Введение к работе
Актуальность исследования. Интенсивные процессы реформирования российского общества в условиях расширяющейся глобализации, перехода к демократическому государству и рыночной экономике непосредственно затрагивают образование как важнейшую социальную сферу «вложения средств в будущее страны» (Д.А.Медведев). Вступление России в Болонский процесс предполагает глубинную модернизацию системы отечественного образования, направленную на компетентностное развитие личности, формирование способности успешного применения полученных знаний и умений в повседневной жизни и профессиональной деятельности.
В соответствии с «Концепцией модернизации российского образования на период до 2010 г.» важнейшим направлением государственной образовательной политики выступает коренная трансформация системы среднего образования на основе демократизации, гуманизации и гуманитаризации учебного процесса, внедрение передовых педагогических технологий, разработка новых образовательных стандартов с целью максимального приближения качества школьной подготовки к требованиям мирового уровня.
Главным предназначением современной средней школы должно стать развитие ключевых образовательных компетенций учащихся, формирование внутренних побуждений к учению, мотивов успешности и постоянства продвижения вперед, самостоятельности и готовности к перманентному образовательному саморазвитию.
Существенным фактором успешной реализации компетентност-ной образовательной модели выступает информатизация образования, в том числе его естественнонаучной составляющей.
Это тем более важно, поскольку в современном обществе науки о природе не только обеспечивают технологический рост производительных сил, но и оказывают существенное влияние на рациональную ментальность социума, повышая роль естественнонаучного знания в развитии креативных доминант, синергетического мышления, мировоззренческих установок и ответственного поведения личности.
Информатизация естественнонаучного образования школьников предполагает создание современных электронных учебных материалов, повышающих педагогическую эффективность процесса формирования естественнонаучной компетентности учащихся на основе становле-
ния модели мира коэволюционного сосуществования природы, общества и человека.
Анализ психолого-педагогической литературы показал, что к настоящему времени в педагогической науке создан определенный теоретический базис по основным направлениям исследуемой проблемы.
Различные аспекты формирования компетентности как интегра-тивного личностного качества рассмотрены в трудах К.Я. Вазиной, А.Н. Дахина, И.А. Зимней, А.К. Марковой, A.M. Новикова.
Основные направления совершенствования школьного обучения освещены в работах Ш.А. Амонашвили, В.В. Болотова, СП. Баранова, Н.О. Вербицкой, А.С. Потапова.
Отечественными (А.А. Андреев, С.А. Бешенков, А.А. Богуславский, С.А. Трактуева, Д.Ю. Усенков, В.Ф. Шолохович) и зарубежными (Т. Chamorro-Premuzic, Н. Christian, M.S. Drew, A. Furnham, Z-N.Li, R.E. Mayer, R. Sanchez, H.P. Yockey) учеными исследуются различные стороны применения компьютера в образовании.
Выявляется специфика использования информационных техноло
гий в средней школе (В.Л. Нестеров, В.А. Стародубцев, С.А. Трактуева,
В.Е.Фортов). Приоритет отдается рассмотрению психолого-
педагогических аспектов образовательной информатизации
(Н.С. Анисимова, А.Г. Кушниренко, В.М. Монахов), использованию
компьютерной техники в преподавании отдельных дисциплин
(B.C. Леднев, А.П. Ершов, В.М. Монахов, А.Ю. Уваров), организации
занятий по информатике (А.П. Ершов, А.Г. Кушниренко, А.А. Кузнецов,
Г.В. Лебедев, СВ. Симонович), внедрению информационных техноло
гий в систему профильного 12-летнего образования (В.В. Жилкин,
В.А. Куклев, Г.Л. Луканкин, Ю.А. Первин, С.А. Христочевский).
Активизируется образовательный поиск в области разработки и создания мультимедийных программных средств дидактического назначения (В.В. Александров, И.Н. Коваленко, А.Ю. Кравцова, В.А. Красильникова, А.С. Кюршунов).
Отмечается определяющая роль естественнонаучного образования в приобретении фундаментальных знаний и представлений, формировании научной картины мира, становлении нравственно-экологической позиции личности обучаемых (И.В. Вартанова, Л.Я. Зорина, Т.Г. Каленникова, В.А. Лавриненко, З.Ф. Мазур, Н.З. Мазур, М.А. Плаксин, О.П. Яшнова).
Вместе с тем, основная масса исследований по разработке и внедрению информационных технологий в среднее образование, в том чис-
ле естественнонаучное, ориентирована на работу со старшим и средним звеном общеобразовательной школы. В значительно меньшей степени уделяется внимание начальному этапу образовательной подготовки школьников, а также вопросам образовательной преемственности использования информационных технологий в учебном процессе средней школы.
