Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современные тенденции повышения эффективности учебного процесса в проблемном обучении ... 10
1.1 Современное состояние компьютерных технологий в обучении 10
1.2 Компьютерные модели в повышении эффективности учебного процесса 30
1.3 Применение компьютерных учебных программ при изучений нового материала 48
Выводы по I главе 65
Глава 2. Дидактические основы применения компьютерных моделей в процессе проблемного обучения 66
2.1 Условия эффективного применения учебных компьютерных моделей в системе проблемного обучения бб
2.2 Организация проблемного урока с применением учебных компьютерных моделей 89
Выводы по II главе 114
Глава 3. Организация и результаты педагогического эксперимента 115
3.1 Организационные вопросы педагогического эксперимента 115
3.2 Анализ результатов педагогического эксперимента 132
Выводы по III главе 150
.Заключение 152
Библиография 154
Приложения 172
- Современное состояние компьютерных технологий в обучении
- Компьютерные модели в повышении эффективности учебного процесса
- Условия эффективного применения учебных компьютерных моделей в системе проблемного обучения
- Организационные вопросы педагогического эксперимента
Введение к работе
В последние годы происходят существенные изменения в системе образования. Возникают новые типы учебных заведений, меняются; учебные программы, разрабатываются новые методы, формы и средства обучения. Но неизменными остаются задачи учителя вооружению учащихся глубокими и прочными знаниями и развитию их творческих способностей. Одним из путей решения этих задач является широкое внедрение активных форм и методов обучения, среди которых особое место занимает система проблемного обучения. Различные аспекты проблемного обучения особенно активно исследовались в 60-70 -е годы. Вопросам теории и практики проблемного обучения посвящены труды Т.В.Кудрявцева, И.Я.Лернера, М.И.Махмутова, Д.В.Вилькеева, Т.И.Шамовой3 Г.И.Щукиной АВ.Усобой, В.Оконя и др. Психологическим аспектам проблемного обучения посвящены работы А.А.Вербицкого; АМ.Матюппщна, ТА-Платоновой, С.Л.Рубинштейна
Успешная организация проблемного обучения и в современных условиях остается актуальной проблемой. Роль наглядности и ТСО при этом, по мнению многих ученых (М.И.Махмутов [117; 118; 119], В.Г.Болтянекий [20], В.Г.Гайфуллин [33], Н.М.Шахмаев [195], Р.И.Малафеев [103], Э.Г.Мингазов [125] и др)? весьма велика. Существуют также диссертационные исследования, направленные на раскрытие дидактических особенностей применения средств кино, демонстрационного эксперимента, аудиовизуальных средств обучения и графических средств наглядности при создании проблемных ситуаций [8; 75; 162; 197].
Уже более десяти лет педагогическая общественность ведет серьезный разговор о внедрении новых информационных технологий в сферу образования. Тема эта большая и интересная: идет поиск таких прие-
мов и методов обучения, которые с помощью компьютерных технологий позволили бы повысить эффективность учебно-воспитательного процесса. В развитие данной области педагогики внесли большой вклад известные ученые: В.А.Извозчиков[72; 73], Б.С.Гершунский[Зб]5 В.М.Монахов[127] Н.Ф.Талызина[1б7]и др. По мнению таких исследователей, как Маланюк П.М.> Баткжова З.И., Медведева Л.В.Л Смоляни-нова О.Г., Доманова С.Р., Минина Е.Е., Вострокнутов И.Е. и др., использование компьютера в обучении экономит время учителя, повышает возможность дифференциации обучения учащихся, облегчает восприятие учебного материала и прививает учащимся навыки работы с ЭВМ, позволяет овладевать передовыми методами исследования. В работах перечисленных авторов сделаны попытки раскрыть дидактические условия и особенности разработки компьютерных программ учебного назначения при изучении отдельных учебных предметов. Существуют так же отдельные работы, посвященные методике применения обучающих программ при изучении конкретных разделов и тем предметов школьного цикла [13; 60; 57; 107; 129; 122].
