Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Теоретико-методологические аспекты формирования экологической компетентности на основе информационных технологий
1.1. Экологизация образовательного процесса как основа формирования экологической компетентности школьников 15
1.2. Место и возможности средств информационных технологий в средней общеобразовательной школе 39
1.3. Роль естественнонаучных дисциплин в формировании экологической компетентности учащихся на основе информационных технологий 58
Вывод по I главе 78
Глава II. Опытно-экспериментальная работа по формированию экологической компетентности учащихся в процессе изучения естественнонаучных дисциплин на основе информационных технологий
2.1. Педагогические условия эффективности формирования экологической компетентности учащихся в процессе изучения естественнонаучных дисциплин на основе информационных технологий 80
2.2. Модель процесса формирования экологической компетентности учащихся в процессе изучения естественнонаучных дисциплин на основе информационных технологий 113
2.3.Содержание, ход и результаты экспериментальной работы по формированию экологической, компетентности учащихся в процессе изучения естественнонаучных дисциплин на основе информационных технологий 132
Вывод по II главе 153
Заключение 156
Библиография 160
Приложения 179
- Экологизация образовательного процесса как основа формирования экологической компетентности школьников
- Место и возможности средств информационных технологий в средней общеобразовательной школе
- Педагогические условия эффективности формирования экологической компетентности учащихся в процессе изучения естественнонаучных дисциплин на основе информационных технологий
- Модель процесса формирования экологической компетентности учащихся в процессе изучения естественнонаучных дисциплин на основе информационных технологий
Введение к работе
Актуальность исследования. Основной причиной глобального экологического кризиса является стремление человечества к удовлетворению материальных потребностей за счет экономического роста и, следовательно, истощения природных ресурсов. Возможные пути выхода из этого кризиса – развитие экологически безопасных технологий, а также непрерывное экологическое образование населения.
Значительная роль в просвещении, связанном с проблемами окружающей природной среды, принадлежит общеобразовательной школе, именно в ней изучаются основы наук, на базе которых формируется высокая культура отношения к природе. В связи с развитием современной науки необходима работа по совершенствованию школьных программ, обогащению их новейшими достижениями науки и техники, выяснение вопросов о соотношении науки и учебного предмета. Одним из наиболее важных факторов ускорения научно-технического прогресса, автоматизации и интенсификации производства, создания новых высокоэффективных технологий, совершенствования планирования и управления является все более широкое применение информационных технологий и телекоммуникаций, поэтому система образования и педагогическая наука должны оперативно реагировать на указанную тенденцию.
Перед учителем стоит задача использования в учебно-воспитательном процессе новых информационных технологий, так как они позволяют обеспечить наглядность, содержательность учебной информации, индивидуализировать и дифференцировать учебно-воспитательный процесс, сделать легко доступными для преподавателей и учащихся научные и учебно-методические материалы экологического содержания.
В настоящее время проблема формирования экологической компетентности, продиктованная необходимостью гуманизации процессов взаимодействия природы и общества, ставит педагогов перед необходимостью реализации потенциальных возможностей новых информационных технологий в аспекте формирования экологической компетентности учащихся.
Так как информационные технологии служат инструментом
профессиональной деятельности, источником знаний, средством решения предметных, исследовательских и творческих задач и
являются своеобразным источником информационных потоков,
обеспечивающих единую цепь информационной коммуникации,
складывается убеждение, что сегодня каждый человек должен сочетать в себе
методологичность и технологичность, высокий уровень информационной и
экологической компетентности. Его деятельность становится звеном в цепи непрерывного экологического образования, самосовершенствования на
протяжении всей жизни, в том числе и в сфере переработки информации, и в решении экологических проблем.
В условиях современной экологической ситуации, сложившейся во многих регионах России и в мире в целом, понять масштабность происходящих изменений может только экологически компетентный человек. В этой связи особую значимость имеет работа общеобразовательных учреждений по формированию экологической компетентности учащихся.
В условиях модернизации общего образования одним из приоритетных направлений является переход от накопления знаний к воспитанию личности, способной к продуктивным решениям, от которых зависит будущее человека и общества. Поиск новых подходов к образовательным технологиям, способствующим успешному проектированию творческой и познавательной деятельности учащихся в условиях модернизации общего образования, становится важной проблемой современной дидактики.
Проблему экологического образования и воспитания, формирования экологической культуры подрастающего поколения разрабатывали И.Т.Гайсин, Э.В.Гирусов, А.Н.Захлебный, Д.С.Ермаков. И.Д.Зверев, И.П.Лаптев, Н.М.Мамедов, А.В.Миронов, Л.В.Моисеева, Л.М.Панчешникова, Н.Ф.Реймерс, И.Т.Суравегина, М.Я. Якунчев и др.
Вопросы формирования экологической компетентности учащихся изучали С.В.Алексеев, Ф.С.Гайнуллова, Г.И.Кушникова, Н.В.Насурова, А.И.Новик-Качан, О.Е.Перфилова, Л.Е.Пистунова, Л.В.Панфилова, М.В.Полякова, Н.В.Ромейко, Г.П.Сикорская, Ю. А.Шаронова, Е.А.Шульгина и др.
