Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретические основы применения компьютерных игр в образовательном пространстве
1.1. Сущность и структура образовательного пространства 13
1.2. Компьютеризация образования как одна из ведущих тенденций развития образовательного пространства 33
1.3. Игра как элемент образовательного пространства 47
1.4. Специфика компьютерных игр 66
Выводы по главе 78
Глава 2. Экспериментальное исследование применения компьютерных игр в образовательном пространстве учебного заведения
2.1. Организация и ход исследования 80
2.2. Анализ результатов опытно-экспериментальной работы 93
2.3. Педагогические условия эффективного применения компьютерных игр 113
Выводы по главе 129
Заключение 131
Список использованной литературы 137
Приложения 158
- Сущность и структура образовательного пространства
- Организация и ход исследования
- Анализ результатов опытно-экспериментальной работы
Введение к работе
Современная культурно-историческая ситуация характеризуется мировой тенденцией перехода от отдельных наук и частичных технологий к комплексной организации и практической ориентированности исследований и разработок. Социальный и научно-технический прогресс вошел в противоречие со сложившимися образовательными системами. Появилась необходимость в принципиально новом подходе к определению целей, задач и принципов образования, пересмотру его содержания, форм, методов и средств обучения.
Современные тенденции в развитии российского образования проявляются в движении учебных заведений всех типов в направлении интеграции в мировую культуру, в мировое образовательное пространство. Педагогика должна быть нацелена на передачу подрастающим поколениям средств самоорганизации, культурных способов мышления и деятельности, на формирование способностей и личностное развитие детей.
Необходимость вхождения образовательного пространства России в-мировое образовательное пространство требует проведения учеными теоретических и прикладных исследований по изучению различных аспектов образовательного пространства.
Сущность образовательного пространства рассматривается в трудах отечественных ученых-педагогов (Е.В.Бондаревской, Н.В.Борытко, А.Я.Данилюка, В.И.Гинецинского, Л.И.Новиковой, Г.Н.Серикова), ряд исследователей анализирует дидактическое пространство (Т.И.Белова), воспитательное пространство (Н.Л.Селиванова), социальное пространство ученического класса (А.В.Сперанский), информационное пространство (Е.Г.Торина), развитие технологий обучения в образовательном пространстве (М.И.Шенцева), пространство понимания (И.В.Соловьева).
Проведенные исследования позволяют выделить в качестве одной из ведущих тенденций развития современного образовательного пространства его информатизацию и компьютеризацию.
Проблемы компьютеризации образования рассматривались в работах отечественных педагогов и ученых Д.П.Ершова, В.Б.Житомирского, В.А.Каймина, А.Г.Кушниренко, М.П.Лапчика, Г.В.Лебедева, Ф.И.Перегудова.
Важное значение для раскрытия психологических аспектов обучения с использованием прикладных технических средств имели исследования Л.С.Выготского, П.Я.Гальперина, В.С.Гершунского, В!В.Давыдова, М.Л.Левицкого, А.Н.Леонтьева, Л.С.Рубинштейна, О.К.Тихомирова и других.
Дидактические вопросы проблемы компьютеризации, исследовались в работах ведущих отечественных ученых Ю.К.Бабанского, А.Ж.Жафярова, В.М.Глушкова, А.П.Ершова, О.К.Тихомирова и других.
История, теория и практика обучения с использованием компьютерных технологий за рубежом нашли свое отражение в трудах А.Бенедек (Венгрия), Ю.Г.Боярчука (Япония), Я.П.Выставкина (Япония и США), Г.Н.Литвиненко (Германия).
Значительный вклад в теорию и практику использования информационной технологии обучения;внесли: А.П.Беляева, В.П.Беспалько, Я.А.Ваграменко, А.П.Ершов, М.И.Жалдак, В.М.Зеленин, А.В.Запорожец, В.А.Извозчиков, А.А.Кузнецов, Ю.К.Кузнецов, В.В.Лаптев, А.Е.Марон, И.В.Марусева, ДИ.Машбиц, А.Г.Мордкович, И.А.Румянцев, М.В.Швецкий и другие ученые. В работах этих авторов рассмотрены пути повышения эффективности обучения с использованием различных технических средств, некоторые способы классификации педагогических программных средств, проблемы компьютеризации естественных дисциплин и др.
