Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Педагогические основы обучения информатике студентов гуманитарных специальностей 15
1.1. Управление как механизм обучения 21
1.2. Способы управления процессом обучения 24
1.3. Формы организации обучения 35
1.4. Цели обучения информатике студентов гуманитарных специальностей 37
1.5. Дидактические функции курса информатики для студентов гуманитарных факультетов 47
1.6. Педагогические функции и структура содержания курса 49
1.7. Анализ и обобщение педагогического опыта преподавания информатики для студентов гуманитарных специальностей 53
Глава II. Опытно - экспериментальные исследования 62
2.1. Анализ возможностей существующих методов экспериментальных исследований в педагогике 62
2.2. Результаты педагогического эксперимента 67
Заключение 88
Приложение 91
Библиография 106
- Управление как механизм обучения
- Формы организации обучения
- Анализ возможностей существующих методов экспериментальных исследований в педагогике
Введение к работе
Преподавание информатики как общеобразовательного курса началось в нашей стране около десяти лет назад под лозунгом "Программирование - вторая грамотность". Два основных момента связанных с этим лозунгом, это развитие алгоритмического мышления и приобретение навыков работы с ЭВМ.
При этом задача обеспечения компьютерной грамотности имеет вспомогательный и подчиненный характер по отношению к задаче формирования информационной культуры и методической подготовки педагогов для использования новых информационных технологий в учебном процессе.
Академик А.П.Ершов отмечал, что в настоящее время определились основные направления применения электронно - вычислительной техники в учебном процессе, ими являются.
1)учебное - использование электронно - вычислительной техники как средства обучения конкретному предмету;
2)орудийное - компьютерная поддержка видов деятельности, входящих в учебный процесс, но не специфичных для информатики (письмо, рисование и др.);
3)трудовое - использование ЭВМ в профессиональной подготовке и ориентации учащихся;
4)досуговое - компьютерные игры;
5)учительское - ЭВМ в помощь учителю;
6)организационное - использование ЭВМ для управления школой и народным образованием;
7) дефектологическое - все виды компьютерной поддержки обучения детей, имеющих дефекты и недостатки развития;
8) педвузовское - различные аспекты применения ЭВМ в педагогических институтах.
Эффективность использования компьютеров в учебно - воспитательном процессе зависит от многих факторов, в частности, от методики преподавания и соответствующего программного обеспечения.
Огромный вклад в развитие идеи использования средств вычислительной техники в образовании в нашей стране внесли Ершов А.П., Монахов В.М., Велихов Е.П., Наумов Б.Н., Звенигородский Г.А. и др. Педагогические аспекты преподавания информатики рассмотрены в работах Рубцова В.В., Давыдова ВВ., Гершунского Б.С., Гиглавого А.В., Первина Ю.А., Бешенкова С.А., Кузнецова А.А., Талызиной Н.Ф., Роберт И.В., Гейна А.Г., Житомирского В.Г., Каймина В.А. и др. Значительная работа по исследованию адаптивных программных средств ведется под руководством Бобко И.М. при Сибирском институте образовательных технологий Российской Академии образования.
Изучение информатики в высшей школе, как и в других сферах образования, привлекает сегодня пристальное внимание специалистов различных профилей. Рассматривая проблему постановки изучения информатики в высшей школе, следует учитывать ряд факторов, среди которых необходимо отметить следующие:
- ежегодное увеличение числа студентов, прошедших подготовку в средней школе по "Основам информатики и вычислительной техники" и, следовательно, имеющих знания и навыки в использовании вычислительной техники для решения различных задач;
- наличие знаний и умений различной глубины и объема в области информатики у выпускников высшей школы разных специальностей.
Из этого вытекает необходимость дифференцированного подхода при составлении учебных программ изучения информатики в высшей школе. Если все множество выпускников высшей школы разделить на специалистов в области информатики и вычислительной техники и специалистов в других областях, то цели обучения информатике для них должны быть сформулированы по разному.
Для первых перечень дисциплин и объем их преподавания должны обеспечить формирование профессиональных знаний, достаточных для успешной работы специалистов в области создания, совершенствования, эксплуатации вычислительной техники, математического и программного обеспечения вычислительных машин и систем обработки информации различного назначения.