Взаимосвязи дидактики и методики информационных технологий исследовали С.А.Бешенков, В.Н.Галеев, В.С.Леднев, Н.В.Макарова, Е.А.Марон, Е.С.Полат и другие ученые. Изучением различных аспектов проблемы экологического образования и воспитания учащихся на территории Республики Татарстан занимались М.И.Гайсин, В.А.Дыганов, А.А.Мухутдинов, С.М.Файрушина, И.Х.Садыков, Л.И.Саубанова, З.А.Хусаинов и др.
Анализ научных исследований показывает, что различные аспекты данной проблемы изучаются, но вопросы, связанные с формированием экологической компетентности учащихся в процессе изучения естественнонаучных дисциплин, недостаточно полно освещены.
В ходе изучения современного уровня экологической компетентности учащихся выявлены противоречия:
между необходимостью и возможностью использования компьютерных технологий в целях экологического образования и воспитания школьников и отсутствием педагогических исследований, разрабатывающих педагогические технологии формирования экологической образованности учащихся;
между нарастающими масштабами компьютеризации всех сфер социальной жизни общества и недостаточным уровнем компьютеризации школьного экологического образования, уровнем сформированности экологической компетентности учащихся учреждений общего среднего образования при изучении естественнонаучных дисциплин;
между назревшей необходимостью внедрения информационных технологий в естественнонаучное образование и отсутствие соответствующих программно-методических материалов экологического содержания для формирования экологической компетентности учащихся.
Обозначенные противоречия объясняют актуальность проблемы исследования, которая состоит в недостаточной разработанности содержания, форм и методов использования информационных технологий в естественнонаучном образовании.
Данные противоречия позволяют логически вывести проблему исследования, состоящую в определении совокупности педагогических условий, позволяющих сформировать экологическую компетентность учащихся в процессе изучения естественнонаучных дисциплин на основе информационных технологий.
Актуальность, социальная значимость и недостаточная теоретическая разработанность данной проблемы определили тему исследования: «Формирование экологической компетентности учащихся в процессе изучения естественнонаучных дисциплин на основе информационных технологий».
Цель исследования – выявить, теоретически и экспериментально обосновать педагогические условия, повышающие эффективность формирования экологической компетентности учащихся в процессе изучения естественнонаучных дисциплин на основе информационных технологий; разработать и апробировать модель формирования экологической компетентности учащихся в процессе изучения естественнонаучных дисциплин на основе информационных технологий.
Объект исследования – процесс использования информационных технологий в формирования экологической компетентности учащихся в общеобразовательных учреждениях.
Предмет исследования – педагогические условия формирования экологической компетентности в процессе изучения естественнонаучных дисциплин на основе информационных технологий.
Стратегическую основу исследования предопределила гипотеза. Формирование экологической компетентности учащихся в процессе изучения естественнонаучных дисциплин на основе информационных технологий будет эффективным, если
обучение основам информационных технологий и другим естественнонаучным дисциплинам осуществляется с учетом специфики формирования экологической компетентности учащихся;
разработана и внедрена модель формирования экологической компетентности учащихся на основе информационных технологий, включающая следующие компоненты: цель, задачи, принципы, содержание, педагогические условия, организационные формы, методы, средства и результат;
выявлены критерии и показатели, позволяющие проследить динамику сформированности уровней и результативность формирования экологической компетентности учащихся на основе информационных технологий;
определены и научно обоснованы педагогические условия, повышающие эффективность формирования экологической компетентности учащихся на основе информационных технологий (использование современных технологий обучения, вовлечение учащихся в исследовательскую деятельность экологической направленности с применением компьютерной техники; обеспечение этнопедагогизации процесса формирования экологической компетентности учащихся; осуществление индивидуального и дифференцированного подхода; реализация междисциплинарной интеграции; сотрудничество учителей, родителей и педагогов).
В соответствии с проблемой, целью, объектом и предметом исследования были поставлены следующие задачи:
1) рассмотреть роль естественнонаучных дисциплин в формировании экологической компетентности учащихся на основе информационных технологий;
2) изучить возможности средств информационных технологий в формировании экологической компетентности в средней общеобразовательной школе;
3) определить критерии, показатели и уровни сформированности экологической компетентности учащихся в процессе изучения естественнонаучных дисциплин на основе информационных технологий;
4) разработать и апробировать модель процесса формирования экологической компетентности учащихся с использованием информационных технологий.
Методологической основой исследования явились философские, психологические, педагогические концепции в отечественной и зарубежной педагогике и психологии, раскрывающие общенаучные категории «компетентность», «компетенция»; психолого-педагогическое обоснование целесообразности использования информационных технологий в учебном процессе; теории педагогической интеграции, развивающего обучения, индивидуализации и дифференциации обучения; концепции экологического образования и воспитания; концепции и принципы обеспечения экологической личности, общества и государства.
