Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Междисциплинарные задачи в повышении качества обучения в инновационном учебном заведении
1.1. Сущность и содержательные характеристики междисциплинарных задач
1.2. Функции междисциплинарных задач в процессе обучения лицеистов 32
1.3. Критерии и диагностический инструментарий качества обучения 45
Выводы по главе 1
Глава 2. Опытно-экспериментальная проверка эффективности использования междисциплинарных задач как средства повышения качества обучения лицеистов
2.1. Методика исследования
2.2. Организация и содержание констатирующего этапа исследования 62
2.3. Внедрение междисциплинарных задач на формирующем этапе исследования
2.4. Результаты комплексного исследования качества обучения лицеистов 94
Выводы по главе 2
Заключение
Литература
Приложения
- Сущность и содержательные характеристики междисциплинарных задач
- Функции междисциплинарных задач в процессе обучения лицеистов
- Организация и содержание констатирующего этапа исследования
- Внедрение междисциплинарных задач на формирующем этапе исследования
Введение к работе
Для современного этапа развития наиболее прогрессивной части человеческого сообщества характерны кооперация, интеграция, объединение усилий при решении различных насущных задач. Это проявляется в создании глобальных экономических объединений, функционировании всемирной информационной сети Internet, в перерастании традиционных междисциплинарных научных связей в синтетические научные направления, общие для естественников и гуманитариев. Данные тенденции прогрессируют, охватывают все большую область знаний, формируют среду, в которой придется функционировать сегодняшним школьникам. Но уже в настоящее время учащиеся находятся в обстановке кооперации учебных дисциплин: информатика и компьютер с его колоссальными иллюстративными возможностями активно внедряются практически во все элементы учебного процесса, традиционные для школы естественнонаучные дисциплины (физика, химия, биология) имеют тенденцию интегрироваться в различные курсы «современного естествознания». В - этой обстановке своевременно и естественно вести поиск путей и форм обучения, наилучшим образом соответствующих тенденциям общественно-научной эволюции и обеспечивающих повышение качества обучения. Одной из таких форм является междисциплинарная кооперация в учебном процессе, а удобным её инструментом - междисциплинарные задачи, решение которых требует использования навыков и знаний, приобретенных при изучении различных дисциплин.
В диссертационной работе эти вопросы рассматриваются на базе учебных дисциплин «Информатика», «Новые информационные технологии» (компьютерные дисциплины), «Колебания, волны, синергетика» (синергетика), которые являются одной из основных ветвей учебных планов в Лицее прикладных наук (ЛПН). Это инновационное учебное заведение
находится в цепи непрерывного образования школа-вуз и готовит учащихся для продолжения учебы на факультете нелинейных процессов Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского (СГУ), обеспечивающего подготовку системных аналитиков по различным направлениям (научный руководитель - член-корреспондент РАН
Д.И. Трубецков).
Выбор дисциплин определяется тем, что они наиболее приспособлены к организации междисциплинарных связей. Информатика активно развивалась с середины 20 века и является важнейшей дисциплиной; в учебных планах школ она появилась в 80-е годы. Синергетика (от греческого
«синергия» - кооперация), родилась в 70-е годы, в настоящее время только еще формируется. Она занимается изучением феноменов структурообразования в системах с большим числом элементов, используя при этом универсальный язык теории колебаний и волн, пока является инновационной, но становится все более популярной и привычной. Например, в СГУ она уже изучается будущими специалистами по физике и математике, компьютерщиками, философами, экономистами и филологами. Это объясняется универсальностью и развитым формализмом описания явлений, отличающихся той или иной степенью повторяемости во времени (колебаний), возмущений, распространяющихся в пространстве (волн), существованием в природе эволюционирующих неоднородностей (структур). Пока синергетику изучают в специализированных лицеях, гимназиях и школах, но в недалеком будущем она может стать общешкольной дисциплиной.
Технологическая революция, связанная с новыми информационными и телекоммуникационными технологиями и возникновение
постиндустриального общества привели к новым требованиям к человеку: теперь он должен не только хорошо выполнять узко производственные функции, но и уметь проектировать, принимать решения и в значительно большей степени выполнять творческую работу. Отсюда вытекает
необходимость широкой допрофессиональной подготовки, которая включает следующие цели обучения: научить учиться, активизировать инициативность, развить способности к решению проблем, творческое мышление, многостороннее владение компьютерной техникой, коммуникативную культуру, готовность к взаимодействию с другими людьми, экологическую сознательность, готовность к переменам и действиям, упорство, предприимчивость, ответственность. Проблемы допрофессиональной подготовки отражены в работах авторов СИ. Гессена, А.В. Гиглавого, Т.П. Дубинина, А.В. Кравчука, В. А. Садовничего, СВ. Кульневич и др..