Изучив литературу и проанализировав всевозможные формы и методы применения ЭВМ на уроках, мы пришли к выводу, что не менее актуальными, и относительно неизученными остаются вопросы сочетания компьютерных технологий обучения с методами изучения новой информации в разнообразных методических системах, особенно в проблемном обучении. Анализ работ, посвященных применению компьютеров в учебном процессе,, показал, что в проблемном обучении основные трудности связаны с нахождением способов и приемов создания проблемных ситуаций и подбором проблемных вопросов, с разработкой соответствующего дидаїсгического материала по решению проблем, т.е. проблемных задач и заданий с применением компьютерной техники. В
СБоей практике учителя нуждаются в научно-обоснованных рекомендациях по эффективному применению учебных компьютерных моделей изучаемых явлений при организации проблемного обучения.
Наши исследования и проведенный опрос школьных учителей физики, химии и биологии показали, что проблемное обучение труднее всего организовать при изучении закономерностей и явлений микромира по программе естественнонаучного цикла школьных предметов. А это значит, что при изучении таких крупных разделов физики, как 'Электродинамика", «Квантовая физика", биологии "Основы цитологии", химии "Свойства металлов" и т.д. организация проблемного обучения сводится к минимуму., что, естественно^ сужает огромные возможности проблемного обучения по повышению результативности учебного процесса. Многие из введенных в этих разделах понятий абстрактны и сложны при изучении, механизм физических, химических и биологических процессов невозможно наблюдать непосредственно, именно поэтому большую пользу в организации проблемного обучения предметов естественнонаучного цикла может оказать использование компьютерных моделей.
Анализ литературы, отражающей различные аспекты применения ЭВМ при изучении нового материала, позволяет сделать вывод о том, что на фоне публикаций, посвященных данной проблеме, оказались недостаточно исследованными аспекты применения при организации проблемного обучения электронно-вычислительных машин. Вопросы, связанные с определением необходимых дидактических условий, обеспечивающих эффективность применения ЭВМ в проблемном обучении, остались вне поля зрения исследователей.
Таким образом, выявляется противоречие между объективной необходимостью использования компьютерных моделей изучаемых объею*
тов в проблемном обучении предметов естественного цикла школьного курса, с одной стороны, и неразработанностью дидактических условий неэффективного применения, с другой.
Следовательно., проблема предпринятого нами исследования заключается в определении совокупности дидактических условий, обеспечивающих эффективность применения моделей изучаемых явлений и процессов;, реализованных на ЭВМ, при организации проблемного обучения и гарантирующих повышение эффективности обучения.
Объектом исследования является процесс изучения предметов естественнонаучного цикла в школьном обучении.
Предмет исследования - организация и проведение проблемных уроков с применением учебных компьютерных моделей при изучении предметов естественнонаучного цикла.
Цель исследования - выявление, теоретическое обоснование и экспериментальная проверка совокупности дидактических условий применения компьютерных моделей, реализация которой в проблемном обучении будет способствовать повышению эффективности изучения предметов естественнонаучного цикла.
Гипотеза исследования - если эффективность обучения понимать как повышение познавательного интереса и умственное развитие учеников на основе качественно и прочно усвоенных знаний, то она значительно повышается при использовании учебных компьютерных моделей в проблемном обучении, организованном с учетом совокупности дидактических условий, включающей:
необходимость использования чувственного восприятия учебной информации;
целесообразность применения компьютерных моделей для решения поставленных учебных задач;
оптимальное соотношение чувственного и рационального;
выявление дидактических функций компьютерных моделей;
соответствие компьютерных моделей изучаемых объектов необходимому уровню сложности проблемных заданий.
Для обоснования и проверки гипотезы и достижения цели исследования были поставлены задачи:
на основе анализа психолого-педагогичеекой и научно-методической литературы по проблеме исследования наметить пути устранения недостатков в изучении отдельных разделов естественнонаучных предметов;
определить дидактически возможности компьютерных моделей с учетом пеихолого-педагогаческих факторОБ их применения в проблемном обучении;
выявить и теоретически обосновать совокупность дидактических условий, обеспечивающих эффективность применения компьютерных моделей в проблемном обучении, реализация которой будет способствовать повышению эффективности обучения;
организовать и провести педагогический эксперимент по проверке эффективности выдвинутых теоретических положений.
Для решения поставленных задач использовались следующие методы:
теоретический анализ общепедагогической, психологической, учебной, научно-методической литературы;
изучение и анализ практического опыта учителей;
разработка и адаптация программных, продуктов учебного назначения;
- педагогический эксперимент с использованием разработанных
методик;
- количественная и качественная оценка результатов педагогиче
ского эксперимента.