Различным дидактическим направлениям совершенствования обучения с помощью компьютера посвящены исследования Е.Л.Белкина, В.С.Гершунского, Е.И.Машбиц, А.Я.Савельева, Н.Ф.Талызиной. Методическим основам проблемы использования компьютеров на уроках посвящены работы В.А.Извозчикова, А.С.Кондратьева, В.В.Лаптева, Е.Е.Мининой, А.П.Рымкевича, Б.Е.Стариченко и др.
Одним из направлений компьютеризации образования является применение обучающих компьютерных игр.
Компьютерная игра- является элементом образовательного пространства и требует исследования и осмысления в контексте информатизации общества и образования с опорой на существующий в педагогической науке опыт изучения игровой деятельности учащихся.
В отечественной педагогике и психологии разрабатывали теорию игры К.Д.Ушинский, П.П.Блонский, С.Л.Рубинштейн, Л.С.Выготский, Н.К.Крупская, А.С.Макаренко, В.А.Сухомлинский, А.Н.Леонтьев, Д.Б.Эльконин, Ю.П.Азаров, О.С.Газман, В.С.Мухина, Л.С.Славина, Ф.И.Фрадкина, Е.А.Флерина и другие.
Проблему использования компьютерных игр в образовании рассматривали В.П.Беспалько, В.А.Извозчиков, АЛИлюшин, В.В.Лаптев, Е.И.Машбиц, Е.С. Полат, Б.Л.Собкин, И.В.Роберт, А.Г. Шмелев, М.Эпштейн.
Выполненные исследования не раскрывают в полной мере проблему применения педагогических программных средств с игровой компонентой. В данном контексте возникает ряд взаимосвязанных противоречий:
-между условным игровым планом деятельности учащихся и учебной направленностью компьютерных игр;
-между индивидуальным характером игры и коллективной организацией обучения;
-между многообразием дидактических задач и неразработанностью процедур контроля, оценки и коррекции знаний и практических умений учащихся в условиях применения игровых компьютерных программ.
Ощущается необходимость исследования педагогических возможностей программных средств с игровой компонентой как на теоретическом, так и на практическом уровне. Требует уточнения классификация компьютерных игр, остаются неразработанными педагогические условия их использования в образовательном пространстве учебного заведения. Этим обусловлена актуальность избранной темы исследования.
С учетом выявленных противоречий сформулирована проблема исследования: каковы педагогические условия применения компьютерных игр в образовательном пространстве учебного заведения. Решение этой проблемы составляет цель исследования.
Объектом исследования являетсяf применение компьютерных игр в образовательном пространстве.
Предметом исследования выступает определение педагогических условий эффективного применения обучающих компьютерных игр в образовательном пространстве учебного заведения.
В соответствии с проблемой, объектом, предметом, целью были сформулированы следующие задачи исследования:
1. Изучить сущность и структуру образовательного пространства.
2. Исследовать проблему компьютеризации образовательного пространства.
3. Изучить специфику и дидактические возможности компьютерных игр, педагогические требования к их разработке и применению.
4. Установить и экспериментально обосновать педагогические условия эффективного использования обучающих компьютерных игр,
5. Разработать и апробировать в образовательном пространстве учебного заведения комплекс игровых педагогических программных средств.
В основу исследования положена гипотеза, согласно которой применение компьютерных игр будет наиболее эффективным, если они:
- отвечают педагогическим требованиям к их разработке и применению;
- используются систематично и последовательно для решения различных дидактических задач;
- предусматривают возможность индивидуализации и дифференциации обучения, реализации личностно-ориентированных образовательных технологий;
- обеспечивают развитие творческого мышления личности и повышение уровня компьютерной грамотности.
Методологической основой исследования являются аксиологический, антропологический, культурологический, личностно-деятельностный и личностно-ориентированныи подходы, а также системно-целостный подход к познанию и преобразованию действительности, объективирующие его принципы единства преемственности и изменчивости, единства теоретического и эмпирического.
