Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Внедрение информационных технологий в образовательную практику как педагогическая проблема 11
1.1. Роль новых информационных технологий в инновационном процессе развития образовательных учреждений 11
1.2. Современные исследования проблем использования информационных технологий в образовании 43
1.3. Информатизация как источник развития российской школы 52
Выводы по главе 1 64
Глава 2. Стратегия развития школы в условиях внедрения информационных технологий 66
2.1. Информационные технологии в управлении учебным заведением и учебно-познавательной деятельностью 66
2.1.1. Управление учебным заведением в новом информационном поле 66
2.1.2. Индивидуализация обучения 75
2.1.3. Воспитательная работа 80
2.1.4. Научно-исследовательская деятельность 83
2.2. Формирование информационной культуры преподавательского корпуса 88
2.3. Информационные технологии во внеурочной работе 108
Выводы по главе 2 124
Заключение 126
Литература 131
- Роль новых информационных технологий в инновационном процессе развития образовательных учреждений
- Информатизация как источник развития российской школы
- Индивидуализация обучения
- Информационные технологии во внеурочной работе
Роль новых информационных технологий в инновационном процессе развития образовательных учреждений
Сложность определения конкретных потребностей в использовании информационных технологий (ИТ) в образовательных целях связана с различным уровнем развития самих технологий в промышленно развитых, развивающихся странах и странах переходного периода, а также с отсутствием в целом ряде стран долгосрочной политики внедрения информационных технологий в различные сферы жизни общества.
Одним из необходимых условий успешного освоения информационных технологий для целей образования является разработка национальной политики и стратегии внедрения ИТ в систему образования [120].
При разработке политики по применению ИТ в образовании, на наш взгляд, необходимо определить роль и функции технологий в конкретной системе образования. В одних странах новые информационные технологии рассматриваются как необходимый компонент повышения качества образования, использование которых предполагает изменения в учебных программах с целью предоставления обучающимся необходимых (для грядущего века) навыков и знаний.
В других — технологии вызывают интерес, главным образом, с точки зрения расширения доступа к образованию новых групп населения, либо использования для дополнительной, просветительской или внешкольной работы, в частности, с помощью радио и телевидения. Наконец, в отдельных странах особый акцент делается на применении технологий в качестве катализатора для преобразования учебной атмосферы или удовлетворения специфических потребностей и нужд отдельных категорий учащихся.
Вне зависимости от подхода к использованию ИТ в образовательной сфере в той или иной стране, представляется очевидным, что национальная политика и планы по ее реализации должны:
учитывать социальные, культурные и экономические условия страны;
учитывать аналогичный опыт других стран (особенно со сходными социально-экономическими условиями);
соотносить масштабы информатизации образования с учетом реальных возможностей (финансы, инфраструктура, кадры и т.д.);
иметь детально разработанную программу действий для различных уровней и субъектов системы образования;
учитывать последствия использования ИТ для различных категорий учащихся, преподавателей, системы образования и общества в целом.
В настоящее время следует осознать те новые реалии, которые диктуются, с одной стороны, бурным ростом информационных технологий и, с другой стороны, потребностями общества [75]. Одним из актуальных в этой связи является вопрос о том, насколько новые информационные технологии могут помочь решению общечеловеческих проблем и, в частности, соответствовать культурным особенностям и традициям различных народов.
Будучи продуктом западной культуры, ИТ, программное обеспечение, язык и способы распространения информации могут оказать и уже оказывают негативное влияние на традиционные ценности в различных странах, сохранение уникальности каждой культуры. (В частности, речь идет о преобладании на мировых рынках программных продуктов на английском языке).
В глобальном информационном обществе должны существовать механизмы, направляющие обмен информацией таким образом, чтобы предотвратить утрату той или иной страной своей культурной идентичности. Одной из главных задач ЮНЕСКО сегодня должно стать создание Программы информационной экологии. Такая программа должна защищать культурное разнообразие мира точно так же, как программы охраны окружающей среды защищают биологическое разнообразие жизни на Земле. Технологические и, особенно, культурные аспекты передачи образовательных услуг, продуктов, ресурсов и компьютерных программ сегодня приобретают величайшее значение [104].