Научная новизна и теоретическая значимость:
рассматривается проблема повышения эффективности изучения предметов естественнонаучного цикла и предлагается подход к ее решению, заключающийся в применении компьютерных моделей при проблемном изучении явлений и процессов микромира;
выявлены дидактические возможности компьютерных учебных моделей с учетом психолого-педагогических факторов их применения в проблемном изучении нового материала;
разработана и обоснована совокупность дидактических условий эффективного применения компьютерных учебных моделей Б проблемном обучении.
Практическая значимость исследования заключается в том, что:
разработан алгоритм действий преподавателя по организации и проведению проблемного урока с применением УКМ, реализующий определенную совокупность дидактических условий;
предложенная методика организации и изучения явлений и процессов микромира, на основе проблемного обучения с применением УКМ, физических, химических и биологических окажет практическую помощь учителям предметов естественного цикла, будет способствовать успешному овладению сложными разделами программы. На зашиту выносится:
дидактические функции учебных компьютерных моделей Б проблемном обучении;
совокупность дидактических условий эффективного применения учебных компьютерных моделей в проблемном обучении;
методика организации и проведения проблемных уроков с применением учебных компьютерных моделей.
Методологической основой исследования является теория познания; теория проблемного обучения (М.И.Махмутов, А,М.Матюшкнн, И.Я.Лернер, В.Оконк, Д.В.Вилькеев); философские и психолого-педагогические положения компьютерного обучения (ДАЛоспелов, Н.Н.Моисеев, В-М-Монахов, А.А.Машбиц, В.Г.Разумовский, Л.И.Анцнфвров, ВА.Извозчиков, А.А.Кыверяж, А.И.Ракитов, В.А.Штофф и др.).
Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, библиографии н приложений. В первой главе исследуются теоретические аспекты применения компьютерных моделей изучаемых объектов и явлений в учебно-воспитательном процессе: анализируется современное состояние компьютеризации обучения, роль и функции моделей в учебно-воспитательном процессе, опыт применения учебных компьютерных моделей в отечественной и зарубежной школе; определяются дидактические функции учебных компьютерных моделей в проблемном обучении.
Во второй главе определяется и научно доказывается; совокупность дидактических условий эффективного применения учебных компьютерных моделей в проблемном обучении; алгоритм действий преподавателя по реализации определенных дидактических условий.
В третьей главе излагается методика, результаты и анализ проведенного педагогического эксперимента по определению эффективности предложенных концепций.
В заключении отражены основные выводы и результаты прове-денного исследования.
АДйОиацйЯ р65у'льТаТОв мшДбдиВаИШ. іЄОр&ТйчбОКиб пОЛОЖеНЕЙ, результаты исследования и выводы обсуждались и были одобрены на республиканских научных конференциях молодых ученых и специалистов (г. Казань, 1996 и 1997 гг.); научно-методической конференции «Компьютерный эксперимент на уроках физики» (г. Глазов, 1996 ); 3-ей и 4-ой научно-методической конференции «Использование научно-технических достижений в учебном физическом эксперименте» (г. Пенза, 1996 и 1998 гг.); 2-ой межвузовской научно-методической конференции «Оптимизация учебного процесса е современных условиях» (г. Казань, 1997).
Современное состояние компьютерных технологий в обучении
Компьютеризация обучения является одной из форм интенсивного проникновения современных человеко-машинных систем во все сферы общественной жизни. Согласно теории таких систем, их ведущим компонентом является человеческая деятельность, а шашшвшш компонент выступает как орудийное средство ее эффективной реализации. Любая человеко-машинная система эффективна только при достигнутой согласованности своих компонентов, при правильном "вписьюании" машинного звена в целостную деятельность человека, потребности, мотивы, цели и действия которого определяют в конечном счете производительное функционирование всей этой системы. Человеко-машинные системы создавались тогда, когда человек по тем или иным причинам не мог выполнить операторную часть своих действий, которую вместо него могла осуществить машина, Традиционные машины выполняли по преимуществу операции человека, связанные с такими относительно постоянными и устойчивыми условиями достижения цели, как физические возможности человека, требования к скорости создания внешнего продуїсга и к его качеству [60]. А вычислительная машина выполняет операции соответствующих умственных действий человека.
Слово "компьютер" означает "вычислитель", то есть устройство для вычислений. Потребность в автоматизации обработки данных, в том числе вычислений, возникла очень давно. Многие тысячи лет назад для счета использовались счетные палочки, камешки и т. д. Более 1500 лет тому назад (а может быть и значительно раньше) для облегчения вычислений стали использоваться счетах.
