Содержание к диссертации
В В Е Д Е Н И Е 3
Глава 1. Теоретические основы активизации мыслительных процессов уча щихся при решении экспериментальных задач на лабораторных практикумах. 11
1.1 Сущность и условия активизации мыслительных процессов уча щихся в условиях развивающего обучения. 11
1.2. Роль и место экспериментального метода в активизации мыслительных процессов учащихся. 31
Выводы по первой главе 50
Глава 2. Обеспечение активизации мыслительных процессов учащихся в ходе выполнения лабораторных практикумов с использованием ЭВМ 51
2.1. Современное состояние использования информационных технологий в активизации мыслительных процессов учащихся. -51
2.2. Технология применения компьютеров при проведении лабораторных практикумов. 70
Выводы по второй главе 84
Глава 3. Экспериментальное исследование активизации мыслительных процессов учащихся при выполнении лабораторных практикумов—85
3.1 Организация опытно - экспериментальной работы и выбор методов экспериментального исследования 85
3.2 Дидактические условия активизации мышления учащихся в экспериментальной деятельности. 101
3.3 Анализ результатов педагогического эксперимента 118
Выводы по третьей главе 128
Заключение 129
Библиография. 132
Приложения. 147
Введение к работе
Актуальность исследования. Современный период развития цивилизованного общества по праву называют эпохой информатизации. Одним из главных направлений данного процесса является информатизация образования, обеспечивающая широкое внедрение в практику психолого-педагогических разработок, реализацию идей развивающего обучения, совершенствование форм и методов организации учебного процесса, обеспечивающих переход от механического усвоения фактологических знаний к овладению умением самостоятельно приобретать новые знания. Приход новых информационных технологий означает новую эру в образовании. Из пассивного участника процесса образования ученик превращается в активного и самостоятельного экспериментатора, исследователя неизвестного.
Поиски эффективных форм и методов обучения учащихся во многом направлены на активизацию мыслительных процессов новыми технолого-методическими подходами, ориентированными на разработки новых информационных технологий.
Использование аппаратных средств и методов информационных технологий создает новые перспективы в воплощении идей развивающего обучения, особенно при проведении лабораторных практикумов по предметам естественнонаучного цикла (физики, биологии, химии).
Необходимость использования в практике педагогической деятельности лабораторных работ и практикумов обусловлено и тем, что экспериментальный метод является средством получения информации, главные свойства его - обучение в деятельности, доказательность науки, наглядность источника знаний об окружающей среде. Таким образом, практикумы являются важным условием активизации процессов мыслительной деятельности учащихся, воспитания устойчивого интереса к изучаемым предметам, а также формирования представлений о практическом применении полученных теоретических знаний.
Исследованиям, связанным с механизмами активизации мыслительных процессов учащихся при традиционном обучении, посвящены работы многих авторов в самых различных аспектах: психологическом (Л.И. Божович, Я.П. Гальперин В.В. Давыдов, А.Н. Леонтьев, Ф.К. Марков, С.Л. Рубинштейн); дидактическом (Ю.К. Бабанский, О.С. Гребенюк, В.В. Давыдов, М.И. Мах-мутов, B.C. Ильин, Г.И. Щукина) и методическом (Л.И.Анциферов, В.Г.Гайфуллин, Л.И. Малафеев, Р.Х. Мингазов, Д.И. Пеннер, В.Г. Разумовский, А.В. Усова, Н.М. Зверева).
В полной мере это относится и к опыту программированного обучения, который при всех своих издержках дал немало ценных идей и результатов исследований в области компьютерного обучения (Е.И. Машбиц, O.K. Тихомиров, Н.Ф. Талызина, Б.С. Гершунский).
Ряд исследований посвящен изучению проблемы повышения познавательной активности учащихся на уроках с использованием ЭВМ (Э.В. Бурси-ан, В.А.Извозчиков, А.Н.Матвеева, А.Д.Ревунов В. Савинко, А.В. Шведков-ский и др.). Однако анализ педагогической и методической литературы показывает, что несмотря на большое количество трудов, посвященных изучению проблем активизации мыслительных процессов, работы, изучающие развитие мыслительных процессов учащихся при выполнении лабораторных практикумов с использованием ЭВМ, оказываются единичными и недостаточно раскрывают возможности цифровой техники в активизации мыслительных процессов при проведении учебного эксперимента по предметам естественнонаучного цикла.
В опубликованных трудах по использованию компьютеров, в лабораторных работах и лабораторных практикумах исследуются пути их применения для различных целей: для интенсификации процессов вычислений, для обработки результатов на линии связи с экспериментальной установкой, когда ЭВМ становится как бы ее частью, входя в экспериментальную установку, и для компьютерного моделирования процессов, трудно осуществимых в рамках школьной программы с целью изучения их в виртуальном варианте.
