Содержание к диссертации
ГЛАВА 1. ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ И ПРОБЛЕМЫ ОПТИМИЗАЦИИ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
1.1. Модели общественного развития и образовательные системы—23
Постиндустриальные модели общества 23
Информационное общество — 27
1.2. Направления реформирования образовательных систем 32
Объективная необходимость изменения образовательной парадигмы 32
Основные тенденции совершенствования образовательных систем экономически развитых стран 34
Особенности реформирования образования в России 40
1.3. Методология ошшшзации учебного процесса 52
Постановка задачи оптимизации и методы ее решения 52
Особенности проблем оптимизации учебного процесса 56
Структура образовательных целей 56
Параметры результативности и эффективности учебного процесса 64
Особенности закономерностей в педагогических системах 70
Проблемы оптимизации в трудах отечественных педагогов 73
Кибернетические подходы к решению проблем оптимизации учебного процесса 81
Педагогические технологии как результат оптимизации учебного процесса 93
ф 1.3.5.1. Структура технологических понятий в образовании — 93
1.3.5.2. Особенности педагогических технологий 103
1.3.6. Совершенствование подготовки педагогических кадров как условие
оптимизации учебного процесса —. 107
Выводы к главе 1 112
ГЛАВА 2. ИНФОРМАЦИОННЫЕ АСПЕКТЫ ТЕОРИИ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
2.1. Модель вложенных образовательных систем 117
2.1.1. Исходные понятия анализа систем 117
ф 2.1.1.1. Понятие системы 117
2Л Л .2. Концептуальное моделирование как методология анализа систем 120
2.1.2. Классификация систем в образовании 122
^ 2.1.3. Основания информационного подхода в анализе образовательных систем129
2.2. Информационньнс основы обучения 132
Получение и начальное преобразование информации 132
Особенности обработки информации человеком 136
Факторы, влияющие на сохранение информации человеческим мозгом— 145
2.3. Количественный информационный анализ дидактических
СИСТЕМ 149
Параметры дидактической системы. Закон информационного баланса— 149
Частные законы функционирования дидактических систем 152
Учет статистических закономерностей 157
2.4. Информационные аспекты управления дидактическими
системами 158
Особенности управления учебной деятельностью 158
Базовые схемы управления процессом обучения 161
2.5. Общие подходы к решению проблемы многокритериальной
оптимизации учебного процесса общеобразовательной
школы 168
Принцип соответствия в дидактических системах 169
Постановка задачи многокритериальной оптимизации учебного процессаПЗ
Цели и целевые функции 174
Ограничивающие условия 179
Содержание и адресность оптимизации 180
Оптимизация по многим параметрам 183
Выводы к главе 2 189
ГЛАВА 3. КОМПЬЮТЕРИЗАЦИЯ КАК СРЕДСТВО ОПТИМИЗАЦИИ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА
3.1. Методологические подходы к использованию
информационных технологий в образовании 194
Понятийный аппарат образовательных информационных технологий— 194
Тенденции развития компьютерных образовательных технологий 204
Комплексный подход к использованию НИТ в школе 215
3.2. Дидактические основы использования компьютерных
технологий в обучении 220
3.2.1. Дидактические функции компьютера 220
Управление учебной деятельностью при компьютеризированном обучении 221
Информационные функции компьютера 224
3.2.2. Дидактические принципы применения образовательных
информационных технологий 228
3.3. НИТ в вопросах оптимизации учебного процесса 246
НИТ и задача многокритериальной оптимизации 246
Условия эффективного применения НИТ в учебном процессе 253
3.4. Модель эволюционного перехода к использованию
образовательных информационных технологий 258
Выводы к главе 3 263
ГЛАВА 4. СИСТЕМА ПОДГОТОВКИ УЧИТЕЛЬСКИХ КАДРОВ К
ПРИМЕНЕНИЮ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
ОБУЧЕНИЯ 4.1. Цели подготовки учительских кадров в области
информационных технологий 266
4.1.1. Подходы к целелолаганию и организации подготовки студентов педвузов
в области НИТО 266
4.1.2. Цели подготовки специалистов как следствие эволюционной модели
компьютеризации школы 272
4.2. Содержание подготовки учительских кадров в области НИТ и
НИТО 276
4.2.1. Методология построения учебной дисциплины 276
Общие принципы отбора содержания 277
Структура учебной дисциплины 282
Содержание теоретической подготовки 285
Содержание практической подготовки студентов в области информационных технологий 294
Содержание базового курса «НИТ в образовании» 300
Методы и формы обучения 304