Для проверки выдвинутой гипотезы и решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:
- изучение и анализ психолого-педагогической, научной, методической и специальной литературы по рассматриваемой проблеме;
- обсервационные методы (прямое, косвенное и включенное наблюдение);
праксиметрические методы (анализ продуктов деятельности учащихся, педагогической документации, изучение и обобщение педагогического опыта);
- педагогический эксперимент;
- математическая обработка экспериментальных данных. Этапы исследования:
На первом этапе (1995 - 1998 гг.) осуществлялся анализ литературных источников и опыта работы образовательных учреждений, формулировались исходные методологические положения,
На втором этапе (1999 - 2000 гг.) разрабатывалась программа исследования, создавались и апробировались педагогические программные средства с игровой компонентой и учебно-методический комплекс.
На третьем этапе (2001 - 2003 гг.) проводилась опытно-экспериментальная работа по применению обучающих компьютерных ифв образовательном пространстве учебного заведения.
На четвертом этапе (2003 - 2004 гг.) осуществлялась систематизация, обобщение и теоретический анализ результатов экспериментальной работы, формулировались выводы по итогам исследования.
Опытно-экспериментальной базой исследования являлись общеобразовательные учреждения и учебные заведения среднего профессионального образования г. Йошкар-Олы и Республики Марий Эл, Чебоксарский электромеханический колледж, Кировский авиационный техникум.
Основной объем опытно-экспериментальной работы был выполнен на базе Марийского радиомеханического техникума. Исследование охватило 1828 студентов, 205 преподавателей и учителей.
Научная новизна исследования заключается в том, что:
- уточнена классификация компьютерных игр, определены их дидактические возможности и педагогические требования к разработке и применению педагогических программных средств с игровой компонентой;
- определены и обоснованы педагогические условия эффективного использования обучающих компьютерных игр в образовательном пространстве учебного заведения.
Теоретическая значимость исследования состоит в следующем:
- уточнена сущность и содержание понятия «образовательное пространство»;
- исследована специфика компьютерной игры как элемента образовательного пространства;
- разработана и реализована авторская технология применения обучающих компьютерных игр для формирования знаний, умений и навыков учащихся, развития их творческого мышления.
Практическая значимость результатов работы заключается в том, что в ходе исследования разработан и апробирован комплекс обучающих компьютерных игр и педагогических программных средств, содержащих игровую компоненту, с полным методическим обеспечением. Прошедшие опытно-экспериментальную проверку авторские компьютерные обучающие программы и методические рекомендации, отражающие материалы исследования, могут использоваться и находят реальное воплощение в образовательном пространстве учебных заведений.
, Достоверность полученных результатов обеспечивается методологической обоснованностью исходных параметров исследования, соответствием его методов поставленным задачам, репрезентативностью выборки, валидностью используемых методик, непротиворечивостью и сравнимостью с массовой практикой полученных экспериментальных данных.
На защиту выносятся следующие положения:
1 .Компьютерная игра является значимым.элементом образовательного пространства: она может применяться для формирования, закрепления, контроля, оценки и коррекции знаний, умений-и навыков, развития личности учащихся.
2.Технология применения компьютерных игр в образовательном пространстве учебного заведения основана на целенаправленном и последовательном внедрении комплекса педагогических программных средств с игровой компонентой.
3. Обучающие компьютерные игровые программы должны предусматривать варьирование учебного материала с целью предоставления учащимся возможности выбора содержания, темпов, методов и форм обучения в зависимости от их интересов, склонностей, возможностей и уровня знаний.
4. Педагогическими условиями эффективного использования компьютерных игр в образовательном пространстве учебного заведения являются: соблюдение педагогических требований к их проектированию и применению; систематичное и последовательное их использование для решения различных дидактических задач; реализация личностно-ориентированных педагогических технологий, индивидуализация и дифференциация обучения; формирование необходимого уровня компьютерной грамотности учащихся; развитие творческого мышления личности; формирование положительной мотивации учения, создание благоприятного эмоционального климата в процессе применения обучающих компьютерных игр.
Апробация и внедрение результатов исследования.