Таким образом, появление ЭВМ позволило в значительной степени повысить эффективность обучения, однако подавляющее большинство программных средств и методик их применения ориентировано на содержательный компонент образования.
Дидактические условия же использования компьютерной техники в активизации мыслительных процессов учащихся при выполнении лабораторных практикумов до сих пор оставались вне поля зрения исследователей.
В научно-теоретическом плане актуальность нашего исследования определяется необходимостью разрешения противоречия между имеющимися потенциальными возможностями активизации мыслительных процессов учащихся при выполнении лабораторных практикумов с использованием ЭВМ и отсутствием научно обоснованных дидактических условий, необходимых для реализации этих возможностей.
Следовательно, проблема предпринятого нами исследования заключается в определении комплекса дидактических условий активизации мыслительных процессов при выполнении лабораторных практикумов с использованием ЭВМ.
Вышеизложенные обстоятельства дают нам возможность сформулировать тему исследования: «Дидактические условия активизации мыслительных процессов учащихся при выполнении лабораторных практикумов с использованием ЭВМ».
В исследование введено ограничение: рассматривая проблему активизации мыслительных процессов учащихся при использовании ЭВМ в преподавании предметов естественнонаучного цикла, мы ограничились такой формой организации учебной деятельности, как лабораторный практикум.
Цель исследования: выявить, теоретически обосновать и экспериментально апробировать комплекс дидактических условий, обеспечивающих активизацию мыслительных процессов учащихся при выполнении лабораторных практикумов с использованием ЭВМ.
Объект исследования: учебно-воспитательный процесс, ориентированный на активизацию мыслительных процессов учащихся при выполнении лабораторных практикумов с использованием ЭВМ.
Предмет исследования: дидактические условия активизации мыслительных процессов учащихся при выполнении лабораторных практикумов с использованием ЭВМ.
Гипотеза исследования: эффективность активизации мыслительных процессов учащихся при выполнении лабораторных практикумов с использованием ЭВМ повысится, если:
1. Разработан и обоснован комплекс дидактических условий, включающий:
- использование разработок новых информационных технологий в лабораторном практикуме, которое обеспечивает положительную мотивацию изучения предметов естественнонаучного цикла;
- выполнение заданий лабораторных практикумов с использованием ЭВМ, являющееся в свою очередь средством стимулирования самостоятельной деятельности учащихся, решения ими проблемных задач;
- использование ЭВМ в учебном процессе обуславливается:
а) возможностями учебного материала;
б) содержанием и характером учебно-воспитательных задач;
в) возможностями ЭВМ как средства обучения и формами его использования;
- осуществление продуктивного вида общения, одним из аспектов которого является возможность сделать более доступным процесс мышления.
2. Проанализирована структура процесса мышления (образы, представления, понятия, анализ, синтез, абстракция, прогнозирование и др.) с акцентом на педагогических аспектах проблематики и разработана наиболее полно развивающих методика применения ЭВМ.
3. Обеспечена реализация задач, выполняемых лабораторным практикумом в комплексе задач, решаемых учебным экспериментом (задачи, направленные на приобретение и усвоение знаний; задачи, развивающие личностные качества, мышление; задачи, способствующие овладению методологическими знаниями и др.).
4. Достигнуто соответствие между комплексом заданий, решаемых учащимися в ходе выполнения лабораторных практикумов, и необходимым уровнем усвоения материала.
5. Создан алгоритм обработки результатов измерений и наблюдений лабораторных практикумов по предметам естественнонаучного цикла как количественного, так и качественного характера.
В соответствии с целью и гипотезой в ходе исследования решались следующие задачи:
1. Осуществить теоретический анализ философской, психоло- педагогической и методической литературы, а также проанализировать педагогический опыт учителей с целью определения дидактических условий активизации мыслительных процессов учащихся.
2. На основе анализа работ, посвященных использованию ЭВМ в учебном процессе, определить возможности применения компьютерной техники в активизации мыслительных процессов учащихся.
3. Разработать методику применения ЭВМ в лабораторном практикуме и алгоритм обработки результатов измерений и наблюдений лабораторных практикумов по предметам естественнонаучного цикла как количественного, так и качественного характера, направленных на активизацию мыслительных процессов учащихся.
4. Определить критерии и показатели активизации мыслительных процессов учащихся.
5. Разработать, обосновать и экспериментально проверить дидактические условия, обеспечивающие активизацию мыслительных процессов учащихся при выполнении лабораторных практикумов с использованием ЭВМ.