Следует также отметить, что основной объем работ по созданию электронных пособий и учебников выполняют программисты, не имеющие педагогической подготовки, тогда как специалисты в области дидактики и методики преподавания дисциплин зачастую весьма далеки от компетентного владения языком программирования.
Кроме того, существующие в настоящее время электронные учебники и пособия для средней школы являются, как правило, полностью закрытыми для пользователя - как учителя, так и ученика, что делает невозможным изменение заданных алгоритмов работы исходя из образовательной необходимости и изменившихся условий.
Все это затрудняет деятельность учителя по дидактической индивидуализации, содержательному варьированию и модификации развивающих возможностей электронных учебных средств.
Анализ теории и практики применения информационных технологий в естественнонаучном образовании выявил ряд противоречий, между:
растущими требованиями общества к уровню сформированности естественнонаучной компетентности учащихся и не всегда практико-ориентированным и личностно значимым объемом естественнонаучных знаний и умений, получаемых в школе;
дидактическими возможностями информационных образовательных технологий в компетентностном развитии личности и недостаточной степенью их использования в организации учебного процесса в начальном звене общеобразовательной школы;
существующим приоритетом методов обучения с помощью вер-бально-текстовых средств (печатного учебника) и почти полным отсутствием в традиционном учебном процессе школы физиологически необходимого сенсорно-моторного этапа восприятия учебной информации.
Необходимость образовательного преодоления обозначенных противоречий определила тему диссертационного исследования: «Электронное пособие как средство формирования естественнонаучной компетентности учащихся».
В исследование внесено ограничение: мы рассматриваем проблему относительно начального звена общеобразовательной школы как исходного этапа формирования естественнонаучной компетентности учащихся в образовательной преемственности компетентностного развития личности. В этом отношении изучение учебного предмета «Познание мира» является пропедевтической дисциплиной к естественно-математическому циклу средней и старшей школы.
Цель исследования: разработать и теоретически обосновать педагогические условия формирования естественнонаучной компетентности учащихся на основе электронного (учебного) пособия «Познание мира».
Объект исследования: система естественнонаучного образования школьников.
Предмет исследования: процесс формирования естественнонаучной компетентности учащихся начальной школы на основе электронного (учебного) пособия «Познание мира».
Гипотеза исследования: формирование естественнонаучной компетентности учащихся на основе электронного (учебного) пособия «Познание мира» будет эффективным, если:
электронное учебное пособие разработано в соответствии с дидактическими требованиями к процессу естественнонаучного развития учащихся;
учитывается специфика формирования естественнонаучной компетентности учащихся в мультимедийной информационно-образовательной среде;
- осуществляется возрастная преемственность в организации
процесса естественнонаучного образования учащихся.
Цель и гипотеза определили задачи исследования:
-
Проанализировать роль и место информационных технологий в учебном процессе естественнонаучного образования в средней школе.
-
Уточнить сущность базовых понятий исследования; определить критерии и показатели сформированности естественнонаучной компетентности учащихся начальной школы.
-
Выявить основные психолого-педагогические требования к разработке электронных пособий, приемлемых для обучения учащихся начальных классов.
-
Разработать методику создания и применения электронного пособия в учебном процессе естественнонаучного образования в начальном звене средней школы.
5. Выявить педагогические условия формирования естественнонаучной компетентности учащихся на основе электронного пособия «Познание мира».
Теоретико-методологическую основу исследования составили:
- теоретические основания становления естественнонаучных
взглядов личности на мир (В.И. Вернадский, Л.Н. Гумилев, А.А. Горелов,
А.И. Пригожий, П. Тейяр де Шарден, Г. Хакен);
теория личностно-ориентированного образования (А.Г. Асмолов, Л.И. Божович, Е.В. Бондаревская, А.С. Гаязов, Н.А. Каргапольцева, А.В. Кирьякова, В.Г. Рындак, В.А. Сухомлинский, Г.Н. Сериков, Г.К. Селевко, В.А. Сластенин, Д.И. Фельдштейн, И.С. Якиманская);
ведущие положения теории развивающего обучения (В.В. Давыдов, Л.В. Занков, Д.Б. Эльконин) и активных методов обучения (Ю.К.Бабанский, И.Я. Лернер, Н.Ф. Талызина, Г.И. Щукина);
концептуальные идеи обучения на основе информационных технологий (Б.С. Гершунский, В.Э. Меламуд, В.В. Сизова, В.А. Трайнев);
исследования по развитию когнитивных способностей обучаемых (Л.С. Выготский, П.Я. Гальперин, В.Г. Житомирский А.А. Зенкин, Г.В. Карпов, И.В. Осипова, А.Г. Пассоу, С. Пейперт);
работы в области компьютерного моделирования (А.П. Ершов, Е.Я. Коган, В.М. Монахов, В.Л. Латышев, О.В. Чурбанова, Е.В. Ширшов);
теории управления и комплексного анализа педагогических проблем (А.А. Бакушин, И.П. Подласый, М.М. Поташник, В.Г. Разумовский, С.А. Репин, М.Н. Скаткин, Е.Н. Шиянов).