Разработка национальной политики по внедрению ИТ в системы образования должна сопровождаться усилиями по пропаганде идей информатизации в широких кругах населения для формирования в обществе информационной культуры.
В силу известных причин существенно отличаются подходы к разработке соответствующей политики по внедрению ИТ в образование в развитых и развивающихся странах. Следует иметь в виду, что в развивающихся государствах система образования призвана решать иные задачи, нежели в развитых странах. В Докладе Международной комиссии по образованию для XXI века «Образование: сокрытое сокровище» по поводу роли ИТ в образовании в различных странах отмечается: «В развивающихся странах наибольший интерес представляет возможность повысить охват, а также добиться значительной экономии, а не индивидуализированного доступа или взаимосвязи; в промышленно развитых странах наблюдается обратная картина ввиду того, что распределение и доступ в той или иной мере обеспечен, и что большее значение приобретает индивидуализация» [70, 182]. В ряде национальных докладов, например, в Национальном докладе Конго, содержится прямое указание на необходимость помощи в разработке национальной политики и планов по внедрению ИТ в образование. В том же докладе подчеркивается, что следует искать иные пути приобщения к информационным технологиям в развивающихся странах по сравнению с развитыми странами.
Отсутствие во многих странах национальной политики и комплексных планов по внедрению новых информационных технологий в образование в определённой мере компенсируется в рамках совместных действий этих государств и международных организаций.
Ведущая роль в помощи развивающимся странам в этой сфере, безусловно, принадлежит ЮНЕСКО, которая через систему своих региональных отделений и Межправительственную программу по информатике осуществляет различные проекты, направленные на создание инфраструктуры, подготовку учебных планов и преподавателей для использования ИТ в образовании. Примером может служить проект ЮНЕСКО «Региональная информационная сеть Африки» (RTNAF), целью которого является организация сети электронной почты и доступа в Internet.
В то же время наличие на национальном уровне специальных планов по внедрению ИТ в образование не является самоцелью. Многие государства, прежде всего, промышленно развитые, вполне успешно решают проблемы информатизации образования, используя органы управления образованием, потенциал специальных, образовательных и научных организаций.
Информатизация как источник развития российской школы
Информатизация школы относится к числу крупномасштабных инноваций, пришедших в российскую школу в последние десятилетия. При этом генезис подобных инноваций лежит не в плоскости поиска оптимальных образовательных методик, а имеет индустриальную, технологическую основу. В этот ряд можно причислить выделение химии в качестве первостепенного предмета в конце 50-х, начале 60-х годов, создание районных кабинетов электротехники и межшкольных учебно-производственных комбинатов допрофессионального обучения в 60-е - 80-е годы, неоднократные попытки соединения обучения с производительным трудом. В каждом случае накопление радикальных технологических изменений (либо кадровые потребности) в сфере материального производства ПРиВОДИЛИ к попыткам соответствующего изменения образования к внедрению технологических достижений в школьный процесс.
Время внесло свои коррективы, и большинство посягательств на устои традиционной школы медленно угасли. Информатизация устояла. Более того, среди многих инноваций это самый дорогостоящий проект, требующий постоянного технического обновления и существенных денежных затрат.
Терминология, связанная с появлением компьютера в школе до сих пор неоднозначна. Речь идет о "компьютеризации" и "информатизации", о «компьютерных программных средствах учебного и методического назначения», "новых информационных технологиях" и т.д. Неоднозначность толкования вполне объяснима. Что касается понятий "компьютеризация" и "информатизация", то в данной публикации они определяют процесс насыщения общеобразовательных школ компьютерной техникой и применение ее в целях передачи и восприятия значительных объемов различной (в первую очередь -учебной) информации.
Относительно короткая история информатизации массовой общеобразовательной школы в большей степени является историей ее компьютеризации.
