое-либо

оборудование по причине его дороговизны, громоздкости или небезопасности

(например, явления ядерной и  квантовой физики);

·  явление вообще нельзя наблюдать (например, демонстрация CPT-симметрии).

     Обычно подобные вещи  изучаются либо на низком научном  уровне, либо

объясняются на "на пальцах", либо вообще не изучаются, что ,безусловно,

сказывается на уровне подготовки учеников.

     Численное моделирование - сравнительно новый научный  метод, получивший

развитие благодаря появлению ЭВМ. Суть метода заключается в следующем: на

основе известных законов уже изученных явлений создается математическая модель

- абстрактный объект, подчиняющийся  тем же законам. Математическая  модель,

описанная на языке ЭВМ, получает возможность "ожить". Изменяя некоторые входные

параметры, экспериментатор может проследить за изменениями, происходящими с

моделью. Изменяя время, можно пронаблюдать явление в динамике, причем масштаб

времени модели может быть значительно меньше реального, что позволяет в течение

нескольких минут пронаблюдать явление, на наблюдение которого в реальности

пришлось бы затратить годы. Основное преимущество метода заключается в том, что

он позволяет не только пронаблюдать, но и предсказать результат эксперимента

при каких-то особых условиях. Благодаря этой возможности описанный метод нашел

применение в биологии, химии, социологии, экологии, физике, экономике и многих

других сферах знания.

     Метод численного  моделирования имеет следующие  преимущества перед другими

традиционными методами:

·  дает возможность смоделировать эффекты, изучение которых в реальных

условиях невозможно, либо очень затруднительно по технологическим причинам,

позволяет моделировать и изучать явления, предсказываемые любыми теориями;

·  является экологически чистым и не представляет опасности для природы и

человека;

·  обеспечивает наглядность;

·  доступен в использовании.

     Как было уже отмечено, кроме демонстраций, возможно применение  компьютерного

моделирования для проведения лабораторных работ, экспериментальная установка в

которых представлена компьютерной моделью явления. Осуществление такого рода

работ может быть продиктовано сложностью, дороговизной или небезопасностью

оборудования и самого эксперимента. Таковы многие эффекты квантовой физики и

физики ядра. Нередко проблемы, связанные с оборудованием, с которыми

сталкивается преподаватель при проведении рядового лабораторного практикума,

могут быть решены заменой его компьютерной лабораторной работой, хотя это,

безусловно, имеет свои минусы.

     Еще одна специфическая  роль моделирования на компьютере  может быть

реализована в классах с углубленным изучением предмета, так как требует

немалого времени, - это решение задач, близких к реальным условиям, но которые

не могут быть решены с достаточной точностью аналитически. По сути- это задачи

на решение численными методами. Подобного рода задачи собраны в задачнике

"Задачи по физике для компьютера." Э.В. Бурсиана.

     Такие занятия могут  проводиться как практикум, в  ходе которого ученики должны

составить математическую модель изучаемого явления, реализовать ее на

компьютере, а затем выполнить с такой моделью ряд экспериментов. При этом

активизируются знания теоретического материала, ученик активно вовлекается в

творческую деятельность, что существенно увеличивает результативность учебного

процесса.

     Практикум организуется  как совокупность занятий по  изучению основ физических

теорий, математических методов, выполнить и в ходе теоретических занятий должны

уяснить, как модели практикума могут быть реализованы, какие эффекты

существенны в данном явлении, какие- не очень, и ими можно будет пренебречь,

для каждой модели необходимо записать соответствующие законы физики.

     Все это способствует  закреплению у учеников знаний  законов и более глубокому

их пониманию, совершенствует навыки работы с математическим аппаратом.

"Обратный эксперимент" способствует  также развитию у учащихся  теоретического

мышления.

     Помимо этого могут  быть достигнуты и побочные, не имеющие к физике прямого

отношения цели,- практикум по физическому моделированию не возможен без

изучения методов вычислительной математики, и, конечно, основ программирования

ЭВМ.

     В методическом плане  практикум по компьютерному моделированию  преследует

следующие цели:

·  изучение физических законов;

·  изучение математических методов физики;

·  развитие теоретического мышления у учащихся;

·  развитие представлений о макро- и микромирах и явлениях в них;

·  воспитания у учащихся чувства рационального.

     Такие практикумы  имеют тесные межпредметные связи с курсами алгебры и начал

математического анализа и основ информатики и вычислительной техники.

     §2. Компьютерные средства  активизации работы учащихся  на уроках математики

     Известно, что учитель  в процессе своей работы должен  не только передавать

учащимся определенный объем информации, но и стремиться сформировать у своих

подопечных потребность самостоятельно добывать знания, применяя различные

средства, в том числе компьютерные. Чем лучше организована самостоятельная

познавательная активность учащихся, тем эффективнее и качественнее проходит

обучение. Компьютер позволяет повысить самостоятельность работы учащихся,

которая необходима для перевода знаний извне во внутреннее достояние школьника,

учитель может варьировать формы контроля над усвоением учебного материала. Это

можно проиллюстрировать использованием компьютера при изучении темы "Применение

определенного интеграла к вычислению площадей" на уроках математики. Подходящим

программным средством в качестве компьютерной поддержки темы может

использоваться электронные таблицы EXCEL. Разработка в ней задачи

интегрирования позволяет, во-первых, освоить многие операции, изучаемые в

программном средстве по предмету информационных технологий, и, во-вторых,

закрепить материал по интегрированию в приложении к вычислению площадей. Тем

самым значительно сокращаются затраты учебного времени по общим предметам.

Программная разработка в EXCEL состоит из набора изучаемых функций; степенных,

показательных, тригонометрических, для которых предлагается ввести

соответствующие числовые коэффициенты и пределы интегрирования. В соседний

столбец для каждой функции выведены формулы для вычисления первообразных с

указанными коэффициентами и пределами интегрирования. После выбора функций

значения интегралов и соответствующих им площадей рассматриваются

автоматически. На графики выводятся подынтегральная функция и первообразная.

Таким образом, имеется возможность графически и численно проанализировать

характер функций и влияние на значение площади, то есть выполнить компьютерное

моделирование. Поскольку первообразные находятся учащимися "ручным" способом и

в электронную таблицу вводятся предварительно выведенные формулы, то работа с

компьютером не сводится к механическим операциям и предполагает углубленное

знакомство со свойствами функций и приобретения навыков их интегрирования. При

этом представляется возможным дифференцировать темпы работы, обеспечить ее

вариативность. Освоение программной среды становится более заинтересованным и

эффективным.

    

  §3. Тестирование с  помощью компьютера на уроках  русского языка 

     Чтобы научиться хорошо плавать необходимо плавать, чтобы научиться хорошо и

правильно писать, - надо писать, читать и работать со своими и чужими текстами.

Поэтому идея создания полностью компьютеризированного курса русского языка

представляется абсурдной, но оказать большую помощь в его изучении учителю и

ученику компьютерные технологии все же могут. Основное направление на этом пути

- создание справочно-тестирующих  программ-тренажеров. В качестве  примера можно

назвать компьютерную обучающую систему "Грамотей" екатеринбургской фирмы