Базовой наукой постиндустриального этапа развития стала «информатика - одна из фундаментальных отраслей . научного знания,
L
ч_ формирующая системно- информационный подход к анализу окружающего мира, изучающая информационные процессы, методы и средства получения, преобразования, передачи, хранения и использования информации, стремительно развивающаяся и постоянно расширяющаяся область
практической деятельности человека, связанная с использованием информационных технологий», как указано в [173, с. 148-149]. Проблемы компьютеризации образования информационного общества отражены в работах Р. Вильямса, Б.С Гершунского, А.П. Ершова, А.А. Кузнецова, С.А. Лебедева, В.А. Канке, Г. Клейнмана, А.Г. Кушниренко, К. Маклина, А.В. Марковой и др.
Современный мир немыслим без применения компьютера и компьютерных технологий и задачей школы является дать знания, сформировать умения и навыки по применению компьютеров у учащихся. Такую сложную задачу можно решить только при условии развития и применения междисциплинарных связей информатики с другими учебными дисциплинами. Проблемам междисциплинарной интеграции посвящены работы авторов: А.Ю. Белогурова, Ю.А. Белогурова, В.В. Давыдова,
Г.И. Железовской, В. Д. Зверева, А. Н. Колмогорова, В.Н. Максимовой, И.К. Турышева, В.Д. Хомутского, В. Н. Федоровой и др.
Междисциплинарная интеграция позволяет осуществить
гуманистическую личностно-ориентированную направленность в образовании, разработанную в трудах авторов: Н, И. Алексеева, Е.В. Бондаревской, Л.Г. Вяткина, СВ. Кульневич, В. В. Серикова,
И.С. Якиманской.
Внедрение компьютерных технологий во все сферы человеческой
деятельности инспирирует появление новых методов и приемов в преподавании компьютерных дисциплин, которые предполагают адекватное современным требованиям усвоение знаний. Необходимо реализовывать обучение, позволяющее грамотно и уверенно применять знания в практической деятельности, выделять оптимальное направление в работе, выбирать программное средство для решения задачи, определять, каким способом ее необходимо решать. Теория задач и методы оценки знаний учащихся разработаны в трудах: Г.А. Балла, Т.В. Габай, А. В. Салихова.
Несмотря на интерес ученых и педагогов к проблеме междисциплинарной интеграции и необходимость такой интеграции, анализ теории и практики показал, что эта проблема не находит достаточно глубокого отражения в курсах школьных дисциплин. Причина этого состоит в том, что концепция междисциплинарной интеграции практически не отражена в программах курсов школьных дисциплин и учебниках. Преподавание компьютерных дисциплин должно строиться, в силу их прикладного характера, на основе междисциплинарных задач и охватывать значительную часть дисциплин школьного курса, но, зачастую, информатика в школе «оторвана от жизни». Возникает противоречие между назревшими
і
потребностями в междисциплинарной интеграции и недостаточным количеством соответствующих исследований и методических пособий по обоснованию дидактических условий, выявлению, внедрению междисциплинарных задач в учебный процесс. Исходя из новизны и
%
і
актуальности процесса компьютеризации обучения и необходимости междисциплинарной интеграции, сформулирована тема исследования: «Междисциплинарные задачи как средство повышения качества обучения лицеистов».
Актуальность темы определяется следующими факторами:
• потребностью в разработке механизма повышения качества обучения по дисциплинам «Информатика», «Новые информационные технологии» и «Колебания, волны, синергетика» на основе внедрения междисциплинарных задач и системообразующей роли информатики;
• необходимостью компьютеризации дисциплины «Колебания, волны, синергетика» на основе междисциплинарного задачного подхода;
• необходимостью внедрения мониторинга в учебный процесс по комплексу критериев качества обучения.
Объект исследования: учебно-воспитательный процесс в
ч
инновационном учебном заведении - Лицее прикладных наук.
Предмет исследования - междисциплинарные задачи как средство повышения качества обучения лицеистов.