Комплекс дидактических и программных средств методической системы 314
Выводы к главе 4 321
Заключение 323
Литература 328
Приложение 344
Введение к работе
Актуальность проблемы исследования
Осознание людьми роли и значения информации и информационных процессов в социальном прогрессе, появление новых технологий обработки информации и телекоммуникации на основе компьютерной техники с необходимостью привело к изменению заказа системе образования со стороны общества. Образованность в ее современном понимании предполагает методологически гибкий, проектно-ориентированный интеллект, способность к коммуникации позитивного типа, сформированной установки на социальную ответственность. Образование должно развивать самостоятельность и критичность ума нового гражданина, готовность и умение преодолевать трудности, способность и желание самообразования в течение всей жизни. Данный социальный заказ требует отхода от существующей функционалистской парадигмы образования, ориентированной на усвоение некоторой суммы научных, однозначно интерпретируемых знаний и стереотипов поведения и замены ее гуманистической парадигмой, которая считает главной задачей развитие личности человека и исходит из того, что максимальное развитие и дальнейшее использование индивидуальных качеств человека обеспечит процветание общества в целом.
Образование является информационной системой, от которой в значительной мере зависит процветание и прогресс человечества в целом, а также отдельных государств и сообществ. В то же время применение новых информационных технологий в образовании катастрофически отстает от их использования в иных сферах деятельности современного общества - производстве, бизнесе, науке. Во многом это связано с непониманием педагогическими кадрами тех преимуществ, которые может обеспечить применение новых информационных технологий в учебном процессе. Противоречие между необходимостью совершенствования деятельности школы и отсутствием научно обоснованных подходов, устанавливающих причины, границы педагогической целесообразности и условия применения новых информационных технологий в учебном
процессе, обусловливает актуальность научной проблемы настоящего исследования, которая заключается в определении того, каким образом должны решаться вопросы оптимизации образовательного процесса в массовой школе при использовании современных информационных технологий.
Актуальность темы исследования
Анализ процесса компьютеризации отечественной системы образования выявляет следующие его особенности:
несмотря на отсутствие федеральных планов по насыщению школ компьютерной техникой, ее относительная дешевизна и доступность, с одной стороны, и усилия местных органов образования и администрации учебных заведений, с другой стороны, привели к тому, что многие школы располагают техникой, достаточной по уровню для разворачивания различных аспектов образовательных информационных технологий;
использование компьютеров в работе с учащимися в основном ориентировано на курс «Основы информатики и вычислительной техники» или сопутствующие ему курсы. Благодаря работам В.К.Белошапки, С.А.Бешенкова, А.Г.Гейна, А. А.Кузнецова, В.С.Леднева, А.С.Лесневского, А.В.Могилева, Е.К.Хеннера, КХА.Шафрина и других происходит непрерывное совершенствование методологических подходов и содержания курса ОИВТ, приведение его в соответствие с современным пониманием информационной картины мира и уровнем развития информационных технологий;
теоретические основы использования новых информационных технологий (НИТ) в качестве средства обучения рассматривались в трудах Н.В.Апа-товой, А.И.Берга, В.П.Беспалько, Б.СГершунского, В.М.Глушкова, В.Г.Жито-мирского, ВА.Извозчикова, В.В.Лаптева, Е.И.Машбица, В.М.Монахова, В.Г.Разумовского, И.В.Роберт, Т.А.Сергеевой, Н.Ф.Талызиной, А.Ю.Уварова, В.Ф.Шолоховича, А.Борка, Р.Вильямса, М.Кларка, Т.Филдмана, Д.Хена и других. Вместе с тем до сих пор отсутствуют общепринятые дидактические принципы, которые могли бы составить фундамент педагогической теории компью-
теризированного обучения. Помимо этого, в большинстве исследовании показываются те или иные преимущества новых информационных технологий, которые только могли бы состояться; механизмы же их внедрения в практику, как правило, остаются вне рамок обсуждения. Без должного теоретического основания практика использования современных информационных технологий обучения в массовой школе имеет бессистемный, спорадический характер и реализуется в силу понимания проблемы отдельными энтузиастами-педагогами и администраторами. Подавляющее большинство школьных учителей не готовы к использованию компьютерных технологий в своей деятельности;
