Введение

Использование технологических инструментов в общих областях содержания образования

Интеграция технологий определяется как использование технологий для расширения и поддержки образовательной среды. Интеграция технологий в классе также может поддерживать учебный процесс, предоставляя учащимся возможность выполнять задания на компьютере, а не традиционным способом – карандашом и бумагой. В более широком смысле, интеграция технологий может относиться к использованию интеграционной платформы и интерфейса прикладного программирования (API) в управлении школой для объединения разрозненных SaaS (Software As A Service) приложений, баз данных и программ, используемых образовательным учреждением, чтобы их данные могли обмениваться в режиме реального времени во всех системах учебного заведения, тем самым способствуя обучению студентов за счет повышения качества данных и расширения доступа к ним для преподавателей и сотрудников. "Интеграция учебного плана с использованием технологий предполагает внедрение технологий в качестве инструмента для повышения эффективности обучения в конкретной области содержания или в междисциплинарной среде. Эффективная интеграция технологий достигается, когда учащиеся могут выбирать технологические инструменты, которые помогут им своевременно получать информацию, анализировать и синтезировать ее, а также профессионально представлять ее реальной аудитории. Технологии должны стать неотъемлемой частью функционирования класса – такими же доступными, как и любые другие учебные инструменты. В центре внимания каждого урока или модуля должен быть результат обучения, а не сама технология". Интеграция технологий в стандартный учебный план может не только дать учащимся ощущение контроля, но и позволит им осваивать более сложные темы в широком спектре областей. Однако эти технологии требуют инфраструктуры, постоянного обслуживания и ремонта – одного из многих определяющих факторов того, как эти технологии могут быть использованы в учебных целях и будут ли они успешными. Примеры инфраструктуры, необходимой для эксплуатации и поддержки интеграции технологий в школах, включают в себя, на базовом уровне, электроснабжение, интернет-провайдеров, маршрутизаторы, модемы и персонал для обслуживания сети, помимо первоначальной стоимости аппаратного и программного обеспечения. Стандартные учебные программы с интеграцией технологий могут предоставлять инструменты для углубленного изучения широкого круга тем. Интеграция информационно-коммуникационных технологий часто подвергается тщательному мониторингу и оценке в связи с современной тенденцией к подотчетности, обучению, ориентированному на результат, и стандартизации оценки. Интеграция технологий в некоторых случаях может быть проблематичной. Высокое соотношение числа учащихся к числу технологических устройств, как было показано, может затруднять или замедлять процесс обучения и выполнения заданий. В некоторых случаях, взаимодействие учащихся в парах с использованием интегрированных технологий способствовало развитию более кооперативных социальных отношений. Успех или неудача интеграции технологий во многом зависит от факторов, не связанных непосредственно с технологией. Доступность подходящего программного обеспечения для интегрируемой технологии также является проблемой с точки зрения доступности программного обеспечения для учащихся и преподавателей. Технологии способствуют глобальному развитию и разнообразию в классах, помогая развивать базовые навыки, необходимые учащимся для освоения более сложных концепций. Чтобы технологии оказали влияние на образовательную систему, учителя и учащиеся должны иметь доступ к ним в контексте, который является культурно релевантным, учитывает особенности учащихся и имеет значение для их учебной практики, а также способствует качественному обучению и активному вовлечению учащихся в учебный процесс.