і
Анализ научной и методической литературы по проблеме исследования, изучение опыта преподавания дисциплин компьютерного цикла, анализ учебно-педагогического процесса в Лицее прикладных наук позволили выделить и обосновать рабочую гипотезу о том, что качество обучения лицеистов по курсам компьютерных дисциплин и синергетике повысится, если:
• в учебный процесс внедрена методика междисциплинарной интеграции на основе междисциплинарных задач в различных формах - задача на один урок, проект, тема реферата, доклад, задание для лабораторной работы;
• лицеистам понятны принципы междисциплинарной интеграции, они владеют научно-практическим опытом решения междисциплинарных задач;
• созданы условия для участия лицеистов во внеклассных и внешкольных мероприятиях по компьютерным технологиям и синергетике.
Цель исследования - научное обоснование, разработка и внедрение междисциплинарных задач и экспериментальная проверка их влияния на повышение качества обучения лицеистов.
Задачами исследования, которые соответствуют объекту, предмету и цели исследования являются следующие:
• уточнить понятие, раскрыть сущность и содержание
междисциплинарных задач;
• изучить функции междисциплинарных задач в процессе обучения
лицеистов;
• разработать программу мониторинга, критерии и диагностический
инструментарий качества обучения в лицее,
• выполнить опытно-экспериментальную проверку эффективности
междисциплинарных задач как средства повышения качества обучения лицеистов.
Теоретико-методологические основы исследования составляют:
• концепция личностно- ориентированного образования (Н.И. Алексеев,
Е.В. Бондаревская, Л.Г. Вяткин, Г.И. Железовская, И.А. Колесникова, СВ. Кульневич, В.И. Лешинский, В.В. Сериков, И.С. Якиманская);
• философские концепции, информатизации образования (В.А. Канке,
Б.В. Бирюков);
• концепции компьютеризации образования (С. А. Бебешков,
Б.Е. Гершунский, В.М. Глушков, А.А. Дуванов, А.П. Ершов,
Г. Клейнман, А.А. Кузнецов, С А. Лебедев, В.Ю. Лыскова, А.А. Ляпунов, А.В. Марков, В.М. Монахова, М.В. Моисеева, Е.А. Ракитина, Л.Е. Самовольнова);
• психология образования (М.Я. Басов, В.И. Гинецинский, Н.Ф. Немов,
К. Роджерсэ Э. Стоуне, Л.М. Фридман, Р. Чалдини);
• технология педагогического мониторинга (Н.В. Абрамовских,
Л.Г. Вяткин, П.В. Голубков, ВТ. Горб, М.И. Грабарь, Г.И. Железовская, В.А. Кальней, В.Е. Каплан, М.В. Каплан,
і
И.С. Крамаренко, А.А. Кузнецов, В.Г. Попов, СЕ. Шшнов,);
• теория учебной деятельности (Г.А. Балл, М.Я. Басов, Л.С. Выготский,
і
В.И. Гинецинский, В.В. Давыдов, И.А Зимняя, С.Л. Рубинштейн, Н.Ф. Талызина, Д.Б. Эльконин);
• синергетические концепции науки (B.C. Анищенко, Б.П. Безручко,
Ю.А. Данилов, Б.Б. Кадомцев, Е.М. Князева, СП. Курдюмов,
ГГ. Малинецкий, А.Н. Моисеев, И. Пригожий, Д.И Трубецков, Г. Хакен);
• междисциплинарная интеграция (Л.Г. Вяткин, В.Я Ермолаев,
Г.И. Железовская, И.Д. Зверев, Б.М. Кедров, А.Н. Колмогоров,
В.Н. Максимова, Н.Г. Михайлов, В.Н. Федорова, В.Д. Хомутский, М.Г. Чепиков).
Решение поставленных задач осуществлялось с использованием следующих методов исследования: теоретический анализ педагогической, методической, психологической и философской литературы и литературы по информатике, изучение и обобщение педагогического опыта, мониторинг качества обучения; педагогический эксперимент в его констатирующей, формирующей и результирующей функциях, методы статистической обработки результатов исследования.
Опытно-экспериментальной базой исследования явился Лицей
прикладных наук Саратовского государственного университета имени
Н.Г. Чернышевского.
В соответствии с поставленными задачами исследование проводилось в
три этапа.
На первом этапе (1996-1998 г.г.) изучалось современное состояние преподавания информатики, междисциплинарных связей естественно
научных дисциплин, разработка программы преподавания информатики с учетом междисциплинарных связей.