Результаты исследования доложены и обсуждены:
- на заседании Научно-Методического Центра среднего профессионального образования Министерства образования Российской Федерации (г.Москва, 14-15 дек. 1999 г.);
на методических и педагогических советах Марийского радиомеханического техникума (1997 - 2004 гг.), Чебоксарского электромеханического колледжа (2000 г.), Кировского авиационного техникума (2001 г.);
- на совещаниях директоров (2000 г.) и заместителей директоров (2000 г.) средних специальных учебных заведений республики Марий Эл;
- на пленарном заседании и на руководимой автором секции региональной научно-технической конференции «Информационные технологии в образовании» (г. Йошкар-Ола, 2001 г.);
- на Республиканском фестивале социально-педагогических проектов в номинации «мастер-класс» «Применение программных средств с
игровой компонентой для контроля знаний учащихся» (г. Йошкар-Ола, 2004 г.);
- на выставках-конференциях «Комэкс» "Информационные технологиии телекоммуникации в образовании" (г. Йошкар- Ола, 2000, 2001 гг.).
Материалы исследования использовались при чтении лекций в Марийском институте образования на курсах повышения квалификации учителей, а также на проведенных автором семинарах:
- по применению компьютерных технологий обучения для учителей республики Марий Эл (1995 г., сент.1996, апр.1996 гг.);
- по обмену педагогическим опытом с Чебоксарским электромеханическим колледжем (г. Йошкар-Ола, 1997 г.);
- по обмену опытом для методобъединения учителей информатики средних специальных учебных заведений республики Марий Эл (1997, 1998 гг.);
- по технологии разработки обучающих программ и по методике обучения программированию на базе Марийского института образования (1999 г.);
- на практическом семинаре "Создание электронных учебников" (г.Йошкар-Ола, 2004 г).
Ход и результаты исследования освещены в изданной Марийским радиомеханическим техникумом брошюре "Обобщение опыта работы преподавателя Ельмикеева О.Р." (2004 г.), в периодических изданиях республики Марий Эл, в интервью республиканскому радио, в подготовленных авторских учебных пособиях по различным предметам и методических пособиях по отдельным темам и программным средствам.
Структура диссертации включает введение, две главы, заключение, список литературы и приложение.
Во введении обоснованы актуальность, проблема, цель, объект, предмет, задачи, гипотеза, методология и методы исследования, его научная новизна, теоретическое и практическое значение; представлены положения, выносимые на защиту.
В первой главе «Теоретические основы применения компьютерных игр в образовательном пространстве» раскрывается сущность и структура образовательного пространства; рассматривается компьютеризация образовательного пространства как одна из ведущих тенденций его развития; изучается игра как элемент образовательного пространства; исследуется специфика компьютерных игр.
Во второй главе «Экспериментальное исследование применения компьютерных игр в образовательном пространстве учебного заведения» раскрываются организация и ход исследования, излагается авторский подход к проектированию и применению программных средств с игровой компонентой; анализируются результаты опытно-экспериментального обучения; обосновываются педагогические условия эффективного применения компьютерных игр.
В приложении представлены элементы авторского комплекса игровых обучающих программ и материалы эмпирического исследования.
Сущность и структура образовательного пространства
В современной педагогической науке, как науке развивающейся, соответствующей текущему уровню развития общества, появляются новые понятия и категории, одним из которых является сравнительно новая категория «образовательного пространства». Одна из сложнейших и важнейших задач, стоящих перед педагогикой - исследование этого понятия, выявление его сущности, уровней, составных частей, подпространств, в частности, роли информатизации и компьютеризации образования, и, в том числе, изучение педагогических основ проектирования и использования компьютерных игр.
Термин «пространство», происходящий от английского «Environment» (окружение, окружающая обстановка, окружающая среда, пространство), появился в зарубежных научных психолого-педагогических исследованиях в конце XX века (С.Вапнер писал о личностном пространстве; Ф.Вернон полагал, что интеллект отчасти зависит от индивидуальных генетических различий, а отчасти от стимулирующего или тормозящего воздействия окружающего пространства).
В самом широком смысле под термином «пространство» понимают множество объектов, между которыми установлены отношения. Образовательное пространство организовано как скопление, совокупность, множество образовательных систем, причем каждой отводится определенное место, обусловленное не только составом и функциями самой образовательной системы, а также другими причинами.
Понятие «образовательное пространство» является относительно новым, оно стало предметом рассмотрения исследователей лишь в последнее десятилетие. До этого в научных разработках для обозначения сходных понятий применялись термины «среда», «ситуация», «система», «мир». Н.А.Бердяев, описывая окружающее пространство, создающее личность, называет «мировой средой» влияние семьи, родителей, школы и окружающего мира, подчеркивая тем самым связь отдельно взятого человека с целым миром, непознанность источников развития личности [189].