вопросы подготовки педагогических кадров в области информатики и информационных технологий рассматривались в работах Т.А.Бороненко, Ю.С.Брановского, С.А.Жданова, А.А.Кузнецова, Э.И.Кузнецова, М.П.Лапчика, Н.И.Пака, ИА.Румянцева, М.В.Швецкого и др. Информатика в качестве обязательной дисциплины введена в стандарты и учебные планы всех педагогических специальностей. Объемы и содержание соответствующих курсов обеспечивают достижение уровня компьютерной грамотности и получения начальных пользовательских навыков без сколь-либо ощутимой профессиональной ориентации;
вопросам использования новых информационных технологий в работе школьных педагогов и администраторов ныне действующие образовательные стандарты и программы уделяют неоправданно мало внимания. Содержательные и организационные вопросы подготовки педагогических кадров в области новых образовательных информационных технологий обсуждались в диссертационном исследовании М.И.Жалдака, многочисленных работах М.П.Лапчика и сотрудников, в работах В.Г.Житомирского, Л.И.Долинера, И.В.Роберт. Сознавая необходимость и важность целенаправленной подготовки педагогических кадров в этих вопросах, педагогические вузы, отдельные факультеты и специализации изыскивают собственные возможности постановки и проведения нужных учебных курсов. Однако содержание и объем подготовки оказывается не-
унифицированными и сильно зависящими от наличия преподавателей, способных вести подобную подготовку, их субъективного видения ее задач.
Таким образом, усматривается ряд противоречий процесса компьютеризации школ, приводящих в конечном счете к невозможности школы соответствовать современному социальному заказу. К ним следует отнести противоречия между:
необходимостью радикального улучшения школьного учебного процесса по многим направлениям и отсутствием методологических подходов к решению задачи многокритериальной оптимизации деятельности школы;
технической готовностью многих школ к использованию новых информационных технологий и отсутствием понимания педагогами-практиками их дидактических основ, необходимости и неизбежности широкого и комплексного применения новых технологий в школе;
необходимостью перехода обучения и управления в школе на новые технологии и отсутствием механизма подобного перехода от существующих методов;
неподготовленностью школьных педагогических кадров к применению новых информационных технологий в своей профессиональной деятельности и отсутствием системы такой подготовки в педагогических вузах.
Необходимость разрешения перечисленных противоречий обусловило актуальность темы нашего исследования, которая определена как «Оптимизация школьного образовательного процесса средствами информационных технологий».
Объектом исследования является оптимизация школьного образовательного процесса.
Предметом исследования выступают теоретические и практические подходы к решению вопросов оптимизации образовательного процесса в школе на основе информационных технологий.
Цель исследования
Разработать общие теоретические и практические подходы к проблеме оптимизации школьного образовательного процесса и определить роль новых информационных технологий в ее решении.
Гипотеза исследования
На основе современных компьютерных технологий и телекоммуникаций возможна оптимизация образовательного процесса массовой школы, если:
рассмотреть основные тенденции развития мировой системы образования и вычленить те из них, актуализация которых связана с применением новых информационных технологий;
дать строгую формулировку задачи оптимизации школьного учебного процесса с выделением целей, ограничивающих условий и оптимизационных критериев;
выявить и разрешить ключевые проблемы организационного построения хода обучения, которые мы связываем с несоответствием информационных возможностей учителя требуемому объему информационных запросов учащихся;
построить математическую модель, интерпретирующую информационные аспекты обучения и позволяющую обосновать характер необходимых оптимизационных мер;
исследовать дидактические возможности компьютерных технологий и выявить те аспекты учебного процесса общеобразовательной школы, оптимизация которых средствами новых технологий педагогически оправдана;
разработать систему подготовки педагогических кадров в вопросах применения информационных технологий в их деятельности, выступающую в качестве одной из основных мер по практическому совершенствованию школьного учебного процесса.