На втором этапе (1998-2000 г.г.) составлялась программа мониторинга, разрабатывались диагностический инструментарий и выявлялись критерии качества обучения. Конструировалась и внедрялась система междисциплинарных задач на материале дисциплин «Информатика», «Новые информационные технологии», «Математика», «Математический
л
анализ», «Колебания, волны, синергетика». Формировалась методика и организация эксперимента по реализации междисциплинарных связей в виде бинарных уроков, лабораторных работ, конференций и других внешкольных мероприятий.
На третьем этапе (2000-2001 г.г.) осуществлялась опытно- экспериментальная работа, направленная на обоснование
междисциплинарных задач, обеспечивающих повышение качества обучения
і
лицеистов, проводилось обобщение результатов исследования, осуществлялось литературное оформление диссертации.
Научная новизна и теоретическая значимость результатов состоят в следующем:
• представленная работа является теоретико-экспериментальным исследованием проблемы качества образования в инновационном учебном заведении, которая решается в рамках системного подхода;
• обоснованы роль и место междисциплинарных задач в понятийно-терминологической системе педагогики и уточнена их сущность;
• разработано методическое обеспечение междисциплинарной интеграции
на основе внедренной в учебный процесс системы междисциплинарных задач, составленной на материале дисциплин «Колебания, волны, синергетика», «Информатика», «Новые информационные технологии»;
• предложена программа мониторинга качества обучения лицеистов для
следующего комплекса критериев: качество знаний; самостоятельность в выполнении учебных заданий; творческий подход к учебной
деятельности; обучаемость; повышение уровня качества знаний; количество лицеистов, занимающихся научно-исследовательской работой. Практическая значимость работы состоит в том, что:
• внедрена система междисциплинарных задач, методика их решения и дидактические материалы для технологического обеспечения повышения качества обучения лицеистов;
• определены основные направления внеклассной творческой работы с лицеистами на основе междисциплинарных задач;
• названные материалы, полученные в ходе исследования, могут быть применены и применяются преподавателями при реализации междисциплинарной интеграции в школе;
• на основе мониторинга учебного процесса выявлено положительное влияние междисциплинарных задач на качество обучения лицеистов комплексу критериев.
Достоверность и обоснованность результатов обеспечивается соблюдением методологических положений, определяющих логику исследования, применением адекватных поставленной задаче методов в ходе исследования, длительностью проведения экспериментальной работы, внедрением результатов исследования в учебные заведения г. Саратова, личным участием автора в экспериментальной работе, опытом работы автора в качестве учителя, руководителя педагогической практики, апробацией выводов в массовой аудитории на международных конференциях, посвященных информационным технологиям в образовании.
Апробация и внедрение результатов исследования проводилось в виде преподавания междисциплинарных тем и решения междисциплинарных в Лицее прикладных наук и ряде учебных заведений г. Саратова: лицее №3, гимназии №3, Саратовском авиационном колледже, лицее №37, Саратовском индустриально-педагогическом колледже им. Ю.А. Гагарина.
і
Результаты исследования отражены в 11 публикациях автора и доложены на следующих конференциях:
VIII Международная конференция «Применение новых технологий в образовании», июль 1997 г., г. Троицк [162];
IX Международная конференция «Применение новых технологий в образовании», июль 1998 г., г. Троицк [159];
VIII Международная конференция «Информационные технологии в образовании», ноябрь 1998 г., г. Москва [84];
X Международная конференция «Применение новых технологий в образовании», июль 1999 г.5 г. Троицк [9];
IX Международная конференция «Информационные технологии в образовании», ноябрь 1999 г., г. Москва [20];
Съезд российских физиков-преподавателей «Физическое образование в XXI веке», июнь 2000 г., МГУ им. М.В. Ломоносова [24];
Конференция «Информатизация образования: опыт, проблемы, перспективы», сентябрь 2000 г., г. Саратов [8];
«і
X Международная конференция «Информационные технологии в образовании», ноябрь 2000, г. Москва [158].
і
Результаты работы лицеистов под руководством и при участии автора представлены на школах-конференциях «Нелинейные дни в Саратове для молодых» в 1998, 1999, 2000 годах, конференциях «Молодежь на пороге XXI века» в 1998, 1999 годах, смотрах-конкурсах программных продуктов школьников г. Саратова в 1998, 2000, 2001 годах и других мероприятиях. Лучшие работы опубликованы в сборниках материалов научной школы ч
конференции «Нелинейные дни в Саратове для молодых» в 1998 и 1999 годах [45, 77, 115, 123, 138, 139, 154, 171,183, 194].