К настоящему времени такой перечень дисциплин, формирующих учебные планы по основным специальностям профиля информатики - электронные вычислительные машины, автоматизированные системы управления, прикладная математика, программное обеспечение вычислительных машин, - достаточно полно отражает набор знаний и умений, которыми должны владеть специалисты -профессионалы в области информации и вычислительной техники.
Преподавание информатики в высшей школе для студентов, специализирующихся по другим специальностям, в частности, гуманитарного направления, также требует специализированного подхода, учитывающего специфику предметной области.
Однако основная цель для всех этих специальностей может быть сформулирована единообразно - научить студентов эффективно использовать средства информатики и вычислительной техники,
соответствующее программное обеспечение для решения практических задач в соответствующей предметной области, а главным образом, формирование соответствующего мировоззрения.
Согласно психолого - педагогическим исследованиям, проведенным Н.Ф.Талызиной, требования к современному специалисту и соответствующие им виды деятельности можно разделить на две большие группы : специфические, характерные для специалистов данного профиля, и неспецифические - общие, обязательные для каждого выпускника вуза [132,133].
Компьютерная грамотность для студентов - языковедов относится к неспецифическим требованиям. Особенности нашего времени требуют от любого специалиста с высшим образованием умения постоянно обновлять и пополнять объем своих знаний и навыков, умения ориентироваться в новых проблемах, умения войти в коллектив, управлять им и т.д.
Наш анализ показал, что современный специалист должен быть подготовлен к тому, чтобы самостоятельно, быстро, экономно находить и использовать новые научные данные, пользоваться всеми современными источниками информации: информационными системами, каталогами, справочниками, реферативными журналами, книгами и т п , затрачивая на это минимум времени. С другой стороны, такие необходимые виды деятельности как умение организовать новые исследования, умение теоретически обосновать чисто профессиональные задачи, умение пользоваться современной теорией и вычислительной техникой для анализа и совершенствования своей практической деятельности относятся к разряду специфических.
Очевидным является тот факт, что все эти виды деятельности основаны на умении грамотно работать с информацией. Исключи-
тельное качество компьютера как универсальной и уникальной моделирующей среды в методических проявлениях уже в настоящее время представлено генерализующим значением метода моделирования.
Компьютером предоставляются такие новые методические возможности, которые нельзя заменить каким - либо иным средством. Эти средства порождают нетрадиционные методики, ядром которых выступает информационная модель.
Методическая работа с информационной моделью представляется как исследование модели. Именно в качестве этого исследования реализуется учебное сотрудничество: ученик - учитель, ученик -ученик.
"Информационная модель - это достаточно продуктивное и эффективное средство обучения. Причем, это средство обучения не в целостно - едином представлении, а в многоуровневом: уровень общей стратегии проектирования образцов новых информационных технологий, уровень обоснования использования конкретных информационных моделей, уровень построения информационной модели, уровень методических рекомендаций по использованию учащимися информационной модели, уровень обсуждения учащимися результатов исследования модели."[Монахов В.М.]
Решение любой задачи можно рассматривать как результат исследования информационной модели, отражающей определенные свойства реального объекта. В информационной технологии обучения эти дидактические функции могут быть возложены на информационную модель.
В настоящее время состояние школьной практики таково, что учитель русского языка и литературы не видит потребности в использовании компьютера на своих уроках. Вместе с тем одной из
причин общего характера является низкое качество программного обеспечения, слабо учитывающего специфику предметной области. Анкетирование студентов факультета русского языка и литературы с 1993 г. показывает, что не менее 80% из них не считает основы компьютерной грамотности знаниями, необходимыми в будущей профессиональной деятельности; более того, почти половина студентов вообще не считает возможным применение компьютера на уроках русского языка и литературы.
Все вышесказанное, а также опыт работы со студентами гуманитарных факультетов педагогических вузов позволило автору убедиться в том, что для языковедов должна существовать методика первичного обучения использованию компьютеров, способствующая привитию информационной культуры и формированию информационного мышления студентов.
В данном случае информатика определяется как научная дисциплина, изучающая структуру и общие свойства научной информации, а также закономерности ее использования в различных областях научной деятельности, а термин "информационная культура" включает не только овладение навыками работы с ЭВМ, но и общение учащихся друг с другом, передачу информации в рамках сообщества людей.