Задачи исследования
Рассмотреть основные тенденции реформирования мировой системы образования и выявить их обусловленность и корреляцию с развитием новых информационных технологий.
На основании анализа особенностей математических и педагогических подходов к решению вопросов оптимизации учебного процесса определить методологические подходы к решению задачи многокритериальной оптимизации школьного учебного процесса.
Построить математическую модель, интерпретирующую информационные аспекты обучения, и с ее помощью провести информационный анализ процессов получения и усвоения знаний, а также вскрыть информационные закономерности функционирования и управления педагогическими системами.
Исследовать дидактические возможности новых информационных технологий и обосновать педагогическую целесообразность их использования, а также выявить возможности оптимизации учебного процесса общеобразовательной школы на их основе.
Разработать систему подготовки педагогических кадров в вопросах использования информационных технологий, имеющую целью обеспечить учителя практическими средствами оптимизации учебного процесса.
Отметим, что в основном исследование носит теоретический характер.
Методологические и теоретические основы исследования:
работы в области моделирования общественного развития (В.И.Вернадский, Г.Р.Громов, В.ККостюк, А.И.Ракитов, АДУрсул, К.Поппер, Р.Симпсон, О.Тоффлер, Ф.Хайек) и прогнозирования направлений реформирования образования (В.А.Извозчиков, В.П.Зинченко, В.Я.Пилиповский, В.М.Розин, Р.Симпсон, Т.Хюсен, МЦентрон);
фундаментальные работы в области философии образования, психологии и педагогики, методологии педагогических исследований (Ю.К.Бабанский, В.С.Безрукова, А.С.Белкин, ЛА.Беляева, В.П.Беспалько, Л.С.Выготский,
ЕШ.Загвязинский, В.С.Ильин, И.Я.Лернер, Р.Я.Рубина, В.Д.Семенов, М.Н.Скаткин, И.С.Якиманская, Б.Блюм, Э.Стоуне);
исследования по проблемам системного подхода и, в частности, его применения к анализу педагогических систем (С.Л.Гольдштейн, А,Я.Найн, М.С. Каган, Д.С.Конторов, В.В.Краевский, МЛ.Скаткин, Л.И.фишман, Э.Г.Юдин, В.А.Ядов, Р.Акофф, Д.Гиг, У.Портер);
исследования по математическим методам оптимизации систем (Е.С.Вентцель, Б.Т-Поляк, Г.Л.Смолян, Ф.Гилл, У.Мюррей, М.Райт, У.Черчмен, Р.Штойер), применению математических и кибернетических методов в педагогике (С.И.Архангельский, ВіХБеспалько, Л.Б.Ительсон, Д.Ш.Матрос, А.М.Сохор, Л.Т.Турбович, Р.Буш, Ф.Мостеллер), педагогических подходов к решению вопросов оптимизации образовательных систем (Ю.К.Бабанский, И.И.Дьяченко, И.Т.Огородников, М.М.Поташник, И.П.Раченко, М.Н.Скаткин, Н.Ф.Талызина);
исследования по вопросам когнитивной психологии, теории обучения (Р.Аткинсон, В.М.Величковский, П.Я.Гальперин, Э.А.Голубева, А.Н.Лебедев, З.ИКалмыкова, И.А.Кулак, А.Н.Леонтьев, И.Я.Лернер, П.Линдсей, ДНорман, Я.И.Пономарев, Н.Ф.Талызина)
работы по методологии, теории и практике информатизации образования (И.Н.Антипов, Н.В.Апатова, А.И.Берг, С.А.Бешенков, А.Борк, Я.А.Вагра-менко, А.Г.Гейн, Б.С.Гершунский, А.П.Ершов, В.Г.Житомирский, В.А.Из-возчиков, А.А.Кузнецов, Э.И.Кузнецов, М.П.Лапчик, Е.И.Машбиц, В.М.Монахов, И.В.Роберт, В.Ф.Шолохович, С.Пейперт, Л.Столаров); исследования по вопросам конструирования педагогического процесса (БЛАнаньев, В.А.Якунин, Р.Аткинсон, Г.Брикгофф, Б.Блюм, В.Оконь, Г.Франк), концепции построения содержания образования (В.П.Беспалько, М.В.Кларин, Л.Н.Ланда, В.С.Леднев, И.Я.Лернер, М.Кларк), методы обучения (И.Д.Зверев, И.Я.Лернер, В.Н.Максимова, М.Н.Скаткин);
работы по педагогике высшей школы (ВЛ.Беспалько, Е.П.Белозерцев, 3-И.Васильева, Н.В.Кузьмина, А.Г.Молибог, А.Г.Мордкович, В.К.Розов, А.И.Щербаков), по вопросам формирования личности педагога (Ю.К.Бабанский, В.Я.Пилиповский, В.Ю.Питюков, В.А.Сластенин, Е.Э.Смирнова, Н.Г.Руденко, Р.Берне).