В решении поставленных задач использовался комплекс методов исследования: теоретический анализ психолого-педагогической литературы по теме диссертации, анкетирование, наблюдение, беседа, опрос, психодиагностические методы, педагогический эксперимент, моделирование, методы качественной и количественной обработки эмпирических данных.
База исследования. Опытно-экспериментальной базой исследования явились муниципальные образовательные учреждения: средняя общеобразовательная школа № 17 г. Челябинска Челябинской области и средние общеобразовательные школы № 3 и № 4 г. Житикары Коста-найской области (республика Казахстан).
Организация и этапы исследования. Исследование проводилось в течение пяти лет и состояло из трех этапов.
На первом этапе (2003-2004) изучалась теоретическая и научно-методическая литература по проблеме и теме диссертационного иссле-
дования, накапливался эмпирический материал, обобщался педагогический опыт, формулировалась гипотеза исследования, выявлялись структура электронных пособий и методика использования современных информационных технологий в естественнонаучном образовании учащихся.
На втором этапе (2004-2006) разрабатывалась система средств и методов обучения с использованием информационных технологий, уточнялись научно-педагогические аспекты применения информационных технологий в учебном процессе по формированию естественнонаучной компетентности учащихся, разрабатывались и определялись направления совершенствования системы естественнонаучного образования в начальном звене средней школы.
На третьем этапе (2006-2008) была проведена эмпирическая проверка эффективности обучения с включением информационных технологий в учебный процесс, выявлялись функции содержания учебного предмета «Познание мира» при использовании информационных технологий, разрабатывались практические рекомендации по совершенствованию применения разработанного электронного пособия «Познание мира» в учебном процессе естественнонаучного образования в начальном звене средней школы, проводилось лонгитюдное исследование в среднем и старшем звене, обобщались результаты опытно-экспериментальной работы, оформлялись результаты диссертационного исследования.
Научная новизна исследования:
уточнено содержание понятия «естественнонаучная компетентность учащихся» путем: актуализации нравственно-эстетических качеств личности, определяющих осознанность ответственного поведения школьников по отношению к природе и ее неотъемлемой части - человеку; включения в компонентную структуру естественнонаучной компетентности информационной грамотности - базовой составляющей синергетического стиля мышления современного человека как активного субъекта мира коммуникаций, интернетизации образования и экологического глобализма:
определены критерии и показатели сформированности естественнонаучной компетентности учащихся: когнитивный (объем и степень практико-ориентированного владения знаниями), мотивационный (уровень развития нравственно-эстетической и экологической (экоцен-тристской) ценностных ориентации), деятгльностный (характер осознанного владения практико-ориентированными умениями и навыками в
условиях активизации рефлексивной позиции личности);
- выявлены основные психолого-педагогические требования к
разработке электронных пособий, используемых в естественнонаучном
образовании учащихся начальных классов: природосообразность (син
тез наглядно-образной и вербально-логической составляющих учеб
ной информации); эргономичность (обеспечение условий дидактиче
ски-комфортного, производительного и безопасного для здоровья
учебного труда); региональность (приоритетная ориентация на окру
жающий мир природы); открытость (возможность содержательно-
функциональной модификации с целью создания вариативных индиви
дуальных электронных пособий для каждого учащегося); модульность
(осуществление гибкой перекомпоновки внутренних блоков модулей в
условиях преемственности школьного образования); интерактивность
(полифункциональность и полисубъектность учебного диалога); эсте
тичность (актуализация сенсорно-моторного этапа восприятия в при
оритетах красоты);
- выделены и систематизированы педагогические аспекты приме
нения информационных технологий в учебном процессе естественнона
учного образования в средней школе, основанные на принципах непре
рывности, целостности, интегративности, дидактической спирали,
практико-ориентированности, поддержки традиционного обучения,
внутренней дифференциации, развивающего обучения.
Теоретическая значимость исследования:
- основные результаты исследования расширяют научно-
педагогические представления о теории и практике формирования есте
ственнонаучной компетентности учащихся в школьном образовании;
- разработанная методика создания электронных пособий мето
дом компьютерного моделирования по учебным дисциплинам началь
ного звена средней школы способствует дальнейшему решению вопро
сов реализации образовательного потенциала предметов естественнона
учного цикла в плоскости установления коэволюционных связей чело
века и природы.
Практическая значимость исследования:
- разработано электронное пособие «Познание мира» для учебно
го процесса естественнонаучного образования в начальном звене сред
ней школы и подготовлены методические рекомендации для учителя;
- результаты исследования могут быть использованы в системе
повышения квалификации учителей начальных классов, учителей-
предметников естественно-математического цикла, педагогов дополни-
тельного образования.