Поэтому информационная культура представляется как важный компонент духовной культуры человека в самом общем смысле этого термина.
Актуальность темы исследования продиктована необходимостью приобщения учащихся гуманитарных факультетов высшей школы к специализированным знаниям в области информатики. На взгляд соискателя, одним из путей решения этой задачи может явиться включение в программу курса "Математика и информатика"
на гуманитарных факультетах педагогических вузов ряда разделов с общим названием "Информационное моделирование".
В рамках предложенного курса изучаются следующие темы: понятие моделей и информационного моделирования, свойства моделей, их классификация, языковые модели, программы NC, WINDOWS, Microsoft Word, "Русский филолог". При этом целесообразно было бы в данном курсе уделить особенное внимание классификационным моделям, а также изучению языковых моделей.
Содержание учебных программ по данному курсу для различных специальностей может быть существенно различным и будет зависеть от количества отведенных для этой цели учебных часов, типа специальности и обеспеченности факультета техническими средствами информатики.
Настоящая работа явилась результатом исследований, проведенных на кафедре информатики и вычислительной техники Новокузнецкого Государственного педагогического института начиная с 1993 года. Основные положения этой работы возникли на основе идей системного подхода к разработке и планированию учебного процесса по специальности ВУЗа.
Объект исследования: процесс обучения информатике студентов гуманитарных факультетов педагогических Вузов.
Предметом исследования являются дидактические условия формирования информационной культуры и развития информационного мышления в процессе обучения информатике студентов языковых факультетов.
В связи с этим целью данного исследования явилась разработка научно - обоснованного содержания курса информатики, который должен обеспечивать условия развития информационной культуры
и информационного мышления у студентов гуманитарных факультетов.
Цель, объект и предмет исследования обусловили необходимость постановки и решения ряда взаимосвязанных исследовательских задач:
разработать и апробировать содержание и методику преподавания курса информатики для студентов - языковедов;
изучить ведущие тенденции в преподавании информатики на гуманитарных факультетах в условиях современной высшей школы;
определить педагогические основы преподавания курса информатики;
Анализ теоретических и практических аспектов изучаемой проблемы позволил сформулировать ряд рабочих гипотез:
если студенты гуманитарных факультетов в процессе обучения информатике будут решать реальные, прикладные проблемы анализа естественных языков, это будет способствовать повышению эффективности обучения и формированию информационного мышления;
введение в учебный процесс изучения метода информационного моделирования позволит студентам гуманитарных факультетов осмыслить уже известный им учебный материал на новом, более высоком уровне обобщения;
объединение изучения информатики и естественных языков создает дополнительную мотивацию и способствует развитию межпредметных связей;
4) если содержание курса информатики включает понятие ме
тода информационного моделирования, то это способствует форми
рованию положительного отношения к овладению навыками работы
с персональным компьютером у студентов гуманитарных факультетов.
Теоретической и методологической основой исследования разработки курса "Информатика" для студентов гуманитарных специальностей как модели построения оптимального проекта обучения является системный подход. Возможность его применения к педагогическим объектам основывается на системности как важном качестве объективной действительности а также на научных положениях и основных идеях концепции профессионально - деятельностного подхода к подготовке специалистов в ВУЗе.
Настоящая работа базируется на идее и теоретических взглядах И.К.Шалавина (мотивационное программно - целевое управление), Б.Г.Ананьева, П.К.Анохина, Б.Ф.Ломова, В.Д.Шадрикова (подход к обучению с позиций теории управления), Бахтиной О.И. (разработка НИТ обучения истории), Пилипенко Д.А. (проектирование компьютерных технологий обучения философии) и др.
Методы исследования предопределяются темой, задачами, гипотезой и включают теоретический анализ психологических, педагогических, философских исследований состояния проблемы, разработку проекта курса, экспериментальную проверку, подготовку к внедрению, создание методического пособия. Кроме того, в ходе проведенной работы использовались такие методы педагогических исследований, как анкетирование, наблюдение, методы статистической обработки данных, констатирующий и обучающий педагогический эксперимент.
Этапы исследования. Исследование проводилось на факультете русского языка и литературы Новокузнецкого Государственного педагогического института с 1993 года.