Концепция и логика исследования
Разработка мер, призванных улучшить функционирование какой-либо системы, в том числе образовательной, должна начинаться с выявления факторов, оказывающих доминантное негативное влияние, приводящее к несовершенству системы. Поскольку процессы преподавания и учения являются информационными по своей основе, было сочтено целесообразным провести анализ с целью выявления общих информационных закономерностей, не связанных с семантическими аспектами обучения. Результатом анализа явилась формулировка закона информационного баланса в системе учитель - учащиеся. Следствием закона стал вывод о том, что принятая в общеобразовательной школе организационная схема обучения не в состоянии обеспечить гарантированного массового достижения продуктивных образовательных целей. Причина кроется в ограниченных и недостаточных для работы с большой группой обучаемых информационных возможностях учителя, выступающего в роли единственного субъекта учебного процесса, обеспечивающего как процесс передачи знаний, так и управление ходом их усвоения в непосредственном взаимодействии с учащимися. Эта же причина приводит к низкой информационной гуманности традиционного учебного процесса.
После локализации «узких мест», естественно, встает вопрос о выявлении возможностей уменьшения их негативного влияния. Строгий подход к решению проблемы совершенствования учебного процесса требует точного указания диагностируемых целей функционирования образовательной системы, обоснования критериев достижимости поставленных целей, а также выявления имеющихся ограничений на возможные варианты решения. В такой постановке
просматривается типичная оптимизационная задача, для решения которой разработаны соответствующие подходы и методы. Однако изучение применимости этих методов для оптимизации учебного процесса школы обнаружило ряд проблем. Во-первых, отсутствуют четко сформулированные цели общего среднего образования. Во-вторых, отсутствуют единые и объективные критерии результативности и эффективности учебного процесса, которые могли бы выступить в качестве количественной меры достижения целей. В-третьих, ввиду сложности системы оптимизационная задача оказывается многокритериальной, и, следовательно, необходимы обоснованные подходы к ее решению.
Разработка методологии оптимизации учебного процесса школы потребовала аргументированного выбора диагностируемых дидактических целей, формулировки целевых критериев оптимизации, а также выработки общих подходов к решению многокритериальной задачи. В частности, была обоснована допустимость выделения из общей задачи ряда однокритериалъных, решение которых может производиться независимо, поскольку оно не ухудшает иных показателей и условий осуществления учебно-воспитательного процесса. Поскольку в качестве ключевого звена оптимизации были выделены информационные возможности учителя, необходимость их расширения обусловило неизбежность и безаль-тернативность использования в массовой школе компьютерных информационных технологий и телекоммуникаций в качестве средства учения, преподавания и управления обучением. При этом, однако, потребовало доказательности утверждение, что применение новых информационных технологий в работе с учащимися не окажет отрицательного воздействия на другие стороны учебного процесса, в частности на формирование и развитие личности учащегося.