Теоретическую основу исследования составили труды философов, социологов, психологов, педагогов по проблемам организации непрерывного экологического образования подрастающего поколения (С.В.Алексеев, С.Н.Глазачев, Н.В.Груздева, Н.3.Смирнова, Г.А.Ягодин и др.), воспитанию экологической культуры школьников (С.Н.Глазачев, Н.С.Дежникова, М.В.Емельянова, Н.С.Иванова, В.Ю.Львова, Е.Д.Макаров, Т.И.Макеенков, А.П.Скрипка, А.В.Филиппов, Е.Г.Шаронова и др.), формированию экологической компетентности подрастающего поколения (С.В.Алексеев, Ф.С.Гайнуллова, Н.В.Насурова, А.И.Новик-Качан, О.Е.Перфилова, Л.Е.Пистунова); по вопросам экологического образования и воспитания школьников (В.П.Голов, И.Д.Зверев, А.Н.Захлебный, И.Т.Суравегина, Н.В.Шкарбан, М.Я.Якунчев и др.); по основам компетентностного подхода в образовании (В.А.Болотов, А.Н. Дахин, И.А.Зимняя, Г.К.Селевко, В.В.Сериков, И.Д.Фрумин, А.В.Хуторской и др.); целесообразности исследования информационных технологий в учебном процессе (А.Г.Абросимов, В.А.Белавин, А.И.Берг, Ю.С.Иванов, Г.И. Машбиц и др.)
Методы исследования. Для решения поставленных задач и проверки выдвинутой гипотезы были использованы следующие методы исследования: теоретические (теоретико-методологический анализ научной, психолого-педагогической и учебно-методической литературы по теме исследования; анализ, сравнение и обобщение опыта работы учителей общеобразовательных школ и гимназий; анализ учебных программ, методических пособий по педагогике, экологии, информатике, методике преподавания естественнонаучных дисциплин); эмпирические (педагогическое наблюдение, педагогический эксперимент с использованием разработанных методик); диагностические (беседа, анкетирование, тестирование); прогностические (моделирование, математическая статистика и др.).
Базой исследования явились муниципальное общеобразовательное учреждение «Изминская средняя общеобразовательная школа», муниципальное общеобразовательное учреждение «Тимершикская средняя общеобразовательная школа», муниципальное общеобразовательное учреждение «Гимназия» Сабинского муниципального района Республики Татарстан. В исследовании приняли участие 180 учащихся.
Экспериментальная работа проводилась в несколько этапов.
На первом этапе (2002-2004 гг.) был организован констатирующий эксперимент, который включал теоретический анализ педагогической, психологической, социологической, философской литературы в целях изучения различных аспектов проблемы исследования, был определен методологический аппарат исследования: сформулированы проблема, цель, объект, предмет, гипотеза и задачи исследования. Проведена серия констатирующих срезов с целью выявления уровня сформированности экологической компетентности учащихся.
На втором этапе (2004-2009 гг.) был подготовлен и проведен формирующий эксперимент, продолжалась проверка выдвинутой гипотезы, ее уточнение. Осуществлялось обобщение материала, накопленного на первом этапе исследования, проводилась проверка ранее сделанных выводов, полученные данные подвергались качественной и статистической обработке, что позволило теоретически и экспериментально обосновать педагогические условия эффективности формирования экологической компетентности учащихся в процессе изучения естественнонаучных дисциплин на основе информационных технологий.
На третьем этапе (2009-2010 гг.) осуществлен контрольный эксперимент, проведены проверка теоретических положений и основных выводов исследования, систематизация и обобщение результатов экспериментальной работы, оформление текста диссертации.
Научная новизна исследования состоит в следующем:
уточнено понятие «экологическая компетентность учащегося» как интегративное качество личности, определяющее ее способность взаимодействовать в системе «Природа – человек – общество» в соответствии с усвоенными экологическими знаниями, умениями, навыками, убеждениями, мотивами, ценностными представлениями, экологически значимыми личными качествами и практическим опытом экологической деятельности и эффективным использованием совокупности программно-технологических средств, объединенных в технологическую цепочку, обеспечивающую сбор, хранение, обработку, вывод и распространение экологической информации.
выявлены критерии и показатели уровней сформированности экологической компетентности учащихся: когнитивный критерий (полнота, прочность и осознанность экологических, информационных знаний); мотивационно-ценностный критерий (сформированность мотивов поведения и деятельности в природе); деятельностно-практический критерий (сформированность экологических, информационных умений и навыков);
разработана и апробирована модель формирования экологической компетентности учащихся в процессе изучения естественнонаучных дисциплин на основе информационных технологий, включающая следующие компоненты: цель, задачи, принципы, содержание, педагогические условия, организационные формы, методы, средства и результат;
определены и научно обоснованы педагогические условия эффективности формирования экологической компетентности учащихся в процессе изучения естественнонаучных дисциплин на основе информационных технологий: использование современных технологий обучения, обеспечивающих систематическое воздействие на сознание учащихся и организацию их практической деятельности; вовлечение учащихся в исследовательскую деятельность экологической направленности с применением компьютерной техники; обеспечение этнопедагогизации процесса формирования экологической компетентности учащихся; осуществление индивидуального и дифференцированного подхода в процессе формирования экологической компетентности учащихся на основе информационных технологий; реализация междисциплинарной интеграции, обеспечивающей продуктивность процесса формирования экологической компетентности учащихся на основе информационных технологий; сотрудничество учителей, родителей и педагогов дополнительного образования в процессе формирования экологической компетентности учащихся с применением Интернет-технологий.
Теоретическая значимость исследования заключается в том, что результаты работы вносят определенный вклад в развитие теории формирования экологической компетентности подрастающего поколения. Предложен способ обновления содержания естественнонаучного и экологического образования учащихся, соответствующий современным возможностям компьютерных технологий и учитывающий возрастные и индивидуальные особенности, склонности и интересы учащихся, единство информационно-интеллектуального и эмоционально-ценностного восприятия окружающей природы. Уточнена классификация компьютерных обучающих программ экологического содержания.