История

Термин "образовательные технологии" использовался в США в послевоенный период для интеграции таких средств, как киноплёнки, слайд-проекторы, языковые лаборатории, аудиозаписи и телевидение. В настоящее время компьютеры, планшеты и мобильные устройства, внедряемые в учебный процесс в образовательных целях, чаще всего называют "современными" образовательными технологиями. Образовательные технологии постоянно эволюционируют, и ранее к ним относили даже сланцевые доски, которые использовались учениками в первых школах в конце XIX – начале XX веков. Фраза "образовательные технологии", представляющая собой сочетание понятий "технологии" и "образование", используется для обозначения наиболее передовых технологий, доступных для обучения и преподавания в конкретную эпоху. В 1996 году Закон о телекоммуникациях обеспечил системные изменения, необходимые для гарантирования равных образовательных возможностей благодаря внедрению новых технологий в сферу образования. Этот закон предусматривает доступный доступ и обслуживание современных телекоммуникационных услуг для государственных школ и библиотек. Многие компьютеры, планшеты и мобильные устройства, используемые сегодня в классах, работают через подключение к Интернету, особенно те, которые основаны на приложениях, например, планшеты. Школы, расположенные в регионах с высокими затратами и в неблагополучных районах, должны были получать более высокие скидки на телекоммуникационные услуги, такие как Интернет, кабельное и спутниковое телевидение, а также на услуги по управлению. Эти устройства предоставляют учителям и ученикам доступ к Всемирной паутине, а также к разнообразным программным приложениям.

Педагогика

Интеграция электронных устройств в классы рассматривается как возможное решение для расширения доступа к образованию для учащихся и сокращения разрыва в успеваемости, обусловленного цифровым неравенством. Называется несколько причин для внедрения высокотехнологичного оборудования и программного обеспечения в школы, таких как (1) повышение эффективности и продуктивности школ по сравнению с текущим уровнем, (2) трансформация обучения и преподавания в увлекательный и активный процесс, связанный с реальной жизнью, при достижении этой цели, и (3) подготовка нынешнего поколения молодежи к будущему рынку труда. Компьютеры предоставляют доступ к графике и другим функциям, которые учащиеся могут использовать для проявления своей креативности. К другим эффективным инструментам технологической интеграции относятся проекторы, системы опроса учащихся (кликеры), подкасты, цифровые камеры, смартфоны, планшеты, цифровые медиа и блоги. Примерами технологической интеграции также являются системы хранения переводов (translation memories) и интеллектуальные компьютерные программы перевода – одни из новейших разработок, меняющих область лингвистики.

Парадигмы

Большинство исследований в области интеграции технологий критиковались за отсутствие теоретической базы и спонтанность, обусловленные скорее возможностями технологий, чем потребностями педагогики и содержания учебного предмета. В 2012 году Армстронг утверждал, что мультимедийная передача ограничивает обучение простым содержанием, поскольку сложно донести сложный материал посредством мультимедиа. Одним из подходов к решению этой проблемы является фреймворк, описывающий структуру знаний учителя, необходимых для успешной интеграции технологий. Фреймворк технологико-педагогических знаний контента, или TPACK, в последнее время получил положительные отзывы. Еще одной моделью, используемой для анализа интеграции технологий, является SAMR, разработанная Рубеном Пуэнтедурой. Эта модель стремится оценить уровень интеграции технологий по четырем уровням, переходящим от усиления к трансформации: замена, расширение, модификация и переопределение.

Конструктивизм

Конструктивизм является важнейшим компонентом интеграции технологий. Это теория обучения, описывающая процесс, посредством которого учащиеся самостоятельно строят свои знания через сотрудничество и обучение, основанное на исследовательской деятельности. Согласно этой теории, учащиеся глубже усваивают материал и дольше его запоминают, когда имеют возможность влиять на то, что и как они изучают. Таким образом, обучение, основанное на исследовательской деятельности, предполагает изучение вопроса, имеющего личную значимость и цель, поскольку он напрямую связан с тем, кто ищет знания. Как утверждал Жан Пиаже, конструктивистское обучение опирается на четыре стадии когнитивного развития. На этих стадиях дети должны активно участвовать в процессе обучения и создавать значимые продукты, чтобы сформировать четкое понимание. Эти продукты являются отражением знаний, приобретенных в результате самостоятельного обучения. Учащиеся выступают в роли активных лидеров в своем обучении, и обучение направляется самими учащимися, а не преподавателем. Многие учителя используют конструктивистский подход в своих классах, выполняя одну или несколько ролей: фасилитатора, соавтора, разработчика учебных программ, члена команды, создателя сообщества, образовательного лидера или поставщика информации.