Правительственные решения середины 80-х годов заканчивающегося столетия побудили чиновников к созданию районов "сплошной" информатизации, комплектованию "компьютерных классов" из 10-11 машин, расширению курса основ информатики (часто с 1-го по 11-й класс). Массовая компьютеризация наводнила школы техникой с низкими характеристиками. Затраты, произведенные обществом на начальных этапах компьютеризации несравнимы с самыми дорогостоящими проектами обновления российской школы в обозримом прошлом. На сегодняшний день диспропорция в школьных расходах сохраняется: ни одна модернизация учебного процесса не предполагает заттэат близких по размерам к расходам на создание материальной базы, позволяющей на современном уровне вести курс информатики. Более того все возрастающие темпы научно технического прогресса в 2-3 года безвозвратно обесценивают нынешние вложения. Не произведя революции в образовании, устарели и практически не используются сотни комплектов БК-0010, "Ямах", "Спектрумов"; устарела и PC -подобная техника с процессорами 286-486.
К 2000 году бум организованных трат на компьютеризацию несколько утих и это могло стать серьезным симптомом, если бы не работали законы рынка. Мы все еще помним известную формулу: политика есть отражение экономики. Сегодня она проявляется в начале кампании компьютеризации сельской школы, в походе за сплошной "интернетизацией" образования в нескольких отдельно взятых регионах. Россия, ее образовательная сеть представляет собой огромный рынок. Неслучайно стоит вопрос об эффективности применения ЭВМ в школе.
Результаты изучения проблемы, прежде всего связаны с вопросом: как школа среагировала на появление в ней вычислительной техники?
По мнению [63; 69] существенных изменений в образовательно-воспитательном процессе в общей массе школ не произошло:
не изменилась мотивация учения и технология самостоятельной учебной деятельности;
не изменилась мотивация деятельности педагога;
не изменилась технология проектирования учебного процесса;
не изменилась технология управления учебным процессом; не изменилась технология и содержание взаимодействия с муниципальными и центральными органами власти и т.д.
Здесь необходимо заметить, что речь идет о "массовой" школе -обычной школе в селе, городском микрорайоне.
Поскольку в школах иных - гимназиях, лицеях, частных, школах при университетах и т.п. ситуация зеркально отражена: применение компьютера глубоко мотивировано в силу совершенно иных характеристик образовательного процесса и контингента учащихся.
Предположения же о радикальных изменениях в образовательном процессе "массовой" школы в связи с появлением в ней мощного технического средства не сбылись. Не изменились основные характеристики, присущие традиционному школьному процессу. Существует множество причин, объясняющих возникновение и продолжение ситуации во времени.
Среди них:
1. Технократический подход к процессу информатизации школы, распространенный среди специалистов, сопровождающих освоение вычислительной техники в педагогической сфере.
2. Наличие устойчивых традиций в процессах обучения и учения, сформированных практически на генетическом уровне.
3. Отсутствие средств на создание программных компьютерных комплексов, систем, учебников и т.п., ориентированных на взаимодействие с традиционными образовательными технологиями.
Опыт успешного функционирования отдельных частных, специализированных экспериментальных школ показывает, что возможности, заложенные в компьютере, могут быть в значительной степени реализованы в учебном процессе и существенно влиять на его качество.
В практической педагогике сложились приоритетные направления применения компьютера:
изучение основ информатики и вычислительной техники;
применение информационных технологий в образовательном процессе;
управление образовательными учреждениями и региональными образовательными системами на основе использования информационных технологий.
Представленные выше рассуждения со всей определенностью выдвигают на первый план информационные образовательные технологии. Лишь получение эффекта по этому направлению может оправдать затраты общества на школьную компьютеризацию [69].
Следует заметить, что любая инновационная деятельность в образовательной сфере должна соответствовать стратегическим целям государства в области образования. Закон Российской Федерации "Об образовании" в качестве основополагающих выдвинул ряд таких целей, среди которых:
формирование системы образования, способной адаптироваться к условиям и нормам жизнедеятельности людей, к новому взаимодействию теории и практики;
внедрение принципов развивающего обучения и методологии деятельностного подхода, превращение образования в среду освоения способов мышления и деятельности.
Достижению этих целей в немалой степени может способствовать применение новых образовательных технологий. Они обеспечивают:
развитие у каждого школьника собственной образовательной траектории в связи с появлением неограниченных возможностей для индивидуализации и дифференциации учебного процесса;
радикальное изменение учебного процесса, переориентирование его в сторону развития системного мышления;
эффективную организацию познавательной деятельности учащихся.