Практическая значимость исследования состоит в том, что разработано комплексное научно-методическое обеспечение по проблеме, которое включает: материалы, программирующие экспериментальную работу (ее задачи, содержание, организацию); перспективный план; научно-методические рекомендации «Формирование экологической компетентности учащихся в процессе изучения естественнонаучных дисциплин»; программы элективных курсов «Экологическая математика», «Решение задач с экологическим содержанием на компьютере»; материалы, позволяющие изучать экологическую компетентность учащихся: «Диагностическая программа изучения уровней сформированности экологической компетентности учащихся», «Папка учителя-экспериментатора по изучению уровней сформированности экологической компетентности учащихся».
Материалы исследования могут быть использованы в общеобразовательных учреждениях, в системе подготовки и повышения квалификации педагогических кадров.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечиваются последовательной реализацией теоретической и методологической обоснованностью исходных системообразующих идей и положений; анализом и учетом состояния проблемы исследования в педагогической теории и практике; использованием соответствующих теоретических и эмпирических методов исследования; продолжительностью педагогического эксперимента; систематической проверкой результатов исследования на разных этапах; количественным и качественным анализом полученных экспериментальных данных; личным опытом работы автора в качестве учителя математики и информатики в общеобразовательных учреждениях Сабинского района Республики Татарстан.
Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись в ходе работы автора в качестве учителя математики и информатики в муниципальное общеобразовательное учреждение «Изминская средняя общеобразовательная» школа Сабинского муниципального района Республики Татарстан. Результаты исследования внедрены в педагогический процесс муниципальных общеобразовательных учреждений Рыбнослободского, Сабинского, Тукаевского, Тюлячинского районов, средних общеобразовательных школ № 32,42,71,80,81, гимназий № 4,15,18,54,155 г. Казани Республики Татарстан.
Основные результаты исследования отражены в 24 научных публикациях автора, 2 из которых в научных изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ, докладывались и обсуждались на международных научно-практических конференциях «Межпредметные связи в процессе обучения учащихся естественнонаучным дисциплинам» (Казань, 2008, 2009), «Экологическое образование и воспитание» (Казань, 2009), «Инфокоммуникационные технологии глобального информационного общества» (Казань, 2009); на всероссийских научно-методических конференциях «Природно-ресурсный потенциал Республики Татарстан и сопредельных территорий» (Казань, 2007), «Исследовательская деятельность и ее влияние на развитие учащихся» (Челябинск, 2007), «Совершенствование целостного педагогического процесса в сельской школе» (Казань, 2007), «Конференция лауреатов всероссийского конкурса учителей физики и математики Фонда «Династия» (Обнинск, 2008; Москва, 2009), «Инновационные технологии в образовательном процессе сельской школы и вуза» (Набережные Челны, 2008, 2009, 2010), «Педагогика и психология здоровья» (Екатеринбург, 2010), «Формирование экологической культуры учащихся и студентов в естественнонаучном образовательном процессе» (Набережные Челны, 2011), «Проблемы ииновационности, конкурентоспособности и саморазвития личности в условиях модернизации педагогического образования» (Казань, 2011), на региональных и республиканских научно-практических конференциях и на заседаниях методических объединений учителей Сабинского муниципального района Республики Татарстан.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Педагогические условия формирования экологической компетентности учащихся в процессе изучения естественнонаучных дисциплин на основе информационных технологий: использование современных технологий обучения, обеспечивающих систематическое воздействие на сознание учащихся и организацию их практической деятельности; вовлечение учащихся в исследовательскую деятельность экологической направленности с применением компьютерной техники; обеспечение этнопедагогизации процесса формирования экологической компетентности учащихся; осуществление индивидуального и дифференцированного подхода в процессе формирования экологической компетентности учащихся на основе информационных технологий; реализация междисциплинарной интеграции, обеспечивающей продуктивность процесса формирования экологической компетентности учащихся на основе информационных технологий; сотрудничество учителей, родителей и педагогов дополнительного образования в процессе формирования экологической компетентности учащихся с применением Интернет-технологий.
2. Модель формирования экологической компетентности учащихся при изучении естественнонаучных дисциплин с использованием информационных технологий, включающая следующие компоненты: цель, задачи, принципы, содержание, педагогические условия, организационные формы, методы, средства и результат.
3. Критерии и показатели уровней сформированности экологической компетентности учащихся в процессе изучения естественнонаучных дисциплин на основе информационных технологий: когнитивный критерий (полнота, прочность и осознанность экологических, информационных знаний); мотивационно-ценностный критерий (сформированность мотивов поведения и деятельности в природе); деятельностно-практический критерий (сформированность экологических, информационных умений и навыков).
Структура диссертации. Работа состоит из введения, двух глав, выводов, заключения, библиографии, приложения; включает восемь таблиц, четыре диаграммы и один рисунок.
Экологизация образовательного процесса как основа формирования экологической компетентности школьников
Российское экологическое образование имеет глубокие корни, опирается на богатые традиции естественнонаучного (натуралистического) образования.