Противоречия

Существует продолжающаяся дискуссия об эффективности использования компьютеров в классе в отношении обучения и успеваемости учащихся. В докладе Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) "Студенты, компьютеры и обучение: установление связи" подчеркивается, что, хотя доступ к компьютерам дома широко распространен, использование компьютеров в школах различается. В частности, в 2012 году 96% 15-летних учащихся в странах ОЭСР сообщили, что у них есть компьютер дома, но только 72% сообщили об использовании настольного компьютера, ноутбука или планшета в школе. Лишь 42% учащихся в Корее и 38% учащихся в Шанхае (Китай) сообщили, что используют компьютеры в школе, при этом Корея и Шанхай (Китай) были среди лидеров в тестах по цифровому чтению и математике с использованием компьютера в рамках Программы ОЭСР по международной оценке учащихся (PISA) в 2012 году. Такие страны, как Корея и Шанхай (Китай), где использование компьютеров в школах менее распространено, достигли высоких результатов в тестах по цифровому чтению и математике с использованием компьютера. С другой стороны, в странах с более широким использованием интернета для школьных заданий наблюдается снижение успеваемости по чтению с течением времени, что зафиксировано по результатам PISA. Школы по всей территории Соединенных Штатов взяли на себя обязательство внедрять технологии в учебный процесс, но исследования и политика в области образования не дают однозначного ответа на вопрос, помогают или препятствуют технологии успеваемости и творчеству учащихся. Стремление вовлечь учащихся в работу с экраном усилилось во время пандемии COVID-19, когда были внедрены модели дистанционного и смешанного обучения. Многие преподаватели и исследователи считали интеграцию компьютеров в класс сложной задачей из-за сложной взаимосвязи между творчеством и технологиями. В работе "Креативность и технологии в обучении" Дана Хенриксен и др. подчеркивают отсутствие общих оснований и интеграции исследований в понимании того, как креативность и технологии пересекаются в образовательной практике. Разрыв между исследованиями и реалиями в классе, противоречивые требования заинтересованных сторон и различные определения креативности в значительной степени способствуют спорам, вызванным технологиями в обучении. В статье предлагается привлекать практиков к исследованиям, сокращать разрыв между теорией и практикой и проводить прикладные исследования для решения проблем, связанных с внедрением креативности и технологий в классе. Таким образом, в отношениях между технологиями и обучением отсутствует консенсус и общее понимание как внутри, так и между различными дисциплинами и областями исследований. Чрезмерная зависимость от компьютеров может снизить человеческое взаимодействие и навыки межличностного общения. Несмотря на обширные исследования взаимодействия в онлайн-обучении, преподавателям часто трудно воссоздать тот же уровень вовлеченности, что и при очном обучении. Межличностное взаимодействие, важный, но сложный аспект онлайн-обучения, остается проблемой. Исследование "Целенаправленное межличностное взаимодействие в онлайн-обучении: что это такое и как оно измеряется?" Скотта Мехолла из Блумсбургского университета направлено на предоставление нового взгляда на межличностное взаимодействие в онлайн-обучении, которое называется целенаправленным межличностным взаимодействием (PII). Изучив различные типы межличностного взаимодействия, выделенные в существующей литературе, авторы обнаружили, что можно определить те, которые приводят к улучшению результатов обучения. PII включает три основных типа взаимодействия: целенаправленное межличностное взаимодействие в процессе обучения, целенаправленное социальное взаимодействие и поддерживающее взаимодействие. Эти взаимодействия связаны с важными результатами обучения, такими как восприятие обучения, удовлетворенность и академические достижения. В заключение, чрезмерный акцент на обучении с использованием компьютера может привести к снижению этих ценных социальных взаимодействий.