В педагогических исследованиях 80-х годов вопросы образования изучались с точки зрения целого процесса, взаимосвязи с окружающим миром, но термин «образовательное пространство» не употреблялся. Вместо него использовался термин «ситуация» для? характеристики временной координаты образовательного. пространства, т.е. характеристики качественного состояния ряда образовательных систем в данный период времени. Некоторые авторы, указывая на значения социума и его влияние на образование, упоминали о разнообразных влияниях и воздействиях окружающей социальной среды [12, 164].
Проблемы образования и подготовки специалиста требуют изучения во взаимосвязи с другими педагогическими системами и социальными явлениями в обществе. Но термин «система» как «множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, образующих определенную целостность, единство», не учитывает процессов, происходящих за ее пределами и оказывающих на нее существенное влияние. Все чаще в научных исследованиях появляются термины «пространство», «образовательное пространство».
Теория образовательного пространства разрабатывается в научной литературе 90-х годов (З.И.Батюкова, Ю.В.Копыленко, В.Г.Кинелев, Н.В.Морозова, В.Н.Позднев, Л.А.Санкин, Н.Р.Соловьева, Е.Б.Сошнева, Н.М.Стадник, Е.А.Суворина, Л.С.Сысоева, А.Н.Филатов, и др.).
Г.Н.Сериков считает, что поскольку сфера образования существует не изолированно, а в определенной социальной среде, которая в значительной степени определяет ее функционирование и развитие, то и образовательные системы, находясь в определенных условиях, оказываются зависимыми от них. Поэтому среда является специфическим условием существования систем образования, определяющим сущность их развития. В качестве теоретической формы отражения среды существования образовательных систем все чаще называют образовательное пространство [202].
Организация и ход исследования
Программа экспериментального исследования включала:
- создание игровых компьютерных программ и их учебно-методического обеспечения;
- апробацию разработанных игровых программных средств в образовательном пространстве учебных заведений;
- проведение опытного обучения с использованием авторских обучающих компьютерных игр и педагогических программных средств с игровой компонентой;
- анализ и обобщение полученных результатов.
При создании, анализе и применении игровой компьютерной программы мы рассматривали следующие основные аспекты:
-психологический (как повлияет данная программа на мотивацию учения, на отношение к предмету, повысит или снизит интерес к нему, не возникнет ли у учащихся неверие в свои силы из-за трудных, непонятно сформулированных или нетрадиционных требований, предъявляемых компьютером);
-педагогический (насколько программа отвечает общей направленности изучаемого курса и способствует выработке у учащихся правильных представлений об окружающем мире);
-методический (способствует ли программа лучшему усвоению материала, оправдан ли выбор предлагаемых ученику заданий, правильно ли методически подается материал);
-организационный (рационально ли спланированы уроки с применением игровых компьютерных программ, достаточно ли ученикам предоставляется времени для выполнения самостоятельных работ). При проектировании компьютерных игр использовались современные программные продукты:
- операционные системы DOS, Windows различных версий, Unix;
- текстовый процессор Word;
- электронная таблица Excel;
- системы управления базами данных FoxPro, Access;
- графические и издательские системы PhotoShop, Corel, PageMaker;
- различные средства подготовки презентаций, разработки Web-страниц;
- средства видеомонтажа и анимации, обработки экономической информации, системы САПР (например 3dStudio, PC AD 1 С-бухгалтерия);
- языки программирования Logo, Basic, Pascal, Delphi, C++, Ассемблер различных версий. Обучающие игровые программы предусматривали возможность:
- выбора уровня сложности;
- выбора вариантов содержания;
- обработки реальных данных;
- ввода вариативных, свободно конструируемых ответов;
- анализа ошибок;
- демонстраций по новому материалу;
- проведения экспериментов;
- использования дополнительных источников информации по изучаемой теме.
Апробация разработанных игровых программных средств проводилась в образовательном пространстве общеобразовательных школ и техникумов г.Йошкар-Ола, г.Чебоксары, г.Киров при преподавании предметов общеобразовательного и профессионально-технического циклов. Проведенная работа позволила обобщить опыт использования обучающих компьютерных игр и показала необходимость проведения опытного обучения на основе авторских игровых компьютерных программ, выявления и обоснования педагогических условий их эффективного применения.