Индивидуализация обучения
Вопрос о создании информационной интеллектуальной системы управления учебным процессом отнюдь не нов. Управление учебным процессом предполагает обработку управляющим звеном, т.е. учителем, большого количества информации. Разные способы организации учебного процесса предполагают обработку различного количества информации. При существующей классноурочной системе учитель, организовывая учебный процесс, ориентируется в большинстве случаев на знания некого среднего ученика, что не может положительно сказаться на уровне знаний каждого. Использование методик дифференциального или индивидуального обучения позволяет достичь гораздо лучшего качества знаний но при этом значительно увеличиваются объемы информации обрабатываемой учителем [86; 107; 109; 121]. Соответственно возрастают временные затраты и
Наиболее эффективно, на наш взгляд, процессы оптимизации позволяют реализовать интеллектуальные (обучающие) системы, или же экспертные системы. Работа экспертных систем строится на основе базы знаний, которая является фундаментом самой системы, и правил, по которым данные системы могут принимать решения. База знаний экспертно - обучающей системы, предназначенной для облегчения организации учебного процесса, должна отражать структуру учебного материала, нести в себе информацию об индивидуальных особенностях учащегося и т.д.
Для моделирования структуры учебного материала и представления этой информации в базе знаний нами выбрана семантическая сеть [14]. При построении сети весь материал учебного курса разбит на отдельные элементы, являющиеся узлами сети. Эти элементы представляют собой понятия, умения и навыки которыми должны овладеть учащиеся, а дуги сети - логические отношения между элементами. База знаний включает в себя тезаурус (перечень) понятий, умения и навыков, которые ученик должен усвоить в пределах данной темы. В соответствии со стандартом среднеобразовательной школы каждый элемент учебного курса, а соответственно и базы знаний может принадлежать к одному из трех виду: понятиям, умениям или навыкам.
Содержательная часть базы знаний создана в результате анализа содержания школьных учебников. Учебный материал отбирался с ориентиром на базовую программу, без отступления в сторону усложнения или упрощения. Мы старались построить материал таким образом, чтобы впоследствии его можно было дополнять.
Каждый элемент, независимо от типа, имеет общий формат представления (стандарт). Это необходимо для работы экспертно-обучающей системы и другого программного обеспечения, которое будет использовать в своей работе эту базой знаний.
Формат элемента включает в себя восемь полей: номер, название, вид, содержание, методический материал, демонстрационный материал, графический материал, материал для контроля знаний.
Каждому элементу учебного материала и связи поставлена в соответствие определенная численная величина, характеризующая его сложность. Данная величина необходима для работы экспертной системы.
Возможности экспертно - обучающей системы при реализации индивидуального подхода во многом определяются используемой моделью личности учащегося. В разрабатываемом нами прототипе экспертно - обучающей системе, такая модель содержит информацию отражающую текущий уровень усвоения учебного материала по той или иной теме. Нам кажется, что при построении экспертно - обучающей системы следует отводить представлению информации об учащемся основную роль, т.к. для полного использования возможностей системы она должна иметь возможность генерации обучающего воздействия учитывая индивидуальные особенности учащегося и их динамику. При реализации прототипа нашей системы мы исходили из следующих принципов:
валидность - система должна учитывать те индивидуальные особенности учащегося, которые существенны для достижения намеченных учебных целей, причем не только ближайших, но и отдаленных;
адекватность - система должна обеспечивать соответствие модели конкретному обучаемому, для этого она должна уметь различать устойчивые и ситуативные индивидуальные особенности;
динамичность - по мере накопления данных об учащемся система должна уточнять его модель, а также модели, заложенные в нее, а при необходимости осуществлять их классификацию.
Применение динамических моделей учащихся, построенных по таким принципам, и наличие глубокой обратной связи позволяет использовать экспертно - обучающую систему как мощный инструмент при реализации индивидуального подхода в обучении.
Экспертно - обучающая система дает возможность организации эффективного планирования учебного процесса. Анализ ошибок допускаемых учащимися позволяет задействовать механизмы самообучения системы, которая строится на основе обратной связи. На ее основе система при планировании занятия, кроме типичного содержания учебного материала может предложить учащемуся комментноии советы по выполнению практических заданий дополнительную инсЬормацию для изучения рекомендовать повторить плохо усвоенный материал и т.п. При этом учащийся обладает определенной свободой выработки стратегии обучения, выражения суждений или сомнений.