На защиту выносятся:
1. Система междисциплинарных задач как средство повышения качества обучения. ,
2: Понятийное обеспечение проблемы повышения качества обучения
в инновационном учебном заведении. 3. Программа мониторинга и диагностический инструментарий
качества обучения лицеистов. Структура диссертации обусловлена целью и задачами исследования, их логической связью и последовательностью этапов исследования. Работа состоит из введения, двух глав, заключения, приложений, иллюстраций в виде таблиц и рисунков.
Сущность и содержательные характеристики междисциплинарных задач
Реализация данной концепции может быть достигнута, в частности, путем интеграции дисциплин учебного процесса, внедрением в учебный процесс междисциплинарных задач. Предметы компьютерного цикла Лицея прикладных наук «Информатика» и «Новые информационные технологии» в процессе междисциплинарной интеграции играют системообразующую роль, позволяют связать воедино факты и теории из разных дисциплин путем решения междисциплинарных задач разной степени сложности и уровня интеграции. Внедрение в учебный процесс междисциплинарных задач позволяет реально, на практике осуществить гуманистическую парадигму образования, ориентированную на личность ребенка, позволяющую оптимально решить задачи образования с учетом личностных особенностей каждого субъекта обучения. Понятие интеграции на основе междисциплинарных задач должно учитывать аспекты: целей и задач образования; системообразующей роли компьютерных дисциплин во внедрении междисциплинарной интеграции в учебный процесс;
гуманистической парадигмы образования как педагогической основы реализации междисциплинарной интеграции;
сущности понятия «междисциплинарная задача» как средства повышения качества обучения. Как показало наше исследование, понятие «междисциплинарная задача» является ключевым для междисциплинарной интеграции. Междисциплинарные задачи позволяют улучшить качество обучения и решить современные проблемы образования на основе внедрения их в учебный процесс. Это достигается путем моделирования различных процессов на компьютере, дифференцированного подхода к обучению каждого учащегося, опережающего, проблемного и эвристического обучения, самостоятельной работы каждого лицеиста над поставленной задачей.
Целями и задачами современного образования являются: усиление гуманитарной и практической направленности учебных дисциплин, включение в их содержание материалов, помогающих учащимся освоить ценности общества и культуру, в которой они живут, способы самоопределения в них. «Способами решения являются достижение социально-значимого и индивидуально-приемлемого компонента содержания, методов и форм образовательной деятельности, ее открытости, разнообразия учебно-методических материалов, форм и приемов учебной и внешкольной работы, развивающей знания и навыки, повышающие социальную и культурную компетенцию личности», - написано в «Программе развития воспитания в системе образования России на 1999-2001 годы» [134]. Решение задач образования позволяет выполнить социальный заказ общества. Н. Чебышев и В. Каган [185] указывают, что «специалист должен обладать умениями и профессиональной мобильностью реагировать на постоянно возникающие изменения в практической и научной деятельности. Для этого необходим переход на научно обоснованные концепции междисциплинарной интеграции адекватной требованиям объективного закона качественного развития образования».
Достижение поставленных современностью задач образования возможно при условии создания целостной картины мира, когда у ученика сформировано представление не только о теориях и фактах разных наук, но и о взаимосвязи дисциплин естественнонаучного, гуманитарного и социального цикла. «... Сформировать мировоззрение невозможно без глубокого усвоения системы знаний о закономерностях развития природы, общества и познания, о современной научной картине мира» [56, с.91]. Современное образование должно строиться таким образом, чтобы у выпускников школы были сформированы знания, умения и навыки не только по основным учебным дисциплинам. Они должны научиться приобретать знания самостоятельно, ставить себе задачу по дальнейшему получению образования, творчески решать сложные проблемы профессиональной деятельности в современном информационном мире. «Развитие современной цивилизации прямо зависит от тех качеств и способностей человеческой личности, которые закладываются в ней образованием...», - отмечает Д.И. Трубецков [Саратов СП, 6 апреля, 2001 г.]. Выпускникам придется в своей жизни неоднократно менять профессиональную деятельность, что связано с быстрым развитием информационных технологий и, соответственно, изменениям во всех сферах человеческой деятельности. Проблема компьютеризации обучения является одной из важных составляющих образования.