В 1642 году Блез Паскаль изобрел устройство, механически выполняющее сложение чисел, а в 1673 году Готфрид Вильгельм Лейбниц сконструировал арифмометр, позволяющий механически выполнять четыре арифметические действия. В 1941 году американец Говард Зйкен с помощью работ Беббиджа на основе техники 20 века - электромеханических реле - смог построить на одном из предприятий фирмы ЩМ такую машину под названием "Марк-1". В 1943г. немецкий инженер Конрад Цузе построил аналогичную машину. «С уверенностью можно сказать, -пишет академик Д.М-Гвишиани, что с этого момента началась перестройка в "информатизации общества", или по другому - "компьютерная революция"» [82].
Информатизация общества - это процесс,, в котором социальные, технологические, экономические, политические и культурные механизмы не только связаны, а буквально сплавлены, слиты воедино» Она представляет собой процесс прогрессивно нарастающего использования информационных технологий для производства, переработки, хранения и распространения информации и особенно знаний. А,И.Раштов высказывает такое интересное мнение: «В результате компьютерной революции произойдет киборшзация общества. Возникнут киборга - гибриды человека и ЭВМ, которые во всех отношениях и во многом будут превосходить "гомо сапиене"[154]. Сейчас когда в мире ежегодно совершается несколько миллионов операций по трансплантации различных органов и вживлению электронных устройств наподобие стимуляторов сердца и других органов, можно уже говорить о том, что наступила эра Сїішборгизации".
Компьютеризация вносит в нашу жизнь много нового, а социальные последствия этого процесса вероятно, будут весьма многообразны.
Далеко не все то, что произойдет;, можно предвидеть, но многие следствия уже видны сегодня и, что может быть особенно важно, теперь мы уже понимаем те возможности, которые открывает развитие новой информационной технологии Б самых различных сферах нашей жизни. В этой связи Н.Н.Моисеев пишет: "благодаря этому процесс компьютеризации может оказаться направленным в русло, наиболее соответствующее наступающей эпохе истории человечества по В.И.Вернадокому, эпоху ноосферы" [126],
Переход к рыночной экономике ускорил смену информационно-ориентированных технологий образования, главной целью которых была подготовка специалиста - исполнителя, действующего в условиях гоеу-дарственно-регламентированной деятельности, на технологии лнчвост-но-развивающие, целью которых является подготовка творчески мыслящего специалиста, способного к активной деятельности. В основе но-БЬЖ технологий обучения лежит образовательная деятельность, нередко опосредованная компьютером.
Успех компьютеризованной образовательной деятельности во многом зависит от компьютерной грамотности, которую академик Е.П.Велихов определил как начальные фундаментальные знания в области информатики, знания и навыки, относящиеся к простейшему использованию компьютеров, умение писать простейшие программы, иметь представление об области применения и возможностях ЭВМ, о социальных последствиях компьютеризации. Каждый из компонентов не может быть застывшим по содержанию, а сам перечень может изменяться со временем.
Компьютерные модели в повышении эффективности учебного процесса
Пожалуй не существует ни одной науки, ни одной отрасли знания, где не говорили бы о моделях и не занимались бы моделированием. Под моделированием понимается метод исследования объектов познания на их моделях; построение и изучение моделей реально существующих предметов и явлений (органических и неорганических систем, инженерных устройств, разнообразных процессов - физических, химических, биологических, социальных) и конструируемых объектов для определения либо улучшения их характеристик, рационализации способов их построения, управления ими и т.п.[18, с.381].
Форма моделирования зависит от используемых моделей и сферы применения моделирования. По характеру моделей выделяют предметное и знаковое (информационное) моделирование [158, с.580]. Предметным называется моделирование, в ходе которого исследование ведется на модели, воспроизводящей определенные геометрические, физические, динамические, или функциональные характеристики объекта - оригинала. При знаковом моделировании моделями служат схемы, чертежи, формулы, и т.п. Важнейшим видом такого моделирования является математическое моделирование.