Также в систему заложена возможность непосредственной работы с обучаемыми (посредством локальной сети). При разработке данного режима работы в прототип экспертно - обучающей системы был заложены следующие возможности:
объяснения, даваемые системой, должны усиливать умения учащихся,
позволять им проявить инициативу;
стратегии обучения должны меняться в зависимости не только от решения учащимися задачи, но и от уровня их подготовки;
непредусмотренные (неожиданные) ответы учащихся должны анализироваться системой и лучшие подходы к решению задачи, должны запоминаться;
доступность учащимся суждений системы о решенных ею задачах, т.е. система должна "объяснить" ход принятия решения.
Кроме этого система должна дать общую оценку сильных и слабых сторон действия учащихся. Если окажется, что процесс решения задачи учащимся значительно отклоняется от нормативного, система должна подобрать и предъявить соответствующую подзадачу и решать ее вместе с учащимся.
Компьютер является универсальным средством обучения, именно поэтому он позволяет педагогу не только формировать у учащихся знания, умения и навыки, но и решать гораздо более важную задачу, стоящую перед обучением, - развивать личность учащегося, удовлетворять ее познавательные интересы [93; 95; 96; 106; 116].
Одним из важнейших факторов, побуждающих учащихся пользоваться наиболее творческими, активными видами деятельности, является интерес к учебе. Именно он оказывает самое существенное влияние на формирование духовных интересов школьников [52; 53; 105]. Компьютерное обучение, в свою очередь, оказывает огромное влияние на формирование познавательного интереса учащихся. Формирование у учащихся нужной мотивации учения позволяет управлять их деятельностью.
Информационные технологии во внеурочной работе
В последнее время очень популярным в нашей стране стало олимпиадное движение на уровне школ и вузов. Олимпиады проводятся по различным предметам - от классических математики и физики до стилистики и экономики. Дети с удовольствием участвуют в них, видя перед собой реальную возможность не "вариться в собственном соку", а сравнить свои знания и умения со знаниями и умениями сверстников; учителям и школам, а также целым регионам, чьи ученики постоянно принимают участие в олимпиадах и стабильно занимают призовые места, этот факт повышает категорию, служит прекрасной рекламой; вузы и специализированные учебные заведения получают возможность познакомиться сразу со многими вероятными кандидатами на последующее обучение; а на олимпиадах вузовского уровня таким поиском и отбором занимаются уже и некоторые фирмы, заинтересованные в образованных и талантливых сотрудниках (особенно хорошо это видно на примере программирования, экономики и управления - наиболее востребованных в последнее время специальностей).
Различные цели, которые ставят перед собой школьные и вузовские олимпиады, можно сгруппировать следующим образом [4; 24]:
просветительские цели - популяризация предмета, повышение интереса к нему;
поисковые цели - выявление наиболее способных детей с целью их дальнейшего более глубокого обучения в данной области;
отборочные цели - выявление кандидатов для участия в олимпиадах более высоких уровней (работы и т.п.)
Организация состязаний как метод активизации интереса школьников к знаниям достаточно результативна. Работа такого рода закладывается на годы вперед. Конкурсы по информатике (олимпиады, фестивали, конференции) в настоящее время образуют сложную систему с отдельными оргкомитетами, объединяющими представителей большого числа организаций, заинтересованных в уровне подготовки выпускников школы.
Олимпиады по информатике и программированию проводятся более 25-ти лет. Тем не менее в трудный период начала 90-ых годов это движение столкнулось с рядом трудностей, которые в последние годы преодолеваются.
В 2000 г. впервые студенческая команда из России выехала на финальные соревнования Международного чемпионата АСМ по программированию в Майами. Следует отметить, что такой "выход в свет" команды стал возможен благодаря спонсорской поддержке ряда фирм, заинтересованных в уровне информационной культуры общества (Novosoft Inc., Ерматель и др.).