Для выявления факторов, определяющих практическую результативность применения информационных технологий в обучении, потребовалось рассмотреть их дидактические основы и особенности использования, выяснить роль и место новых технологий в организации и ведении учебного процесса, установить их достоинства (с точки зрения учащегося и педагога), значимость этих
достоинств и условия их проявления, наконец, обосновать характер отношений компьютеризированных и традиционных форм обучения с целью выработки оптимального их сочетания. Важным моментом представляется построение модели перехода школы от традиционных к новым информационным технологиям обучения, которая обеспечивает практическое воплощение вскрытых теоретических принципов и закономерностей.
Результатом рассмотрения возможностей информационных технологий в совершенствовании учебного процесса явилась формулировка требований к знаниям и умениям учителя, способного практически использовать компьютеры в повседневной работе. Эти требования, в свою очередь, определяют цели и содержание подготовки педагогов в данных вопросах. Анализ существующих стандартов и учебных планов педвузов выявил явную недооценку важности и перспективной значимости овладения студентами педвуза образовательными информационными технологиями. Теоретически обоснованная система подготовки, предложенная в данном исследовании, должна рассматриваться как важнейший шаг по оптимизации школьного учебного процесса.
Методы исследования
Для решения задач исследования использовались следующие методы:
теоретический анализ и концептуальный синтез научных литературных данных, посвященных философским аспектам образования, тенденциям развития систем образования в мире и в нашей стране, проблемам и опыту информатизации зарубежной и отечественной школы;
методы и подходы теории оптимизации при постановке и решении задачи совершенствования образовательной системы;
метод информационного моделирования и элементы когнитивной психологии при анализе процессов передачи и усвоения знаний, а также управлении учебным процессом;
системный анализ, и в частности метод концептуального моделирования при построении моделей исследования;
анализ учебных программ и пособий для подготовки студентов педвуза в области информатики и информационных технологий, а также программ изучения школьных дисциплин;
моделирование содержания методической системы с помощью графов;
экспертно-аналитические методы оценки состава и качества методических и программных средств, входящих в состав комплекса, предназначенного для подготовки студентов педвуза в рамках предлагаемой системы;
поэлементный и пооперационный анализ при проведении педагогического эксперимента в школе; методы статистической обработки результатов опытно-экспериментальной работы;
наблюдение, интервьюирование, методы диагностики и обобщения опыта использования элементов методической системы в практической работе со студентами.
Основные этапы исследования
В проведении настоящего исследования можно выделить ряд этапов. На первом этапе (1982-1986 гг.) в основном на эмпирическом уровне выявлялись возможности использования отечественных КУВТ в вузовском и школьном курсах физики. Полученные результаты позволили сформулировать ряд дидактических закономерностей, создать некоторые программные системы, разработать пособия для учащихся и рекомендации для учителей. На этом же этапе выявилась необходимость обязательного использования учителями инструментальных систем педагогического назначения (ИСПН), обеспечивающих реализацию функций компьютерного тренажа и контроля.
Второй этап (1987-1994 гг.) был посвящен созданию серии ИСПН («Тест» для КУВТ-86, «TeachTool» для КУВТ «Корвет», «Экзаменатор» для IBM/PC) и программно-методических комплексов по физике и математике на их основе. На этом же этапе проведен педагогический эксперимент по выявлению эффективности компьютерных технологий преподавания школьного курса физики. Исследование позволило сформулировать дидактические условия использова-
ния компьютеров в качестве средства обучения. Выявлены особенности компьютерного тестирования знаний учащихся.
На третьем этапе (1994—1996 гг.) на основе данных литературных источников и системного анализа сформулирована концепция комплексного использования новых информационных технологий в школе, дано теоретическое обоснование дидактической роли компьютера и его места в учебном процессе. На основании теоретических подходов и результатов предыдущих экспериментов была предложена технология разработки компьютезированных учебных курсов, посредством которой созданы и внедрены программно-методические комплексы по целому ряду школьных дисциплин - русскому и английскому языкам, математике, развивающему обучению в начальной школе, химии. На этом же этапе началась подготовка студентов педвуза (на физическом и математическом факультетах УрГПУ, а также на факультете педагогики и методики начального обучения) в вопросах использования компьютерной техники в работе учителя. Были разработаны и проведены ряд спецкурсов, а также подготовлен и внедрен базовый курс «Новые информационные технологии в образовании». Параллельно проводилась работа с учителями-практиками через систему целевых курсов и курсов повышения квалификации.