Возможность моделирования, т.е. переноса результатов, полученных в ходе построения и исследования моделей, на оригинал, основана на том, что модель в определенном смысле отображает (воспроизводит) какую-либо его сторону и предполагает наличие соответствующих теорий и гипотез, указывающих на рамки допустимых при моделировании упрощений. По характеру той стороны объекта которая подвергается моделированию, различают моделирование структуры оригинала и моделирование его поведения. Это различие приобретает четкий смысл в науках о жизни, где разграничение структуры и функции систем живого принадлежит к числу фундаментальных принципов исследования; и в кибернетике, делающей акцент на моделирование функционирования систем. Моделирование всегда применяется вместе с другими общенаучными и специальными методами, особенно тесно оно связано с экспериментом.
Для изучения сложных самоорганизующихся систем используют кибернетическое моделирование. При этом создается фушсциональная модель, основанная на более простых явлениях, чем изучаемая система. Например, функции нервной деятельности могут моделироваться на кибернетических электронных устройствах, С введением в школьное обучение основ информатика и вычислительной техники широко применяется моделирование на ЭВМ [158, с,581]. Таким образом, компьютерное модг-лировтшт - это предметно-знаковое моделирование, воспроизводящее определенные характеристики объекта - оригинала, реализованное на ЭВМ.
Моделирование в обучении имеет два аспекта: моделирование как содержание, которое учащиеся должны усвоить, и моделирование как учебное действие, средство, без которого невозможно полноценное обучение. С помощью моделирования удается свести изучение сложного к простому, невидимого и неощутимого к видимому и ощутимому, незнакомое к знакомому, т.е. сделать любой сложный объект доступным для тщательного и всестороннего изучения. Необходимость овладения методом моделирования диктуется не только значением его как метода научного познания, но и психолого-пФдагогичесїсими соображениями. Согласно теории поэтапного формирования умственных действий (П.Я.Гальперин знакомство ученика с каким-либо действием, которым он должен овладеть, начинается с выполнения этого действия соответствующими материальными предметами. Однако предметы обладают различными свойствами, многие из которых не относятся к выполняемому действию. Для того чтобы от них отвлечься, переходят к действиям с моделями этих предметов, обладающими только нужными в данном случае свойствами.
Само понятие модели, образца (материального или идеального) предполагает объективное существование оригинала, который и является подлинным предметом познания [128, с.14б]. Именно получение новых знаний об объектах материального мира и является гносеологической целью применения моделей и моделирования.
Следует отметить, что как и любой метод научного исследования, научного познания, метод моделирования содержит в себе диалектическое противоречие. С одной стороны, чем полнее и глубже модель отражает изучаемый объект, тем более ценной нам эта модель представляется. Но в случае полного, абеолютного отождествления, копирования изучаемого объекта понятие модели теряет свой смысл [173, с32]»
Большинство авторов вьгделяёл- следующие функции моделей: познавательная, преобразовательная, прогностическая, отражательная, эвристическая, интерпретационная її др. В числе основных называют иллюстративную (демонстрационную) функцию моделей. В этом случае модели служат для облегчения процесса усвоения новых знаний.
Трансляционная или интегративная функция моделей заключается к том, что модель переносит информацию, полученную в одной области знания, на другую, еще не исследованную область. Такая модель способствует первичному описанию нового явления в терминах модельного аналога ( в том случае, если язык интерпретации оригинала еще не выработан или развит недостаточно). Трансляционная функция проявляется у интерпретационных моделей, которые с помощью присущих им терминов обосновывают непротиворечивость интерпретируемой теории, являющейся оригиналом. Трансляционная функция моделей особенно важна в условиях дифференциации и интеграции наук, так как при этом происходит проникновение одних наук в область других [172, с31].
Условия эффективного применения учебных компьютерных моделей в системе проблемного обучения
В повышении познавательной активности и творческого потенциала учащихся большую роль играет проблемное обучение- Анализируя результаты исследований и опыта работы учителей» мы установили, что большая часть преподавателей (нами было опрошено 65 учителей физики, химии и биологии) по возможности стремятся проводить свои уроки при изучении нового материала с постановкой проблемных вопросов, задач и получают ощутимую пользу. Из всех опрошенных, 79% преподавателей применяют в своей работе элементы проблемного обучения. В то же время, заметно проявляется низкий уровень применения разнообразных форм реализации способов и приемов создания проблемных ситуаций. Судя по результатам опроса, большинство учителей для создания проблемных ситуаций используют только постановку проблемного вопроса, не уделяя должного внимания таким не менее эффективным дидактическим приемам, как постановка проблемного задания, проблемной задачи, демонстрация опыта, применение сочетания слова и наглядности. Что касается тем и разделов, при изучении которых труднее всего или невозможно вообще организовать проблемное обучение, многие преподаватели выделяют такие разделы физики, как атомная физика, радиоактивность, электромагнитные волны. По биологии- дарвинизм, по химии - свойства металлов и т.д. Таким образом, организовать проблемное обучение представляется трудным при изучении тех разделов, где невозможно непосредственно пронаблюдать процессы и явления. Это приводит к тому, что учащиеся, целые разделы изучают исполнитель и репродуктивным методами. Это несомненно снижает познавательную активность учащихся и сказывается на эффективности учебно-воспитательного процесса. В таких случаях, на помощь может прийти компьютерная технология обучения. Но для этого необходимо изучить все аспекты данного вопроса, все условия эффективного применения её в выбранной дидактической системе.