Интерактивные доски

Интерактивные доски используются во многих школах в качестве замены обычным доскам и предоставляют учащимся возможность взаимодействовать с материалом на компьютере. Кроме того, некоторые программы для интерактивных досок позволяют учителям записывать свои уроки. 3D-виртуальные среды также используются с интерактивными досками, чтобы учащиеся могли взаимодействовать с 3D-виртуальными учебными объектами, используя кинестетику и тактильную обратную связь в классе. Примером использования этой технологии является проект с открытым исходным кодом Edusim. Компания Decision Tree Consulting (DTC), международная исследовательская компания, провела исследование для отслеживания мирового рынка интерактивных досок. Согласно результатам, интерактивные доски остаются крупнейшей технологической революцией в образовании. По всему миру установлено более 1,2 миллиона досок, и прогнозируется, что к 2011 году интерактивные доски будут установлены более чем в 5 миллионах классов. Самым крупным регионом является Америка, за которой следует EMEA. Мексиканский проект Enciclomedia по оснащению 145 000 классов стоимостью 1,8 миллиарда долларов является крупнейшим в мире проектом в области образовательных технологий. Интерактивные доски поддерживают различные стили обучения, такие как визуальный, тактильный и аудиальный. Интерактивные доски – это еще один способ расширения использования технологий в школах, помогающий учителям вовлекать учеников в обучение через кинестетические методы и находить различные способы обработки информации в классе.

Системы реагирования

Системы отклика студентов состоят из портативных устройств дистанционного управления или отклик-падов, которыми управляют отдельные студенты. Инфракрасный или радиочастотный приемник, подключенный к компьютеру учителя, собирает данные, отправленные студентами. Система оценки успеваемости в классе (CPS), после настройки, позволяет учителю задавать вопросы студентам в различных форматах. Затем студенты используют отклик-пад для отправки своего ответа на инфракрасный датчик. Данные, собранные этими системами, доступны учителю в режиме реального времени и могут быть представлены студентам в виде графика на ЖК-проекторе. Учитель также может получить доступ к различным отчетам для сбора и анализа данных об успеваемости студентов. Эти системы используются в курсах высшего образования с 1970-х годов и стали популярными в школах K-12 с начала XXI века. Системы отклика аудитории (ARS) могут помочь учителям более эффективно анализировать и использовать обратную связь от студентов. Например, с помощью polleverywhere.com студенты отправляют ответы текстовыми сообщениями с мобильных устройств для разминки или контрольных вопросов. Класс может быстро просматривать коллективные ответы на вопросы с множественным выбором в электронном виде, что позволяет учителю дифференцировать обучение и определить, где студентам требуется наибольшая помощь. Сочетание ARS с взаимным обучением посредством совместных обсуждений также оказалось особенно эффективным. Когда студенты индивидуально отвечают на концептуальный вопрос в классе, обсуждают его с соседями, а затем снова голосуют за тот же или концептуально похожий вопрос, процент правильных ответов студентов обычно увеличивается, даже в группах, где изначально никто не дал правильного ответа. Мобильное устройство – это, по сути, любое портативное устройство с доступом в Интернет, включая планшеты, смартфоны, мобильные телефоны, электронные книги и MP3-плееры. Поскольку мобильные устройства становятся все более распространенными личными устройствами для учащихся K-12, некоторые педагоги стремятся использовать загружаемые приложения и интерактивные игры для облегчения обучения. Эта практика может вызывать споры, поскольку многие родители и педагоги опасаются, что студенты будут отвлекаться, так как учителя не могут контролировать их деятельность. Это может помочь студентам сохранять концентрацию в течение более длительного времени. Использование компьютеров для поиска информации/данных экономит время, особенно при доступе к такому всеобъемлющему ресурсу, как Интернет, для проведения исследований. Эта экономия времени может помочь студентам дольше сосредотачиваться на проекте, чем при использовании книг и бумажных ресурсов, и способствует развитию более эффективного обучения посредством исследований и изучения.