Задачи и гипотезы исследования проверялись на трех этапах. На первом этапе (1993 - 1994 гг.). Проводился анализ теоретических и организационно - методических работ по проблеме исследования, определялись исходные положения, разрабатывалась методика для проведения констатирующего эксперимента, собирался необходимый материал для исследования.
На втором этапе (1994 - 1995 гг.) с учетом полученных данных проводился формирующийся эксперимент и выявлялись оптимальные условия организации учебно - воспитательного процесса по формированию навыков экспериментального умения и информационной культуры у студентов факультета русского языка и литературы Новокузнецкого Государственного педагогического института.
На третьем этапе исследования (1995 - 1996 гг.) полученные данные позволили судить об эффективности проведенной работы по формированию экспериментальных навыков работы с компьютером. На этом этапе разрабатывались методические рекомендации по преподаванию курса информатики на факультете русского языка и литературы.
Научная новизна. Рассмотрены психолого — педагогические основы преподавания информатики на основе метода информационного моделирования для студентов гуманитарных специальностей (факультета русского языка и литературы). Определены цель, педагогические функции, структура содержания, средства и способы управления процессом обучения информатике студентов гуманитарных специальностей.
Исследовано содержание преподавания курса информатики на гуманитарных факультетах в различных отечественных ВУЗах и решение исследуемой проблемы зарубежными учеными.
Принципиально новым моментом явилось выявление взаимосвязи эффективности обучения информатике, формирования информационного мышления и указаний на модельный характер изучаемого.
Практическая значимость выполненной работы заключается в том, что исследованные в ней проблемы связаны с совершенствованием содержания образования в высшей педагогической школе, с организацией учебного процесса на занятиях по информатике на гуманитарных факультетах педагогических вузов.
Разработано содержание курса информатики, позволяющее совершенствовать преподавание дисциплины на факультетах гуманитарного направления. Предложенный курс преподавания информатики на основе информационного моделирования экспериментально апробирован и внедрен в практику.
Достоверность полученных результатов обеспечивается разнообразием исследовательских процедур и приемов, использованием методов математической статистики и качественным анализом полученных результатов.
На защиту выносятся следующие положения:
Методический и дидактический материал, позволяющий повысить эффективность учебного процесса на занятиях по информатике в группах гуманитарного (языкового) направления.
Система педагогических средств, способствующая успешному развитию информационной культуры и формированию положительного отношения к работе с компьютером у студентов гуманитарных факультетов, включающая в себя:
- определение исходного уровня подготовки студентов в области информатики;
описание цели дальнейшего обучения информатике;
определение необходимого содержания обучения информатике.
Апробация и внедрение результатов исследования. Материалы исследования докладывались и обсуждались на научно - практических конференциях "Подготовка современного специалиста в соответствии с государственным образовательным стандартом " (Новокузнецк, 1996 г.), "Содержание и технологии многоуровневого образования"(Новокузнецк, 1995 г.), "Компьютеризация учебного процесса в техническом вузе" (Новокузнецк, 1994 г.), а также на заседаниях кафедры информатики и вычислительной техники Новокузнецкого госпединститута. Основные результаты исследования опубликованы в 4 работах автора.
База исследования. Полученные результаты внедрены в практику преподавания информатики на факультете русского языка и литературы Новокузнецкого госпединститута. В исследовании принимали участие студенты факультета, а также преподаватели кафедры информатики и вычислительной техники.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложения.
Управление как механизм обучения
Концептуальная основа настоящей работы базируется на идее и теоретических взглядах Б.Г.Ананьева, П.К.Анохина, Б.Ф.Ломова, В.Д.Шадрикова и др.
Кратко содержание предлагаемого ими подхода можно определить следующими положениями:
1. Если воспитание и обучение рассматривать как организованную форму социальных воздействий, то тогда они могут быть описаны с позиций теории управления. Признание управления в качестве механизма обучения позволяет рассматривать его как процесс управления психологическим развитием человека.
2. Обучение может быть представлено как единство основных функций, последовательно и циклично сменяющих друг друга и образующих определенную технологию. Она складывается из процессов целеполагания, информации, прогнозирования, принятия решения, организации исполнения, коммуникации, контроля и коррекции при ведущей роли целеполагания.
3. Деятельность обучаемого и обучающего может быть описана единой функциональной схемой, поскольку в обучении каждый из них выступает в качестве субъекта управления по отношению к другим и самому себе.