В процессе организации опытного обучения компьютерные игры и педагогические программные средства с игровой компонентой применялись и в качестве элементов урока, и как отдельный вид урока.
Некоторые изучаемые программные средства сами имели игровую форму, например, графические редакторы.
Комплекты заданий при обучении программированию также носили игровой характер - от разработки отдельных игровых блоков в начале обучения - до создания учащимися полноценных игровых программ на завершающем этапе.
Анализ результатов опытно-экспериментальной работы
Из всей базы имеющихся данных по эффективности предлагаемой автором технологии использована выборка для конкретного учебного заведения на конкретном предмете с одними и теми же учащимися в течение всего периода обучения.
Формирующий эксперимент проводился на базе государственного образовательного учреждения среднего профессионального образования «Марийский радиомеханический техникум» (республика Марий Эл, г. Йошкар-Ола) среди студентов специальности 2203 «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем» отделения информационно-коммуникационных специальностей (параллельные группы 2 курса П-21, П-22, П-23, П-24), при изучении предмета «Основы алгоритмизации и программирования». В каждой группе занималось по 14 студентов (по числу рабочих мест в компьютерном классе). В качестве контрольных были взяты группы П-22 и П-24, в качестве экспериментальных - группы П-21 и П-23. В контрольных группах занятия в течение всего периода обучения проводились по традиционной методике, в экспериментальной - с использованием игровых обучающих компьютерных программ, разработанных автором. При проведении эксперимента использовались авторские программные средства (в том числе игровые обучающие программы и программы с игровой компонентой), методическое обеспечение, комплекты заданий. Все они были спроектированы и разработаны с учетом дидактических, методических, программно-технических и эстетических требований к проектированию и применению обучающих программных средств, содержали вопросы и задания различного уровня трудности, предусматривали возможность самостоятельной постановки студентами учебных целей, выбора путей и способов их достижения. Это способствовало реализации на практике личностно-ориентированного подхода к обучению, позволяло обеспечить его индивидуализацию и дифференциацию.
В качестве критериев эффективности экспериментального обучения с применением компьютерных игр были выбраны:
- глубина и прочность теоретических знаний (теоретические вопросы использования конструкций изучаемого языка программирования, программной реализации основных типов алгоритмов и обработки различных структур данных);
- практическое умение разработки программного обеспечения (умение использовать полученные теоретические знания при практической разработке реальных программных средств различного уровня сложности);
- навыки владения клавиатурой и мышью (базовые навыки владения средствами диалогового взаимодействия с программным обеспечением компьютера).
Оценка уровня теоретических знаний по предмету производилась при помощи программы «Ринг», представляющей собой программу-экзаменатор, позволяющую не только производить тестирование знаний, но и включающую элементы обучения. Вопрос, на который дан верный ответ, исключался из дальнейшего предъявления, при ошибке студента программой сообщался верный ответ и этот же вопрос задавался позже еще раз.
По окончании работы программа сообщала количество набранных студентом баллов с учетом числа верных ответов и допущенных ошибок, их процентного соотношения, затраченного на каждый ответ времени, уровня сложности каждого вопроса, количества подряд верных ответов, количества сделанных подряд ошибок (причем за верные ответы количество баллов увеличивалось, за ошибки - уменьшалось в экспоненциальной зависимости, что послужило средством значительного разнесения количества баллов для студентов, находящихся на разных уровнях знаний). В качестве показателя оценки уровня знаний было выбрано количество баллов, набранных студентами по прохождению теста за отведенное время. Опытным путем было выяснено, что оптимальным является предъявление 50 вопросов, на которые нужно ответить за 30 минут (по каждой теме).
Уровень сложности конкретного вопроса определялся наличием и соотношением в его содержании творческого и репродуктивного компонентов.
В первой половине периода обучения занятия в контрольных и в экспериментальных группах проводились по одной и той же традиционной технологии (без применения игровых компьютерных средств). По завершении этого этапа обучения во всех группах был проведен срез знаний для определения базового уровня знаний - «первое предъявление» теста.