COVID-19

COVID-19 изменил представление многих учителей, которым пришлось адаптироваться к онлайн-среде, когда очное взаимодействие стало невозможным во время пандемии COVID-19. Это привело к серьезным сбоям в школах, колледжах и университетах по всему миру, повлияв на привычный уклад традиционного образования. Экстренное преподавание отличается от онлайн-обучения, где учителя подготовлены и способны преподавать, поскольку обладают необходимыми знаниями и инструментами, такими как компьютерная и цифровая грамотность. Коммуникация между учащимися и учителями/сотрудниками учебных заведений стала менее регулярной, чем при очном общении. Данный план определяет видение, заключающееся в "использовании знаний в области обучения и современных технологий для создания увлекательного, актуального и персонализированного опыта обучения для всех учащихся, отражающего их повседневную жизнь и реальность будущего. В отличие от традиционных уроков в классе, это требует, чтобы учащиеся находились в центре внимания и были поощряемы к самостоятельному управлению своим обучением, обеспечивая гибкость в различных аспектах". <blockquote>Shulman (1986, 1987) утверждает, что компетенции учителя должны включать знание содержания предмета, педагогические знания, знание педагогического содержания, знание учебных программ, знание характеристик учащихся, знание образовательного контекста, образовательных результатов, целей, ценностей, а также философских и исторических основ образования. CyberHunt, или интернет-квест, – это проектная деятельность, помогающая учащимся получить опыт в исследовании и поиске информации в интернете. В рамках CyberHunt студентам может быть предложено взаимодействовать с веб-сайтом (например, играть в игру или смотреть видео), записывать краткие ответы на вопросы учителя, а также углубленно изучать и писать о заданной теме. Существуют два основных типа CyberHunt: простое задание, в котором учитель разрабатывает серию вопросов и предоставляет учащимся гиперссылку на URL, содержащий ответ, и более сложное задание, направленное на развитие и совершенствование навыков поиска информации в интернете, где учителя задают вопросы, на которые учащиеся должны ответить с помощью поисковой системы.

УМНО

Web-based Inquiry Science Environment (WISE) – это платформа для создания научно-исследовательских проектов для учащихся средних и старших классов с использованием доказательств и ресурсов из сети Интернет. Финансируемый Национальным научным фондом США, WISE разрабатывался в Калифорнийском университете в Беркли с 1996 года и по настоящее время. Научно-исследовательские проекты WISE включают в себя разнообразные элементы, такие как онлайн-дискуссии, сбор данных, графические работы, построение аргументов, обмен ресурсами, создание концептуальных карт и другие встроенные инструменты, а также ссылки на релевантные веб-ресурсы. Это исследовательская система управления обучением с открытым исходным кодом, основанная на методе исследования, включающая в себя среду обучения для студентов, среду разработки проектов, инструмент оценивания, а также инструменты управления пользователями, курсами и контентом.

Виртуальная экскурсия

Виртуальная экскурсия – это веб-сайт, который позволяет учащимся знакомиться с местами, идеями или объектами, выходящими за рамки школьного класса. Виртуальная экскурсия – отличный способ дать учащимся возможность исследовать и изучать новую информацию. Этот формат особенно полезен и выгоден, поскольку позволяет школам снижать затраты. Виртуальные экскурсии могут быть более удобными для детей младшего возраста, так как не требуется сопровождение и надзор взрослых. Однако виртуальная экскурсия не дает детям возможности получить практический опыт и социальное взаимодействие, которые возможны и происходят во время настоящей экскурсии. Педагогу следует использовать наглядные материалы, чтобы углубить понимание материала, представленного и изученного в ходе виртуальной экскурсии. Это структурированное исследование в сети Интернет, которое объединяет коллекцию предварительно отобранных, тематически связанных веб-страниц в организованный онлайн-обучающий опыт.

Портфолио

Электронное портфолио – это собрание работ студента, демонстрирующее его достижения в одной или нескольких областях на протяжении определенного времени. Типичное студенческое электронное портфолио может включать в себя творческие работы, картины, фотографии, математические исследования, музыку и видеоматериалы. Это также собрание работ, выполненных в различных условиях и в разные периоды времени. Портфолио может способствовать обучению, предоставляя студентам и преподавателям возможность систематизировать, сохранять и представлять свои работы.