Впервые естествознание как официально утвержденный обязательный предмет общего образования появилось в России в 1782-1786 гг. [149]. Основы методики естествознания заложены в работе В.Ф. Зуева «Начертания естественной истории, изданное для народных училищ Российской империи по высочайшему повелению царствующей императрицы Екатерины Второй» (1786 г.). В учебнике автор дал не только научно достоверные описания отдельных растений и животных, но и сведения по их экологии [118]. При этом биологическое разнообразие получает не телеологическое, но экологическое обоснование - как следствие разнообразия климатических и почвенных условий. Основная идея учебника — идея полезности. Главной задачей изучения природы В.Ф. Зуев считал применение «естественных вещей» для удовлетворения практических нужд и потребностей человека.
Несмотря на то, что природа введена в школьное обучение с утилитарной окраской, учет потребностей человека, необходимость познания природы и фундаментальных экологических закономерностей стали важным шагом в развитии естественнонаучного образования. Отмеченная тенденция нашла свое продолжение в учебнике И.А. Двигубского «Начальные основания естественной истории» (1800, 1820 г.), представляющем собой перевод с французского автора А. Миллена (1774 г.). Весь учебный материал проникнут очевидным практицизмом [149].
Усиление описательности учебного материала в учебниках первой половины XIX в. «Начальные основания ботаники для преподавания» A.M. Теряева (1809 г.) в сочетании с малоэффективной методикой преподавания (заучивание и пересказ тестов) обусловили низкое качество естественнонаучного образования, оторванность его от наблюдения и изучения природы. Другая крайность заключалась в подмене научного знания практическим: ботаника подменялась лесоводством и огородничеством (Т. Воздвиженский, 1815 г.), зоология - скотолечением (И. Рейпольский, 1823 г.). Утверждение данного подхода на фоне религиозно-поучительной направленности народного просвещения утверждали богоданное превосходство человека над природой, познание которого рассматривалось как главная задача естественных наук и цель преподавания естествознания. «Через рассматривание природы человек достигает самопознания. Оно открывает ему, что человек есть глава всех творений на земном шаре и что вся природа отдельно от него, ниже его, что все твари покорны его могуществу...» (А. Ловецкий, 1825 г.) [149].
Таким образом, первый этап развития естественнонаучного образования (XVIII - середина XIX вв.) можно назвать естественноисторическим и охарактеризовать с точки зрения содержания как утилитарно-практический, а с методических позиций — как описательный. Основным результатом изучения естествознания было ознакомление с разнообразием живых организмов и их использованием в практической жизни человека.
В середине XIX в. утилитарно-практический подход в отборе и изложении учебного материал постепенно сменился систематическим (Ю. Симашко, Русская фауна, 1849-1852 гг.; И.И. Шиховский, Краткая ботаника, 1853 г.), однако религиозный антропоцентризм оставался ведущим основанием преподавания естествознания. В то же время разрабатывался методический подход, который, сочетая научность с практичностью, был направлен не столько на адекватное отражение в преподавании содержания соответствующей науки (что приводило к необходимости заучивания учебного материала и оказывалось малопродуктивным), сколько на то, чтобы «дать молодому человеку понятие» (В. Даль) об изучаемом предмете и его практических приложениях для человека. К сожалению, эти идеи были хотя и симптоматичными, но отдельными, изолированными явлениями школьной жизни. Они разрабатывались довольно обособленно и в меньших масштабах (для военно-учебных заведений, женских институтов), не составляя основного направления развития методики естествознания [150].
Вместе с тем, передовая общественно-педагогическая мысль исходила из понимания важности естественнонаучного образования не столько для описания природы, но для развития глубокого ее понимания, основанного на опыте и развитии самостоятельного мышления. «Нам кажется почти невозможным без естествоведения воспитать действительное, мощное умственное развитие; никакая отрасль знания не приучает так ума к твердому, положительному шагу, к смирению перед истиной, к добросовестному труду и, что еще важнее, к добросовестному принятию последствий такими, какими они выйдут, - как изучение природы; им бы мы начинали воспитание, чтобы очистить отроческий ум от предрассудков, дать ему возмужать на этой здоровой пище и потом уже раскрыть для него, окрепнувшего и вооруженного, мир человеческий, мир истории, из которого двери отворяются прямо в деятельность, в собственное участие в современных вопросах» [32, с.251]. Таким образом, более полутора веков тому назад высказывалась вполне актуальная и для современного экологического образования мысль о необходимой взаимосвязи естественнонаучных и гуманитарных аспектов при изучении окружающего мира и особой важности подготовки учащихся на основе этой взаимосвязи к самостоятельному решению жизненных проблем.
Общественное оживление в середине XIX в. оказало значительное влияние как на школьное образование в целом, так и на преподавание естествознания в частности. Критика «нелепости тогда всеобщего словесно- специального воспитания и страшный разлад между школой и жизнью» (Н.И. Пирогов) стала одним из оснований школьной реформы 1864 г. Согласно проекту учебного плана, естествознание вошло в число обязательных предметов гимназического образования.
Место и возможности средств информационных технологий в средней общеобразовательной школе
Понятие «технология» ранее относилось к сфере промышленного производства и обозначало систему взаимосвязанных способов обработки различных материалов и приемов изготовления того или иного вида продукции.
Применительно к инновационным процессам с учетом их специфики, информационные технологии понимаются как система методов и способов сбора, передачи, накопления, обработки, хранения, преставления и использования информации на основе применения современных компьютерных и других технологических средств обучения. Причем, существование разнообразных информационных процессов предполагает в свою очередь также и применение различных технологий для сбора, передачи, накопления, обработки, хранения, представления и использования информации [118].