Обоснованность и достоверность полученных результатов подтверждается методологической обоснованностью исходных позиций педагогического поиска, комплексной методикой исследования, использованием научных методов, логикой построения опытно-экспериментальной работы, включающей системную проверку полученных результатов и внедрение инновационных информационных технологий в процесс обучения, положительной апробацией результатов диссертационной работы, использованием математических и статистических методов обработки результатов эксперимента. На защиту выносятся следующие положения:
1. В логике проведенного диссертационного исследования педаго
гическими условиями формирования естественнонаучной компетентно
сти учащихся на основе электронного учебного пособия «Познание
мира» выступают:
разработка электронного пособия в соответствии с дидактическими требованиями к процессу естественнонаучного развития учащихся;
учет специфики формирования естественнонаучной компетентности учащихся в мультимедийной информационно-образовательной среде;
осуществление возрастной преемственности в организации процесса естественнонаучного образования учащихся.
2. Разработка электронного пособия в соответствии с дидактиче
скими требованиями к процессу естественнонаучного развития учащих
ся предполагала формирование на основе образовательного потенциала
современных информационных технологий готовность личности к ос
воению нового образа жизни в глобальном мире единства человека и
природы, включая построение естественнонаучной картины мира, оп
ределение места ответственного и самостоятельного бытия в быстроме
няющейся экосреде, становление совокупности взглядов о глобальном
пространстве взаимодействия человека и природы, возможностях его
познания и преобразования. В педагогическом контексте обозначенных
целей разработанное электронное пособие предоставляло учащимся
возможность:
- самостоятельно регулировать темп обучения, получая инфор
мацию со скоростью оптимального уровня усвоения материала, изме
нять порядок предоставления учебной информации (принцип индиви
дуализации и дифференциации процесса обучения);
— производить контроль с обратной связью, в том числе суггестивной, с диагностикой предъявляемых на мониторе ошибок в условиях поддерживающих (ободряющих) комментариев и советов-рекомендаций о дальнейших действиях или комментированных подтверждений (опровержений) выдвинутой учащимся гипотезы-предположения (принцип постоянства создаваемых ситуаций успеха);
— осуществлять самоконтроль и самокоррекцию индивидуальной образовательной траектории при помощи тестирующей программы самопроверки (принцип оптимизирующей обратной связи).
-
Учет специфики формирования естественнонаучной компетентности учащихся в мультимедийной информационно-образовательной среде связывался с максимальной визуализацией учебной информации, представлением учащемуся изучаемых природных объектов, процессов и явлений в виде виртуальных компьютерных моделей и заключался в направленном формировании целостности наглядно-образной картины (модели) мира на основе реализации в учебном процессе дидактических принципов научной достоверности, доступности, выразительности, интегративности, проблемности, вариативности, политехничности. Продуктивное использование образовательного потенциала электронного пособия позволило переосмыслить педагогическое соотношение некоторых принципов обучения. Если традиционно в дидактике было принято рассматривать принцип доступности обучения во взаимодействии с принципом научности, то в современной интерпретации принцип научности целесообразно соотносить с новыми возможностями наглядности обучения, а принцип активности и сознательности - с принципом систематичности и последовательности обучения. В связи с этим возникают новые дидактические требования - обеспечение индивидуальности, интерактивности и адаптивности обучения, которые наиболее успешно реализуются в мультимедийной информационно-образовательной среде.
-
Осуществление возрастной преемственности в организации процесса естественнонаучного образования учащихся предполагало понимание этапа формирования естественнонаучной компетентности учащихся начальной школы как первую ступень естественнонаучного развития школьников.
Модульно-блочный принцип построения электронного пособия «Познание мира», возможность его функционирования в гибком интерактивном режиме позволяли осуществлять усложняющуюся внутреннюю интерпретируемость, структурированность, связность и ак-
тивность естественнонаучных знаний и умений, взаимосвязанных с содержанием усложняющегося естественно-математического цикла учебных предметов среднего и старшего звена школьного обучения.
Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись на всероссийских и международных научных, научно-практических и научно-методических конференциях (Челябинск: ZOOS-ZOO?), заседаниях кафедры педагогики и психологии Челябинской государственной академии культуры и искусств и Челябинского государственного педагогического университета, а также путем публикации полученных результатов в местной и центральной печати. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ.
Личный вклад автора в получение результатов исследования определяется:
- разработкой и обоснованием ведущих положений исследова
ния, общего замысла, методики проведения эксперимента по изучаемой
проблеме;
организацией и непосредственным участием в опытно-экспериментальной работе;
- изучением эмпирических и экспериментальных данных, теорети
ческих обобщений и интерпретации результатов изыскания.
Структура диссертации. Работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка использованных источников и приложений.