Функции междисциплинарных задач в процессе обучения лицеистов
Необходимость междисциплинарных связей отмечали как педагоги прошлого - Ф.А. Дистервег, ЯЛ. Коменский, ИХ. Песталоцци, СИ Гессен, так и современные ученые и педагогики - А.Ф. Богачев, Л.Г. Вяткин, Ю.И. Дик, В.Я Ермолаев, Г.И. Железовская, И.Д. Зверев, Б.М. Кедров, А.Н. Колмогоров, В.Н. Максимова, Е.Е. Минченов, Н.Г. Михайлов, И.К. Турышев, В.Н. Федорова, В.Д. Хомутский, М.Г. Чепиков. А.Н. Колмогоров отмечал необходимость междисциплинарной интеграции на уровне учебников: «...Необходимо дальнейшее становление программы учебников, в частности, в направлении углубления межпредметных связей. ...В школьном преподавании успех будет достигнут только тогда, когда преподаватели одних дисциплин будут проявлять интерес к смежным» [80]. Далее автор отмечает, что необходима единая
математическая терминология и символика, повышение уровня вычислительных навыков, построения графиков. В учебники математики должны быть включены функции из физики, векторного анализа, гармонические колебания, производные - учет межпредметных связей, единство общих научных понятий, систематизация и обобщение знаний, устранение дублирования в преподавании дисциплин.
Е.Е. Минченов полагает, что в процессе обучения необходимо «повторение необходимых сведений из соответствующих дисциплин и использование фактов других предметов, привлечение теории других предметов» [109].
Ю.И. Дик, И.К. Турышев [108] указывают необходимость того, что содержание и объем материала по межпредметным^ связям должны определяться программой, так как межпредметные связи устраняют дублирование, создают условия для качественного обучения.
О междисциплинарных связях есть упоминания в трудах Я.А. Коменского: «Все, что находится во взаимной связи, должно для процесса обучения и формирования системы знаний. СИ. Гессен формулирует положение о том, что «... Разделение научного предмета между специалистами не должно приводить к утрате взаимного общения между отдельными предметами. Согласование программ при этом должно быть не эпизодическое, а установленное согласно научной зависимости между отдельными системами» [39, с. 303].
И.Г. Песталоцци [126] описывал многообразие взаимосвязей учебных предметов. Он отмечал необходимость привести во взаимосвязь предметы так, как они находятся во взаимосвязи в природе.
Объединение междисциплинарных курсов необходимо выполнять на уровне программ. Темы междисциплинарной интеграции должны изучаться одновременно по времени. Такими темами в ЛПН, например, являются следующие: «Алгебра логики», «Вычисление алгебраических выражений»,
«Графика», «Построение и масштабирование графиков», «Численное решение нелинейных уравнений», «Численное интегрирование», «Численное решение дифференциальных уравнений» по предметам «Информатика», «Новые информационные технологии», «Математический анализ», «Алгебра», «Колебания, волны, синергетика». Идея междисциплинарных связей выступает как часть более общей проблемы системности обучения. Междисциплинарные связи на основе междисциплинарных задач - одно из средств комплексного подхода к обучению и воспитанию, повышающее качество образования.
Междисциплинарные задачи выполняют образовательные, воспитательные и методологические функции (рис. 1). Образовательные функции междисциплинарных задач состоят в формировании общей системы знаний о мире, которые отражают взаимосвязь различных форм движения материи.
Воспитательные функции междисциплинарных задач: политехническая подготовка, профессиональная ориентация, трудовое воспитание. Методологическая функция междисциплинарных задач в учебном познании состоит в обеспечении единства многообразия процессов и явлений, изучаемых разными учебными предметами.
Организация и содержание констатирующего этапа исследования
На заключительном этапе исследования была проведена опытно-экспериментальная работа, направленная на обоснование гипотезы о том, что междисциплинарные задачи обеспечивают повышение качества обучения лицеистов [160,161], выполнено обобщение результатов исследования, осуществлялось литературное оформление диссертации.
Анализ результатов обучения проводился на основе мониторинга для выяснения уровня качества обучения по нескольким критериям: качество знаний, самостоятельность в выполнении учебных заданий, обучаемость, творческий подход к учебной деятельности, повышение показателей качества знаний в балльной системе, количество учеников, занимающихся научной работой. Диагностический инструментарий мониторинга был необходим для
систематического анализа, диагностики и прогнозирования. В него входили необходимые составляющие: опросные листы, анкеты для учеников, листы отчетности, тексты тестов или контрольных работ, инструкции по проведению теста или контрольной работы, схемы анализа теста или контрольной работы, система междисциплинарных задач, билеты экзамена, школьная документация. Мониторинг проводился на разных уровнях: индивидуальном, индивидуально-групповом, коллективно- групповом, общешкольном.