Рассмотрим основные определения и термины в области информационных технологий, используемых в педагогических технологиях.
Информация — это отчужденное знание (сведения о предметах, фактах, событиях, явления и процессах, вне зависимости от формы их представления), которое может быть записано на материальном носителе [165].
Информационные технологии — совокупность методов и программно- технических средств, объединенных в технологическую цепочку, обеспечивающих сбор, обработку, хранение и отображение информации с целью снижения трудоемкости ее использования, а также для повышения ее надежности и оперативности [84].
Известно, что педагогические технологии являются по сути своей информационными, так как учебно-воспитательный процесс не возможен без обмена информацией между педагогом и обучаемым. Однако, в современном понимании технология обучения это педагогическая технология, использующая специальные способы, программные и технические средства (компьютеры, телекоммуникационные сети и т.д.) для работы с необходимой экологической информацией. Смысл информатизации экологического образования заключается в данном случае в создании, как для педагогов, так и для обучаемых благоприятных условий для свободного доступа к культурной, учебной и научной информации.
Понятия «компьютерная технология» и «информационная технология» не следует отождествлять, поскольку использование в информационных технологиях компьютерной техники является одним из возможных и наиболее часто употребляемых средств обучения [165].
Как показывают исследования, компьютерные технологии в образовании применяются более 50 лет. Система образования достаточно отзывчива на внедрение в учебный процесс технологий, базирующихся на программных продуктах самого широкого назначения. В общеобразовательных школах сегодня, в основном, успешно и широко применяются следующие программные комплексы: операционные системы Windows (ХР,7); прикладные программы к операционной системе в составе: текстовые редакторы Word, электронные таблицы Excel, система управления базами данных Access, программы создания из различного рода данных экранных презентаций с помощью компьютерных слайдов Power Point, программы для работы с Интернет Internet Explorer и Outlook Express; графические редакторы для создания, преобразования и компоновки рисунков Paint, Paintbrush, Flash. Решение многих задач на компьютерах реализуется посредством записи решения на языках программирования Pascal, Delphi.
В качестве рабочего инструмента компьютер применяется уже давно и признан обществом как необходимость. В сфере образования компьютер завоевывает все более прочные позиции. Идея использования компьютера в обучении детей принадлежит профессору Сеймуру Пейперту. Работая с Ж. Пиаже, С.Пейперт (60-е г. прошлого столетия) пришел к выводу, что ребенок развивается, если имеет условия для креативной деятельности в соответствующей среде [214].
Для развития абстрактного мышления необходима среда, позволяющая активно создавать продукт, используя и создавая новые абстрактные понятия. Такой средой может оказаться компьютер. В образовательном процессе компьютер может быть как объектом изучения, так и средством обучения, воспитания, развития и диагностики усвоения содержания обучения, т.е. возможны два основных направления использования информационных технологий в процессе обучения.
При первом — усвоение знаний, умений и навыков ведет к осознанию возможностей информационных технологий, к формированию умений их использования при решении разнообразных задач.
При втором — информационные технологии являются мощным средством повышения эффективности организации учебно-воспитательного процесса.
Одной из причин формирования у ребенка боязни и нежелания учиться С. Пейперт, усматривает в принятом в современном обществе разделении всех людей на способных и не способных к учению, на склонных к математическим наукам и «гуманитариев». С. Пейперт считает, что дело не в «способностях», а в организации процесса обучения. Для С. Пейперта компьютер — это, в первую очередь, средство, способное придать процессу обучения естественный, неформализованный характер. По его мнению, компьютер может изменить сам характер учения - стремление не чему-то определенному, а учения вообще - и сделать его более интересным и эффективным, а получаемые знания — более глубокими и обобщенными. По сути дела, С. Пейпертом предложена концепция школы будущего, исходными моментами которой являются естественное любопытство детей и наличие средства для удовлетворения этого любопытства. С. Пейперт не пытается переложить на компьютер функции учителя или учебника. Основная идея — это микромиры, представляющие собой некоторые модели реального мира, которые с той или иной степенью детализации творит сам ребенок [214].
К настоящему моменту богатый опыт применения компьютера как средства обучения накоплен в США, Канаде, Франции, Болгарии. Несмотря на различные подходы к организации и содержанию деятельности ученика за компьютером, полученные результаты во многом сходятся.
Отмечаются устойчивое внимание в процессе деятельности за компьютером и огромный интерес к нему. Французские исследователи констатируют, что наибольший интерес наблюдается у детей, когда они добиваются лучших результатов в компьютерной игровой деятельности; дети более пассивны, когда сталкиваются с трудностями в решении поставленных задач. Выделено несколько типов мотивации к деятельности детей за компьютером: а) интерес к новому, загадочному предмету - компьютеру; б)исследовательский мотив (желание найти ответ па вопросы); в) мотив успешного решения познавательных задач. Во всех сферах современного образования продолжаются поиски способов интенсификации и быстрой модернизации системы подготовки, повышения качества обучения с использованием информационных технологий. Применение информационных технологий в учебном процессе дает возможность использовать в педагогической практике психолого- педагогические разработки, позволяющие интенсифицировать учебный процесс, реализовывать идеи развивающего обучения. Возможности информационных технологий как инструмента человеческой деятельности и принципиально нового средства обучения привело к появлению новых методов и организационных форм обучения и более быстрому их внедрению в учебный процесс.