Четвертый этап (1997-1999 гг.) посвящен обобщению опыта проведения курса «Новые информационные технологии в образовании» на различных факультетах педвуза, анализу существующих учебных планов и программ. Были изучены прогнозы развития мировой и отечественной систем образования, а также тенденции совершенствования компьютерных и коммуникационных образовательных технологий. Осознание необходимости комплексного решения задач совершенствования образовательной системы привело к необходимости изучения как педагогических, так и математических подходов к оптимизации подобных систем. Был проведен основанный на этих подходах информационный анализ процесса обучения и выявлены закономерности, нарушение которых в рамках традиционной схемы организации обучения приводит к его низ-
кои результативности. Анализ показал возможность практического совершенствования школьного учебного процесса посредством комплексного применения информационных технологий. Были сформулированы дидактические принципы компьютерных технологий обучения, определен состав информационно-технологического обеспечения работы учителя и, как следствие, установлены цели и обосновано содержание методической системы подготовки педагогических кадров в вопросах современных информационных технологий, а также завершено создание необходимого учебно-методического комплекса.
Научная новизна проведенного исследования состоит в следующем.
Уточнены закономерности информационного обмена в дидактической системе учитель-учащиеся применительно к теме исследования, обоснован выбор параметров, позволяющих количественно описывать информационные процессы в дидактических системах.
Дана строгая формулировка задачи многокритериальной оптимизации учебного процесса и предложены методологические подходы к ее решению с обоснованием возможности выделения однокритериальньгх задач, решение которых связано с повышением информационной гуманности.
Показана непротиворечивость новых информационных технологий обучения классическим принципам дидактики.
Предложена модель распределения дидактических функций и функций управления учебным процессом между учителем и компьютерным средством.
Сформулированы условия эффективного применения новых информационных технологий в обучении, обоснованы необходимость и возможность комплексного использования новых информационных технологий в школе как связной совокупности мер по совершенствованию обучения и управления учебным процессом.
Построена многоуровневая система подготовки педагогических кадров к использованию новых информационных технологий в их практической деятельности.
Теоретическая значимость исследования состоит в следующем.
Введено понятие «информационная гуманность» как мера соответствия учебного процесса индивидуальным информационным способностям и возможностям учащегося, к которым отнесены непосредственный объем памяти, скорость обработки информации, предпочтительная форма представления информации, скорость забывания и др.
Уточнены понятия педагогической и дидактической систем. Предложена и обоснована модель «вложенных образовательных систем».
Выведен закон информационного баланса, который устанавливает связь между информационными параметрами дидактической системы, определяет особенности ее функционирования и возможные пути совершенствования.
Сформулирован принцип соответствия между уровнем образовательной цели и типом дидактической системы, в которой данная цель может быть достигнута; принцип имеет критериальный характер: при его нарушении улучшение качественных показателей учебного процесса не может быть достигнуто никакими внутренними (в рамках системы) оптимизационными мерами.
Сформулированы специфические дидактические принципы, связанные с применением новых технологий в учебном процессе (информационной гуманности, мультимедийности и метапредметности информационных технологий).
Практическое значение результатов проведенного исследования состоит в следующем.
Выявленные закономерности и оценки могут использоваться при разработке планов компьютеризации школ, оптимизации применения компьютеров в школе. При участии автора произведены подобные разработки для ряда школ г.Екатеринбурга.
На основании изложенных в работе подходов и принципов при участии и под руководством автора разработан ряд программно-методических комплексов, пособий для учащихся и рекомендаций для учителей, обеспечивающих практическое использование компьютерной техники в качестве средства обуче-
ния. Результаты внедрены в школах и других образовательных учреждениях России.
На основе концептуальных подходов автора и при его непосредственном участии создан ряд инструментальных систем педагогического назначения, в частности система «МАГИСТР», имеющая сертификат ИНИНФО и получившая широкое распространение в школах Уральского региона, а также ряде колледжей и вузов.