Методологической основой исследования являются теория развивающего обучения, учение о деятельностной природе личности (Б.Г.Ананьев, А.Н.Леонтьев, С.Л.Рубинштейн), философско-педагогические теории формирования личности (Л.С.Выготский, В.В.Давыдов, К.К. Платонов, С.Л.Рубинштейн) и месте компьютерного обучения в повышении творческой активности учащихся, методология наук естественнонаучного цикла (А.А.Покровский, Т.Н.Шамало, А.Т.Глазунов, В.Г. Гайфуллин), теоретические обобщения и тенденции в развитии общей и частной дидактики.
В работе использовались следующие методы исследований: теоретический анализ философской, психолого-педагогической и методической литературы по проблеме исследования; анализ процесса обучения предметам естественнонаучного цикла в практике работы школы; педагогические наблюдения за деятельностью учителей и школьников при постановке и выполнении лабораторных практикумов; методы бесед, опросов, тестирования; проведение педагогического эксперимента с последующей статистической обработкой результатов.
Исследовательская работа проводилась в три взаимосвязанных этапа: На первом этапе (1993-1994 гг) проводился поисковый педагогический эксперимент, в ходе которого выяснилось состояние исследуемой проблемы в теории и практике обучения, формулировалась рабочая гипотеза исследования и разрабатывались экспериментальные методики.
На втором этапе (1994-1995 гг) было продолжено изучение психолого-педагогической литературы, осуществлялся педагогический эксперимент по проверке эффективности разработанной методики использования ЭВМ в ходе проведения практикумов по циклу предметов естествознания: химии, физики, биологии. В процессе научного эксперимента применялась теоретически разработанная методика проведения практикумов с использованием ЭВМ, различные формы повышения активности мыслительной деятельности (внутренние мотивы личности, формирование познавательных потребностей, повышение интереса, усвоение знаний) учащихся. Результаты обучающего эксперимента анализировались путем сравнения уровня знаний учащихся контрольных и экспериментальных классов.
На третьем этапе (1995-2003 гг) проводился обучающий эксперимент, обрабатывались полученные данные, делались выводы и заключения, оформлялись результаты диссертационной работы.
Научная новизна исследования:
1. Осуществлен теоретический анализ философской, психоло- педагогической и методической литературы, а также педагогического опыта учителей с целью определения дидактических условий активизации мыслительных процессов учащихся.
2. Разработан и теоретически обоснован комплекс дидактических условий, обеспечивающий активизацию мыслительных процессов учащихся при выполнении лабораторных практикумов с использованием ЭВМ.
Теоретическая значимость исследования заключается в том, что:
1. Выявлены и экспериментально апробированы дидактические условия, обеспечивающие активизацию мыслительных процессов учащихся при выполнении лабораторных практикумов с использованием ЭВМ.
2. Уточнены и дополнены критерии, показатели и уровни активизации мыслительных процессов учащихся.
Практическая значимость исследования:
1. Разработана методика использования компьютерной техники при выполнении лабораторных работ и лабораторных практикумов в средней школе, обеспечивающая активизацию мыслительных процессов учащихся при выполнении лабораторных практикумов с использованием ЭВМ. Разработанная методика применения ЭВМ при выполнении лабораторных практикумов может быть использована преподавателями предметов естественнонаучного цикла.
2. Создан алгоритм обработки результатов измерений и наблюдений лабораторных практикумов по предметам естественнонаучного цикла как количественного, так и качественного характера.
На защиту выносятся следующие положения:
- комплекс дидактических условий обеспечивает активизацию мыслительных процессов учащихся в ходе выполнения лабораторных практикумов с использованием ЭВМ;
- разработанная методика использования ЭВМ в лабораторных практикумах представляет собой научно обоснованное и объективное средство активизации мыслительных процессов учащихся;
- созданный алгоритм обработки результатов измерений и наблюдений на ЭВМ позволяет стимулировать самостоятельную деятельность учащихся в процессе выполнения лабораторных практикумов и эффективность учебно-воспитательного процесса.
Достоверность исследования обеспечивается опорой на фундаментальные положения психолого-педагогических исследований по вопросу активизации мыслительных процессов, разнообразием используемых источников, адекватностью методов исследования поставленным целям и задачам, единством теоретической и экспериментальной частей исследования, проведением научных исследований в единстве с практической деятельностью, применением статистики при обработке экспериментальных данных.
Апробация и внедрение результатов исследования:
Результаты исследования апробированы и используются в практике работы общеобразовательных школ Тукаевского района РТ, на физико-математическом факультете Елабужского госпедуниверситета. Результаты исследования обсуждались на научно-практических конференциях, на республиканских и международных научно—практических конференциях (Орел, 1995г., Елабуга, 1995г., Москва. 2002 г.); на ежегодных конференциях профессорско-преподавательского состава ЕГПУ, КГПУ; на заседаниях и семинарах кафедры.