Качество знаний в процессе мониторинга исследовалась с помощью тестов, опросов, контрольных работ, срезов, экзамена по информатике.
Результаты проверки качества знаний фиксируется в школьных формах отчетности.
Групповой уровень качества знаний лицеистов по информатике, зафиксированный в ходе проведения аттестации ЛПН Министерством образования Саратовской области показал в 1999/2000 г. в 9 классов 78 % качества знаний по результатам контрольной работы, в 11 классах 97 % качества по результатам тестирования. На рис. 2 приведены оценки лицеистов при проверке качества знаний.
Из таблицы следует, что положительная динамика в оценке качества знаний в группах 1 и 2 на протяжении трех лет обучения наблюдалась в параллели по дисциплинам междисциплинарной интеграции, на базе которых проводился эксперимент.
Диагностическим инструментарием исследования качества знании по критерию «Качество знаний» служили тесты Министерства образования Саратовской области, инструкции по проведению теста, схемы анализа теста, формы отчетности, школьная документация. Например, средний уровень качества знаний по информатике за 2000-2001 учебный год составил в 8 классе 65%, в 9 классе - 72%, в 10 классе - 96%, а в 11 классе - 89% (при 100% обученности, то есть нет неуспевающих).
Самостоятельность в выполнении учебных заданий формируется дифференцированным подходом к процессу обучения. На каждом практическом занятии по дисциплине «Новые информационные технологии» или теоретическом уроке по «Информатике» лицеисты получают индивидуальное задание по 2-10 вариантам в зависимости от типа урока. Необходимость самому решать задачу дает возможность каждому получить необходимые умения и навыки в решении задач, закрепить изученный материал и применить знания на практике [191,195]. Списывание исключается. Консультативная помощь доступна каждому в виде консультации учителя или другого лицеиста. На вопрос: «Как решить эту задачу?» часто вместо учителя может ответить товарищ по классу. Ученики 8-9 классов с удовольствием консультируют друг друга.. Если у лицеистов возникают ошибки компилятора при отладке программы, то они могут воспользоваться контекстными подсказками среды программирования, навыки работы с которыми сформированы при изучении языковых средств. На контрольных работах такая1 помощь исключается. Закрепление навыков самостоятельной работы в 8 классе проводилось при выполнении проекта «Сказка», создании компьютерной программы, имеющей интерактивную структуру: обратную связь с пользователем. Такой проект успешно выполнили и провели его коллективную оценку все лицеисты. При оценивании проекта ребята учитывали количество действующих лиц, их свойства и характеристики, уровень сложности, а средний балл коллективной оценки оказался на 0,5 балла ниже балла учителя информатики, что свидетельствует о сформированности критических оценочных навыков.
Внедрение междисциплинарных задач на формирующем этапе исследования
Проведение двух туров олимпиад, имеющих в ЛПН статус районных, в течение с 1998-1999 учебного года также проводится автоматизированно с привлечением выпускников лицея, авторов задач и создателей тестирующей программы «Тест». Технология автоматизации позволяет за 2-3 часа проверить по 6 задач, решенных 90 лицеистами по 10-20 тестам (несколько тысяч проверок). Внедрение авторского ПО «Тест» оптимизирует организацию проведения внеклассных мероприятий, в 1998-2001 учебных годах все лицейские олимпиады проводились при участии выпускников 1998, 1999 и 2000 годов [158].
Остальные ученики сдают экзамен в традиционной форме - по билетам. Мотивация написания хорошей авторской работы высока. Междисциплинарные задачи, выполненные лицеистами в виде рефератов для для экзаменационных работ, даны в Приложении №4.
Межкурсовые, перспективные, многосторонние, эпизодические, коллективные, тематические междисциплинарные связи - это экскурсии. Экскурсии проводятся в моменты выставок программных продуктов или компьютерных технологий в городе. По предмету «География» проводятся ежегодные экскурсии для 9-Ю классов на географический факультет СГ'У по теме «Геоинформационные технологии». Такой метод работы позволяет получить информацию по вопросам перспективного направления применения компьютерных технологий в науке и промышленности, экономике, информационных системах, ознакомиться с новыми достижениями в сфере компьютерной техники.