Необходимо выяснить, что же понимается под термином «условие» Б философском? дидактическом и лексическом отношениях. Условие в лексическом аспекте понимается как обстановка. (среда обстоятельство), в которой происходит что-нибудь [173]. В философском понимании условие - это совокупность вещей, процессов, отношений и т.д., необходимых для возникновения, существования иди изменения данного объекта [176]. Какое-либо явление в силу своих собственных свойств и качеств становится условием только по отношению к другим явлениям;, зависящим в своем существовании от него [17].
Дидакты сознают, что дидактические условия должны слушать повышению эффективности обучения. Речь идет о тех условиях, которые приводят в движение объективные возможности содержания учебного предмета, методов, приемов, форм и средств его преподавания и учения. В научной литературе существуют различные определения понятия "дидактические условия". По нашему мнению, специфической чертой понятия "дидактическое условие" является то, что оно включает в себя элементы всех составляющих процесса обучения: цели,содержшше, методы, формы и средства. К такому же выводу пришел В.И.Андреев, сформулировав "дидактическое условие" как \.. обстоятельство процесса обучения, которое является результатом целенаправленного отбора, конструирования и применения элементов содержания, методов, а также организационных форм обучения для достижения определенных дидактических целей» Другими словами, под діщактйческимн условиями обучения следует понимать такую обстановку, при которой компоненты учебного процесса представлены в наилучшем взаимоотношении и, которая дает возможность преподавателю плодотворно руководить учебным процессом, а учащимся — успешно учиться.
Применительно к средствам обучений;, как указывает Р.С.Гершунская, дидактические условия необходимо рассматривать как взаимосвязанную совокупность внутренних требований и внешних характеристик их функционирования. Дидактические условия эффективного применений средств обучения отражают взаимосвязь внешних (научно-технических) характеристик и внутренних (психолого-педагогическиэс. дидактических и методических) требований к средствам обучения» учитывают реальные дидактические возможности соответствующих, средств обучения, их ориентацию на комплексное методическое обеспечение учебно-воспитательного процесса на всех его этапах [37].
Создание проблемной ситуации - один из наиболее ответственных этапов в проблемном обучении, т.к. преподавателю необходимо добиться того, чтобы она вызвала познавательную мотивацию учащегося на решение проблемы и позволяла ему решать ее. Для активизации процесса мышления обучающихся и возбуждения у них желания решить проблему, необходимо, чтобы проблемная ситуация была осознана учащимися, ибо, как подчеркивает С,Ц,Рубинштейн, начальной фазой мыслительного процесса является более или менее отчетливое осознание проблемной ситуации" [160, с.351]. К этому же выводу пришел Я,А,Пономарзв, ставя первым этапом творческого мышления осознание проблемы (возникновение проблемы, понимание наличных фактов) [147 о 99].
Организационные вопросы педагогического эксперимента
Экспериментальное решение поставленных задач проходило до= этапно. На первом этапе решались такие задачи, как; определение актуальности темы исследования; определение объективных возможностей предметов естественнонаучного цикла для применения УКМ в проблемном обучении. При этом использовались методы теоретического анализа литературы по проблеме исследования.
Для определения состояния проблемы в практике школьного обучения изучили и обобщили опыты работы учителей на основе анкетирования преподавателей физики, химии и биологии. А также, провели беседы с ведущими учителями, учеными, методистами и учащимися. Нами было опрошено 65 учителей республики (приложения 3, 4). В результате проведенного опроса доказаны потребности и объективные возможности повышения эффективности обучения на основе проблемного обучения с применением компьютерных моделей. А также, обнаружены существенные недостатки в подготовке школьных учителей к использованию в своей работе ЭВМ.