На чемпионате АСМ команда из трех человек получает один компьютер, на котором за пять часов надлежит решить как можно большее число из восьми задач. Решить - это значит, что отлаженная программа решения должна пройти автоматическое тестирование на тестах оргкомитета, причем за наименьшее число попыток. Тесты участникам не показывают: сообщают лишь успешно или нет прошло тестирование. За повторное тестирование начисляются штрафные очки. При одинаковом числе решенных задач учитывается рейтинг вычисляемый как сумма времен от начала чемпионата до времени успешной сдачи решения задачи
Успех команд России на олимпиадах по информатике и программированию основан на целенаправленной активной подготовке и проведении разными организациями широкого спектра работ.
Появляются новые виды конкурсов, доступных в Интернете. Все они претендуют на внимание сравнительно узкого круга наиболее способных учащихся и студентов, а также их учителей и тренеров. Но самым критичным звеном конкурсной работы конечно является жюри: его квалификация, этика, время и вкусы.
Районный уровень
Задачи, предлагаемые участникам школьных олимпиад по информатике, выглядят как результат негласного конкурса среди составителей заданий на самую сложную алгоритмическую задачу, доступную пониманию участника. Не исключено, что такой подход помогает отсеять заведомо неподходящих участников. Но он заодно отсеивает и большое число участников бесспорно подходящих, но не успевших разобраться в правилах игры.
В настоящее время при подготовке районных олимпиад почти удалось смягчить трудно преодолимый разрыв в уровне сложности задач, предпочитаемых ради легкого и быстрого отбора потенциальных победителей областного уровня.
Термин "олимпиада" традиционно подразумевает Демократично организованный Праздник Любителей разных видов спорта. Олимпиады по информатике фактически сведены к отбору чемпионов по единственному виду "спорта": программирование на Паскале/Си усложненных алгоритмов, допускающих автоматическую проверку с помощью тестов на современной технике.
Практика предпочтения сложных алгоритмических задач на районных олимпиадах по информатике не только противоречит смыслу слова "олимпиада", но и категорически мешает решению проблемы формирования базы олимпийского резерва, закладываемой именно на школьном и районном уровне. Чрезмерная, превышающая школьные требования, сложность задач выводит из олимпийского движения школы нерасполагающие подходящей техникой, и учеников,l практикующихся на нестандартных типах информационных систем, а также обесценивает творческие и образовательные аспекты бывают олимпиадах по информатике что в дальнейшем их отвергают Они не Другие трудности связаны с нормированием представительства от школ, районов, областей при делегировании на более высокий уровень. Если выход на Российский уровень ограничен бюджетом и это всем понятно, то ограничения районного, городского и областного уровня не столь обоснованы.
Ряд школьников знакомятся с информатикой вне школы. Опыт конкурсов показывает, что среди таких самоучек имеются потенциальные чемпионы олимпиад.
Между тем, районные конкурсы могли бы давать шанс школе сохранить и поощрить интерес школьнков к рациональному решению задач по информатике, к эффективному применению компьютерных средств и к интеллектуальному преодолению концептуальной сложности современныых информационных процессов. Увы, шанс не очень надежный.
Сколько педагогов-информатиков располагают временем для организации и проведения компьютерных олимпиад? Большинство предпочитают минимизировать свои труды автоматизированной проверкой решений задач, чувствительных к эффективности алгоритма. Все ли способные школьники попадают в сферу влияния олимпиад? Многие препочитают единоборство с компьютером без жюри.
Сравним со спортом. Спортивные олимпиады опираются на широкую сеть секций и соревнований разного уровня. К тренировкам и на сборы привлекают резервный и вспомогательный состав. Кроме специальной подготовки спортсмен выполняет программы общего физического развития.
Компьютерные виды спорта, возможно, требуют не меньшего размаха и столь же продуманной системы интеллектуальных тренировок нацеленных на поощрение индивидуальности и признание достоинств как способных учеников, так и воспитывающих их учителей.
Вспоминая опыт разных школ юных программистов и конференций по информатике (Москва, Новосибирск, Красноярск, Переславль-Залесский, Иркутск, Миасс и др.), следует отметить, что успешная конкурсная работа неизбежно многофункциональна. Ради функции отбора потенциальных призеров она вынуждена содержать и функцию формирования благоприятной среды, организации тренинга и подготовки кадров. Нужна среда, поощряющая даже малый успех. Необходим треннинг, повышающий соответствие конкурсным требованям. Надо искать и поддерживать людей, способных добиться высоких результатов и готовить будущих чемпионов.