Проекты являются результатом внедрения в учебный процесс поисковой, творческой, межкурсовой, систематической междисциплинарной связи. В старших 10 и 11 классах в качестве междисциплинарных задач были предложены междисциплинарные задачи по программе для выполнения на уроках в виде проекта. Теория проектирования изложена в работе Дж. К. Джонса [53]. Под проектом мы понимаем работу над междисциплинарным заданием, рассчитанную на длительный срок (от нескольких часов до нескольких месяцев) и предназначенную для внедрения. Внедрение рассматривается в аспекте последующего использования в учебном процессе, для работы на предприятии родителей, обработки школьной документации, тестирования олимпиад. Проект может представлять собой программный продукт на алгоритмическом языке, презентацию, выполненную для демонстрационных или учебных целей, игру-викторину для младшей сестры или брата, теоретическую разработку с примерами компьютерных программ, реферат на определенную тему. Такие проекты выполняют все старшеклассники и тему такого проекта они могут выбирать самостоятельно. Проекты выполняются в рамках школьной программы и соответствуют календарно-тематическому плану. При выполнении проекта формируются основы для социально-профессиональной адаптации старшеклассников, определяются ценностные ориентации, мотивы выбора профессии, профессиональная направленность. П. Джеймс и М.И. Гуревич [52] выделяют составляющие проектного метода: ученики работают над заданием, имеющим реальные потребности для определенного пользователя; при проектировании проводят исследование; генерируют идеи по возможному воплощению проекта; разрабатывают проект до стадии изготовления; испытывают проект в реальной жизни. По мнению авторов, проектный подход имеет для школы значение в аспекте разработки большого количества попутных задач, привития навыков самостоятельности, представления на внеклассных мероприятиях, сотрудничества с учителем и командой, повышения квалификации учителей. Проектный метод обучения - основная составляющая образования в будущем. Результатом внедрения проектного подхода в школе является интерес к учебе, стимулы к использованию дополнительных возможностей (освоение новых программных продуктов, постановка новых задач), контакты с родителями, повыйение квалификации и активности учителей, эффективное использование учебных мастерских (компьютерных классов). Темы проектов по программе даны в приложении 5.
В рамках формирующего эксперимента были внедрены альтернативные методы контроля знаний: экзамен в виде конференции, самооценка, групповая оценка знаний.
Самооценка качества знаний происходит на каждом уроке дисциплины «Новые информационные технологии» в 8-9 классе при решении задач и их тестировании. Лицеист проверяет решение задачи самостоятельно с помощью разработанных им тестов. Например, при решении задачи в 8 классе «Вычислить значение функции у=1/(2-х)» при подстановке в тесте значения х=2 будет ошибка, если не задано логическое условие «х не равно 2». Лицеисту необходимо учесть область определения функции. К концу учебного года восьмиклассники самостоятельно оценивают качество решаемой задачи. В 9 классе при решении задачи «ВЫПОЛНИТЬ табулирование функции y=tg(x) при х, заданном в градусах», лицеисту необходимо при составлении тестов учесть перевод из градусов в радианы и область определения функции y=tg(x). Задача оценивается на «отлично», если лицеист составил тесты, учитывающие все возможные варианты решения.
Групповые оценка знаний проводится в 8-9 классе при оценке междисциплинарных задач-проектов, над которыми лицеисты работают несколько уроков. Автор каждой задачи оценивает остальных и в журнал выставляется усредненная оценка. При оценке проекта «Сказка» в 8 классе лицеисты учитывали сложность поставленной задачи, грамотность написания алгоритмов, качество полученных результатов, составили адекватное сложности количество тестов. Опыт работы показывает, что объективность подобной оценки знаний высока. Альтернативные методы контроля знаний формируют творческую активность, развивают самостоятельность, активизируют умственную активность, увеличивают мотивацию обучения.
В рамках формирующего эксперимента в ЛПН разработано прикладное и обучающее программное обеспечение (ПО) по математике, геометрии, физике, синергетике, биологии. При разработке ПО лицеисты изучают постановку междисциплинарной задачи, которая имеется в литературе, формализуют задачу и составляют для нее математическую модель, программируют на одном из языков программирования, отлаживают задачу, производят тестирование. Тестирование задач состоит в изучении работы программного обеспечения при различных условиях с целью исключения ошибок.