Система образования в нашей стране имеет многоуровневую структуру, и на каждом ее уровне управление принимает специфические черты вследствие видоизменения содержания и удельного веса основных его функций. По масштабу субъекта управления В.И.Гинецианский [36] выделяет в сфере воспитания и образования четыре уровня управления: социетарный, институализированный, интерперсональный, интраперсональный. Социетарный уровень управления затрагивает всю систему общественного влияния на личность, где в качестве субъекта педагогического воздействия выступает общество в целом. Институали-зированный уровень представляет собой управление в специально организованных учебно - воспитательных учреждениях. Интерперсональный уровень характеризует способы непосредственного индивидуального или группового влияния на личность или коллектив. Интраперсональный уровень управления означает управление, при котором субъектом и объектом педагогического воздействия является одно и то же лицо.
Иными словами, управление можно назвать социальным, административным, педагогическим и самоуправлением соответственно.
По существу воспитание и обучение, понятые в терминах управления, могут быть отнесены всего лишь к последним двум уровням, ибо только здесь обучение и воспитание принимают форму управления психическим развитием и саморазвитием человека.
Среди названных функций управления в педагогических системах ведущим и системообразующим фактором обучения является цель. Цель формирует информационную основу обучения, служит исходным основанием для прогнозирования возможных психологических результатов, выступает в качестве критерия принятия педагогических решений, определяет организационные формы исполнения этих решений, обусловливает формальную и неформальную структуру взаимодействия участников учебно - воспитательного процесса, служит эталоном для контроля и оценки достигнутых результатов обучения на разных его этапах, позволяет строить корре-гирующие и новые программы обучения и переобучения. Под влиянием целей формируется информационная основа обучения. Она складывается из сведений о том, зачем, чему и как, при каких условиях, когда, кого и кто учит и учится. Полнота, релевантность, адекватность, точность, своевременность, доступность, непрерывность, структурированность и специфичность информации, поступающей в процессе обучения, служат предпосылкой высокой его эффективности. Наряду с целеполаганием информационные процессы в обучении выступают в качестве важнейших факторов управления учебно - познавательной деятельностью учащихся.
Формы организации обучения
Большой интерес представляет классификация организационных форм обучения, предложенная В.К.Дьяченко [46]. Автор рассматривает процесс обучения как частный случай общения, "как особым образом организованное общение, в процессе которого происходит управляемое познание, руководимое усвоение общественно - исторического опыта...воспроизведение и усвоение всех видов деятельности" [46]. Автор выделяет четыре формы общения и соответствующие им четыре общие формы организации обучения, возможные в учебном процессе.
Первые три формы обучения соответствуют формам непосредственного общения:
1. Парная форма обучения - парное общение (учитель - один ученик).
2. Групповая форма обучения - групповое общение (учитель -группа учащихся).
3. Коллективная форма обучения - общение в динамических (изменяющихся) парах (все пары носят временный характер, состав пар постоянно изменяется. Каждый по очереди общается со всеми членами группы - общение наиболее близко к естественному общению).
4. Индивидуально - обособленное обучение - обучение через письменную речь, без личного контакта (самостоятельная работа учащихся).
Четвертая форма соответствует опосредованному общению. 1,2 и 4 формы организации обучения являются традиционными, широко распространены, достаточно разработаны. И, кроме того, в силу специфичности предмета не совсем подходят для обучения информатике.
Внимание автора данной работы привлекла качественно новая, пока еще не получившая распространения в массовой практике коллективная форма организации занятий [120].
Суть коллективного обучения состоит в том, что обучающиеся работают друг с другом в парах, но состав пар постоянно меняется. В каждой паре есть спрашивающий и отвечающий, при изменении состава пар, изменяются и роли.
Таким образом, к управлению процессом учения привлекаются все участники работы, а сотрудничество и взаимопомощь становятся условием достижения поставленной цели.
Перспективность коллективного способа обучения определяется тем, что способствует значительному повышению образовательной эффективности учебного процесса, развитию состязательности в овладении знаниями, повышению ответственности студентов за результаты своего учебного труда. В процессе такого обучения воспитание происходит не только благодаря усилиям педагогов, но и благодаря деятельности каждого обучаемого.