Педагогические условия эффективности формирования экологической компетентности учащихся в процессе изучения естественнонаучных дисциплин на основе информационных технологий
Основной целью практической части нашего исследования является выявление и разносторонняя проверка педагогических условий, способствующих формированию экологической компетентности учащихся 8-11 классов.
В данном параграфе нами определен комплекс оптимальных условий, способствующих формированию экологической компетентности учащихся.
В литературе педагогические условия рассматриваются как исследующие научные основы обучения и образования, обеспечивающие достижение поставленных целей (Э.Ф. Зеер); составные части или характеристики среды, в которой развиваются учащиеся (П.И. Пидкасистый).
Анализ литературы и результаты проведенной экспериментальной работы позволили выделить наиболее значимые педагогические условия. К ним мы относим: использование современных технологий обучения, обеспечивающих систематическое воздействие на сознание учащихся и организацию их практической деятельности; вовлечение учащихся в исследовательскую деятельность экологической направленности с применением компьютерной техники; обеспечение этнопедагогизации процесса формирования экологической компетентности учащихся; осуществление индивидуального и дифференцированного подхода в процессе формирования экологической компетентности учащихся на основе информационных технологий; реализация междисциплинарной интеграции, обеспечивающей продуктивность процесса формирования экологической компетентности учащихся на основе информационных технологий; сотрудничество учителей, родителей и педагогов дополнительного образования в процессе формирования экологической компетентности учащихся с применением Интернет-технологий.
Обратимся к их характеристике. 1. Использование современных технологий обучения, обеспечивающих систематическое воздействие на сознание учащихся и организацию их практической деятельности.
Экспериментальная работа подтвердила, что данное условие является одним из ведущих. В тех ученических коллективах, в которых были достигнуты высокие результаты, рассматриваемое условие реализовывалось последовательно. Недостатки же в организации данного условия вели, как правило, к снижению результативности.
Развитие экологической компетентности учащихся невозможно без формирования сознания учащихся. Сознание является высшим уровнем отражения человеком действительности, в результате чего достигается познание и преобразование окружающего мира [133].
Как показала экспериментальная работа, в процессе изучения естественнонаучных дисциплин учащиеся должны осознать сущность экологических законов; научиться понимать причины противоречий (конфликтов) в системе «природа - общество» как несоответствие природных и социальных законов; осознавать опасность глобальных экокатастроф и локальных экологических кризисов; осознавать моральный выбор способа целесообразной деятельности, которая согласуется с экологическим императивом; познать себя и отношение к себе и окружающему миру как части себя. Если для сохранения себя человек должен сохранить природу, то для охраны природы он должен развить себя [146].
Формирование экологической компетентности учащихся невозможно без сочетания систематического воздействия на сознание учеников с организацией их экологической деятельности.
Экологическая деятельность — это совокупность действий человека по сохранению среды обитания [25]. По определению А. Д. Урсула, экологическая деятельность включает в себя все виды и формы деятельности людей, связанные с рациональным решением экологической проблемы [184].
Суть экологической деятельности состоит в преобразовании не только действительности, но и в изменении самого себя, своих отношений к окружающему миру, в развитии таких качеств как гуманизм, бережливость, ответственность.
Любая деятельность социально значима настолько, насколько значимы ее результаты. Результат практической деятельности - новые знания. Поэтому то, насколько часто в жизни молодых людей будет возникать потребность в новых экологических знаниях, и будет определять социальную значимость практической деятельности в сфере экологии.
Содержание экологического знания усваивается учащимися в их различной деятельности. В своей работе мы использовали современные педагогические технологии, активные методы обучения.
Среди разнообразных направлений новых педагогических технологий мы выделяем технологию сотрудничества, проектную деятельность, блочно- модульное и проблемное обучение. Главной отличительной чертой этих технологий является особое внимание к индивидуальности человека, его личности, четкая ориентация на сознательное развитие самостоятельного критического мышления.
Используя технологию сотрудничества, при работе в малых группах, совместной деятельности ученики выясняли друг у друга все, что им было непонятно; не боялись обратиться за помощью и к учителю. Ребята учились общаться между собой, с учителями, овладевали коммуникативными умениями, развивали чувство товарищества, взаимопомощи. У учащихся формировалась собственная точка зрения, они учились ее аргументировать, отстаивать свое мнение. Каждый понимал, что успех группы зависит от способности самостоятельно приобретать новые знания и умения, применять их на практике.
В основе технологии проектной деятельности лежит развитие у учащихся познавательных навыков, умений самостоятельно конструировать свои знания, ориентироваться в информационном пространстве, развитие их критического и творческого мышления, умение увидеть, сформулировать и решить проблему.
Сущность модульного обучения заключается в том, что ученик самостоятельно достигает конкретных целей учебно-познавательной деятельности в процессе работы с модулем. Роль учителя — составление инструкций, проведение консультаций, контроль усвоения знаний, умений и навыков.
Модель процесса формирования экологической компетентности учащихся в процессе изучения естественнонаучных дисциплин на основе информационных технологий
Решение поставленной в исследовании проблемы потребовало разработки и внедрения в педагогический процесс общеобразовательного учреждения модели процесса формирования экологической компетентности учащихся в процессе изучения естественнонаучных дисциплин на основе информационных технологий.