Предложенная концепция многофункциональной системы дистанционного обучения с обратной связью служит основой для ее программной реализации, с одной стороны, и решения содержательных и организационных проблем - с другой.
На основе полученных результатов могут быть сформулированы учебные планы и программы подготовки студентов различных факультетов педвузов в вопросах применения новых информационных технологий в учебном процессе. При этом подготовка может осуществляться силами преподавателей кафедр информатики и информационных технологий. Система используется в работе со студентами ряда факультетов Уральского государственного педагогического университета.
Разработанная система может быть использована на курсах повышения квалификации и переподготовки учителей. Курсы проводились автором для учителей г.Екатеринбурга и Свердловской области.
Созданный комплекс программных и иных дидактических материалов предусматривает использование не только в учебном процессе педвуза, но и в практической деятельности учителей.
Апробация результатов работы
Основные концептуальные подходы и теоретические положения, практические следствия из них и рекомендации для учителей и студентов опубликованы в виде монографий, пособий, сборников заданий, методических рекомендаций, статей (общим объемом около 70 п.л.), программно-методических ком-
плєксов и получили распространение среди педагогической общественности. Помимо того, материалы исследования излагались и были одобрены на научно-методических симпозиумах различного уровня: 1) Зональном совещания преподавателей физических факультетов (Оренбург, 1986); 2) Всесоюзной конференции (Омск. 1987); 3) XXIV Зональном совещании преподавателей физики (Курган, 1989); 4) Всесоюзной научно-практической конференции «НИТ в учебном процессе и управлении» (Омск, 1990); 5) Всесоюзной конференции «Компьютерные технологии в учебно-воспитательном процессе школы и вуза» (Свердловск, 1990); 6) Всесоюзной конференции «НИТ в учебном процессе и управлении» (Омск, 1992); 7) Республиканской научно-практической конференции «Информатизация образования'93» (Екатеринбург, 1993); 8) Российско-американском семинаре по проблемам образования (Екатеринбург, 1993); 9) Республиканской научно-практической конференции «РЕГИНФОРМ'93» (Пермь, 1993); 10) Российской конференции по новым информационным технологиям в образовании (Ижевск, 1994); 11) Республиканской научно-практической конференции «Информатизация образования'94» (Екатеринбург, 1994); 12) IV Международной конференции «Информационные технологии в образовании'95» (Москва, 1995); 13) Международной конференции «Международное университетское сотрудничество в области науки, образования и культуры в уральском регионе» (Екатеринбург, 1998); 14) Международной научной конференции «Информатика - современное состояние и перспективы развития» (С.Петербург, 1998); 15) Международной научной конференции «Информационные технологии в образовании» (С.-Петербург, 1998); 16) Всероссийской научной конференции «Информатизация образования'99» (Шадринск, 1999); 17) Всероссийской научной конференции «Российская школа - XXI век» (Екатеринбург, 1999); 18) Всероссийской научно-практической конференции «РЕГИН-ФОРМ'99» (Пермь, 1999).
На защиту выносятся
Методологический подход к решению проблемы многокритериальной оптимизации школьного учебного процесса.
Закон информационного баланса в дидактических системах и принцип соответствия между типом дидактической системы и возможностью достижения образовательной цели.
Специфические дидактические принципы информационных технологий обучения, особенности и условия эффективного применения информационных технологий в обучении.
Обоснование комплексного использования новых информационных технологий в школе как связной совокупности мер по оптимизации обучения и управления учебным процессом и модель эволюционного перехода школы к новым технологиям преподавания.
Система подготовки учительских кадров в вопросах новых информационных технологий, обеспечивающая практическую реализацию теоретических подходов к решению задач совершенствования школьного учебного процесса.
Структура и объем диссертации
Построение диссертации и логика ее изложения отражает последовательность решения основных задач исследования. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографии и приложения. Общий объем диссертации 353 страниц (327 страниц основного текста), в том числе 20 рисунков, 4 таблицы, список литературы из 323 наименований, 1 приложение.
Похожие диссертации на Оптимизация школьного образовательного процесса средствами информационных технологий