Возвращаясь к предыдущему пункту, к рассмотренной ранее классификации систем управления обучением, отметим, что перспективность использованной системы в ходе проведенного автором педагогического эксперимента определяется недостаточным обеспечением техническими средствами, а также тем, что коллективная форма работы представляется наиболее удобной для использования в рамках взятой системы.
В плане разработки системы обучения информатике крайне важно понять исходные предпосылки деятельностного подхода, который базируется на понимании деятельности как важнейшего условия, компонента, причины развития индивида. Только из развития деятельности студента, только в ее рамках возникает и развивается деятельность специалиста [105].
В современных психолого - педагогических исследованиях высшей школы системный подход "выступает и реализуется как деятельностный подход в решении основных проблем совершенствования высшего образования и повышения его эффективности и качества" [99].
Деятельностный подход к разработке курса позволяет органично реализовать в нем такие методологические принципы педагогики, как принцип единства обучения и воспитания и принцип единства теории и практики, поскольку только в процессе деятельности знания становятся основой твердых убеждений, только в процессе деятельности знание теоретических основ превращается в руководство к действию и знания - сведения при обретают форму знаний -умений, знаний - убеждений.
Анализ возможностей существующих методов экспериментальных исследований в педагогике
В педагогических исследованиях используется множество различных методов выявления математической зависимости результатов обучения от измеряемых факторов учебного процесса. В общем виде такие методы делятся на два вида экспериментальных исследований: однофакторные и многофакторные. Прежде, чем перейти к описанию выбранных методов, подходящих для целей и условий данного исследования, рассмотрим кратко возможности этих методов.
а) Многофакторные методы, как и следует из их названия, применяются при исследовании процессов, на которые одновременно влияют много факторов. Учебный процесс как раз и относится к таким случаям.
Общая методика многофакторного эксперимента описана во многих руководствах [94, с.55; 91, с. 536]. Благодаря ей становится возможным найти математическую функцию, выражающую зависимость результата многофакторного процесса от влияющих на этот результат факторов. Однако применение всех описанных методов многофакторного анализа ограничено следующими условиями [94, с. 140]:
1) распределение результатов измерения выходного параметра Y (то есть, параметра, характеризующего результат изучаемого процесса) должно быть нормальным;
2) зависимость Y от каждого из варьируемых (изменяющихся) факторов должна быть линейной;
3) не должно быть скрытых факторов, то есть должны быть известны и измеряемы (или рандомизированы) все факторы, которые заметно влияют на величину Y.
Многофакторные методы исследования связаны с трудоемкой математической обработкой результатов измерений, причем, объем ее резко возрастает с увеличением числа факторов. Именно поэтому широкое распространение многофакторные методы получили в последнее время, с применением ЭВМ.
В педагогической литературе описываются примеры исследования закономерностей учебного процесса с учетом его многофакторного характера [60, 92, 115]. Для более успешного применения метода, использованного авторами этих исследований, должны быть выполнены следующие условия:
- исследования проводятся с большим числом учащихся. Это стабилизирует на некотором среднестатистическом уровне влияние факторов, связанных с личностными особенностями преподавателя и ученика;
- с помощью корреляционного анализа выявляются факторы, заметно влияющие на результаты обучения и поддающиеся измерению; методом наименьших квадратов [60, с.79] определяется линия регресии - наиболее вероятная прямая, графически отображающая связь результатов обучения с одним или двумя из выделенных факторов учебного процесса.
В силу того, что в условиях нашего эксперимента строгое выполнение этих условий гарантировать было невозможно, использование классического метода многофакторного анализа нецелесообразно.
б) Однофакторные методы. Применение однофакторного метода экспериментального исследования становится возможным в такой ситуации, когда удается независимо стабилизировать все факторы, влияющие на изучаемый процесс. Тогда, поочередно варьируя один из факторов (при стабилизации других), можно выявить характер влияния этого фактора. В итоге, удается подобрать математическую модель процесса, адекватно отображающую влияние каждого фактора.
Особенно распространено применение однофакторных методов в психологических исследованиях. В этом случае влияние всех факторов, кроме одного, достигается созданием особых условий эксперимента. Например, при исследовании закономерности научения одного человека или животного варьируемым фактором может быть время. Ищется зависимость результата научения от изменения переменного фактора [45].