Слово «модель» произошло от латинского слова modus, modulus (мера, образец, норма). Так называют любой мысленный, знаковый или материальный образ оригинала: отображение объектов и явлений в виде описаний, теорий, схем, графиков [43].
Необходимость построения модели процесса формирования экологической компетентности учащихся в процессе изучения естественнонаучных дисциплин на основе информационных технологий была продиктована тем, что модель представляет процесс как систему, обосновывает и раскрывает его внутреннюю структуру, отражающую единство элементов, их взаимосвязь. «Модель выражает педагогический процесс не непосредственно в сложном, необозримом единстве всех многообразных проявлений и свойств, а обобщенно, акцентируя внимание на мысленно выделяемых (и являющихся в рамках использованной парадигмы) свойствах» [54].
Т. С. Бакиров строит модель экологической компетентности учащихся от наиболее общих к частным экологическим умениям — расчленять явления на составляющие элементы; осмысливать каждую часть в связи с целым и во взаимодействии с ведущими сторонами; находить в теории идеи, выводы, закономерности, адекватные логике рассматриваемого явления; правильно диагностировать экологическое явление; вычленять экологическую проблему и способы ее оптимального решения. Наиболее общим является умение экологически грамотно мыслить и действовать, связанное с умением подвергать факты и явления теоретическому анализу [12].
Мы выбрали структурную модель, которая имитирует внутреннюю организацию структуры оригинала. Структура — это способ внутренней организации элементов объекта. Она представляет собой одну из существеннейших сторон любой вещи. Без раскрытия структуры невозможно познание внутренней природы и сущности объектов.
Предлагаемая нами модель процесса формирования экологической компетентности учащихся в процессе изучения естественнонаучных дисциплин на основе информационных технологий включает следующие компоненты: цель, задачи, принципы, на которые должен опираться педагог для решения поставленной проблемы, содержание, организационные формы, методы и средства, используемые для решения поставленных целей и задач, результат.
Цель и задачи формирования экологической компетентности учащихся в процессе изучения естественнонаучных дисциплин на основе информационных технологий.
Под целью понимают превосходящие результаты какой-либо деятельности. Цель - формирование экологической компетентности учащихся в процессе изучения естественнонаучных дисциплин. Она раскрывается на основе решения следующих задач:
1) развития экологических взглядов, убеждений, мировоззренческих позиций по отношению к природе, ее проблемам, трансформирующимся в экологическое сознание;
2) вооружения учащихся системой экологических умений и навыков, необходимых для грамотного поведения в природе;
3) формирования социально значимых мотивов и ценностного отношения к природе;
4) развития социальной активности учащихся в практической экологической деятельности.
Модель процесса построена на решении задач, основу которых составляют определенные принципы.
Принципы формирования экологической компетентности учащихся в процессе изучения естественнонаучных дисциплин на основе информационных технологий.
Принцип - это основное исходное положение какой-либо теории, мировоззрение, убеждение, взгляд на вещи; руководящее положение, установка к деятельности, научное или нравственное начало, основание, правило; основа, от которой не отступают. Руководствуясь необходимыми принципами, педагог делает образовательный процесс научно обоснованным и управляемым. Нами были выявлены общие и специфические принципы формирования экологической компетентности учащихся в процессе изучения естественнонаучных дисциплин на основе информационных технологий.
К общим мы отнесли: научность, доступность, систематичность, сознательность и активность обучаемого, наглядность, прочность усвоения материала, единство коллективного обучения и индивидуального подхода к обучаемому, связь обучения с практикой [70].
Выделим специфические принципы формирования экологической компетентности учащихся в процессе изучения естественнонаучных дисциплин на основе информационных технологий.
За основу мы взяли принципы экологического образования, разработанные И.Т. Суравегиной, И.Д. Зверевым, А.Н. Захлебным.
1. Принцип междисциплинарности предполагает подход, согласно которому экологическое образование осуществляется по трем моделям. Первая модель - экологизация содержания учебных предметов (многопредметная модель); вторая модель - введение интегрированных экологических курсов со своей логикой изложения (однопредметная модель); третья модель - выделение обобщающих тем в предметах различного цикла и введение интегрированных экологических курсов (смешанная модель).
2. Принцип системности и непрерывности изучения экологического материала. В соответствии с принципом системности и непрерывности формирование исследуемого аспекта осуществляется в рамках дошкольного, школьного, дополнительного и специального образования. Реализация этого принципа позволяет человеку любого возраста, на любом этапе жизни приобретать экологические знания, умения, навыки. Этот принцип предусматривает преемственность всех структурных компонентов системы, взаимодополнение различных форм и методов обучения.
3. Принцип взаимосвязи глобального, национального и краеведческого раскрытия экологических проблем. Приоритет в изучении экологических проблем отдается последнему. Изучение ближайшего природного и социального окружения несет больший нравственно-эстетический потенциал. Происходит конкретизация общечеловеческих ценностей на локальном уровне. Данный принцип позволяет целостно раскрыть местные экологические проблемы, воздействуя на интеллектуальную, эмоциональную, деятельностно- практическую сферы личности и обеспечить формирование у нее экологической компетентности. А также - использовать в экологическом воспитании идеи народной педагогики.