На следующем этапе исследования мы разработали теоретические положения по исследуемой проблеме. То есть, выявили дидактические возможности УКМ в проблемном обучении, установили дидаїстические условия применения компьютерных моделей в проблемном обучении, составили порядок действий преподавателя по разработке проблемного применением УКМ, обеспечивающий успешное достижение поставленных целей обучения.
Далее предстояло экспериментальное доказательство разработанных теоретических положений. Для этого провели анализ содержания учебного материала и выбрали различные темы, при изучении которых целесообразнее организация проблемного обучения о использованием УКМ: по физике - раздел «Квантовая физика»; по химии - раздел «Свойства металлов»; по биологии — раздел «Птицы». С учетом установленных теоретических положений, мы разработали методику изучения выбранных тем.
Основными показателями результативности проблемного обучения, организованного на основе предложенных положений, мы считали различие в результатах выполнения контрольных работ учащихся экспериментальных и контрольных классов. Типологический отбор осуществлялся на основе показателей коэффициента качества обучения учебной группы (К), а также коэффициента ее успеваемости (У). Эти коэффициенты расчитывались на основе результатов обучения учеников в каждом классе по итогам предыдущего полугодия.
Опытно - экспериментальная работа проводилась на базе: школы №2 села Актаныш, Аіаганьпшжого р на; Красномайекой средней школы, Батыревского района республики Чувашия; школ города Казани; Знтугановской средней школы Буиыского района. Важнейшим условием выбора школы было наличие в ней кабинета оборудованного ПЭВМ и учителей соответствующих предметов, хорошо владеющих этой техникой. Сведения об учителях, принимавших участие в эксперименте, представлены в приложении 5. Экспериментом было охвачено 42В учащихся восьмых, девятых и одиннадцатых классов.
Собственно обучающий этап провели без нарушения естественного хода учебно-воспитательного процесса. Экспериментальное изучение выбранных тем проводилось на основе подробно составленных нами рекомендаций с последующим проведением контрольных работ.
Качество усвоения знаний и способов деятельности детерминируется действием многих: факторов: наличием четко обозначенной целиэ активностью учащихся в процессе учения, наличием устойчивого познавательного интереса и познавательного мотива, реализацией возможностей памяти, специальной организацией учебного материала, определяющей органи-зацию деятельности учащихся [174, с.125]. Организация проблемного обучения с применением УКМ способствует более полному проявлению как каждого из этих факторов, так и их совокупности. Поскольку все они в конечном счете влияют на прочность и глубину знаний, то эти последние и были выбраны нами в качестве критериев эффективности применения УКМ в проблемном обучении.
Так, на уровне некоторых условий эксперимента, мы считаем необходимым охарактеризовать те конкретные критерии, которыми мы пользовались для определения степени эффективности полученных результатов.
Поисково-познавательная деятельность учащихся опирается на память. Они восстанавливают в памяти ранее приобретенные знания, опыт и сравнивают их с полученными знаниями, тем самым успешно решают проблему. Из учебной практики известно» что большой эффект дают те знания, которые ученик приобрел за счет своей поисково-познавательной деятельности, т.е. осмысленно запомнил. Без сохранения в памяти образных моделей, практически не будет продвижения вперед в области познания и в жизни человечества. Выявлено, что в структуре памяти человека преобладает либо зрительный, либо слуховой, либо двигательный тип запоминания. Однако, возможно., что могут1 быть развиты одинаково все три типа. Память является опорой для мышления. Сама память не является творческой движущей силой, а создает условия для творческого акта мышления.
М.Н.Шардаков пишет; "В процессе восприятия происходит генерализация, охватывающая и те клетки коры мозга, которые когда-то были в состоянии деятельности вследствие работы школьника над сходным учебным материалом. Они в какой-то степени вновь возбуждаются. Происходит замыкание возбуждения этих клеток с иррадированными, в результате чего и образуется новая нервная временная связь в соответствующей системе и последовательности с другими связями. Запоминаемый школьниками новый учебный материал увязывается G имеющимися знаниями. Вследствие этого запоминание и последующее воспроизведшие учебного материала совершается школьником одаысленно"[194, с.40-41]. Опираясь на это высказывание можно выразить следующую мысль: информация, воспринимаемая с экрана ЭВМ при решении проблемы, и приобретенные в результате учебной деятельности знания, учащимися запоминаются прочнее.
