Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретические основы обеспечения учебного процесса общеобразовательной школы программно-методическими средствами
1. Методологическое обоснование концепции обеспечения учебного процесса программно-методическими средствами 16
2. Ретроспективный анализ развития информационного образовательного пространства в контексте совершенствования средств обучения 27
3. Исследование диалектических противоречий процесса обучения в аспекте применения программно-методических средств 35
4. Основные направления использования программных средств в учебном процессе 45
5. Соответствие между программными средствами учебного назначения и методами обучения 52
Краткие выводы 72
Глава 2. Совершенствование образовательного пространства за счет внедрения программно-методических средств
1. Понятие и составляющие программно-методических средств 74
2. Анализ технологий разработки обучающих программ 93
3. Анализ дидактических возможностей программных средств учебного назначения 105
4. Тенденции развития программных средств учебного на значения 122
Краткие выводы 129
Глава 3. Технологические основы применения программно-методических средств в учебном процессе общеобразовательной школы
1. Дидактические принципы использования программных средств в учебном процессе 131
2. Обоснование и построение основных структурных компонентов технологии применения программно-методических средств 147
3. Блочно-модульные структуры деятельности учителя и ученика в технологии применения программно-методических средств 160
4. Способы взаимодействия учителя и учащихся при использовании программных средств в учебном процессе 184
5. Педагогические условия и критерии эффективности технологии применения программно-методических средств 200
Краткие выводы 216
Глава 4. Особенности технологии применения программно-методических средств в общеобразовательной области "Информатика"
1. Особенности применения программно-методических средств в школьном курсе информатики 218
2. Применение программных средств в курсе информатики в качестве средства развития учащихся 240
3. Доказательство эффективности технологии применения программно-методических средств в результате опытно-экспериментальной работы 248
Краткие выводы 270
Заключение. 272
Список основных определений и сокращений,». 273
Библиографический список использованной литературы
- Методологическое обоснование концепции обеспечения учебного процесса программно-методическими средствами
- Понятие и составляющие программно-методических средств
- Дидактические принципы использования программных средств в учебном процессе
- Особенности применения программно-методических средств в школьном курсе информатики
Введение к работе
В национальном докладе Российской Федерации "Политика в области образования и новые информационные технологии" на II Международном конгрессе ЮНЕСКО "Образование и информатика" (Москва, 1-5 июля 1996 г.) была определена новая образовательная парадигма, среди приоритетов которой названы: фундаментальность, целостность и ориентация на интересы развития личности. Важнейшим средством реализации новой государственной образовательной парадигмы признана информатизация образования. В рамках новой образовательной политики осуществляется ряд государственных, межотраслевых, научно-технических программ, предусматривающих выполнение широкомасштабных проектов информатизации образования, в том числе по направлению информатизации процесса обучения и воспитания, чему и посвящено настоящее исследование.
Среди основополагающих работ в области информатизации образования можно назвать труды С. А. Бешенкова, В. А. Бубнова, А. Г. Гейн, Б. С. Гершун-ского, А. П. Ершова, А. А. Кузнецова, А. С. Лесневского, Е. И. Машбиц, В. М. Монахова, И. В. Роберт, И. А. Румянцева, А. Я. Савельвева, В. Ф. Шолохович и др. Несмотря на концептуальные различия по многим пунктам, исследователи сходятся во мнении, что внедрение программных средств в учебный процесс будет способствовать его совершенствованию за счет индивидуализации и интенсификации процесса обучения. Кроме того, высказывалось предположение, что применение программных средств способствует практической реализации идей развивающего обучения (И. В. Роберт, В. В. Рубцов, Т, А. Сергеева и др, ).
Проблема использования программных средств в образовательных целях привлекала внимание отечественных и зарубежных педагогов с 70-80-х годов, но не перестает быть актуальной и ныне по ряду причин. Во-первых, идет процесс постоянного обновления программных средств, в том числе учебного назначения. Прикладное программное обеспечение постоянно пополняется средствами, реализующими концептуально новые решения в области разработки и
6 использования средств информационных технологий, в связи с чем новые возможности прикладных программных средств требуют современных решений в области их применения. Вместе с тем, технологии мультимедиа и гиперсред, несмотря на большое распространение во многих областях деятельности человека, в школе используются мало, методика их применения разработана на эмпирическом уровне. Недостаточно разработана технология применения систем искусственного интеллекта в учебных целях, в частности, экспертных обучающих систем, хотя имеются определенные подходы в области их использования (G. Locatis, Ok. Park, J, Merrienboer, О. Jelsma, F. Paas, A. Zeinab и др.) Во-вторых, исследования в области использования программных средств в учебном процессе носят либо прогностический, либо частнометодический характер. Недостаточно изучены возможности переноса частнометодических приемов, средств и методов информатики на другие общеобразовательные дисциплины.
Программные средства, используемые в образовательных целях, обычно называют программными средствами учебного назначения. В нашем исследовании под программными средствами учебного назначения будем понимать программные продукты, предназначенные для решения отдельных учебно-воспитательных задач. Программные средства учебного назначения с соответствующим методическим обеспечением будем называть программно-методическими средствами ЇЇ7МС).
Под обеспечением учебного процесса программно-методическими средствами будем понимать следующие виды деятельности: применение программных средств в учебном процессе в качестве средства обучения и развития учащихся, а также объекта изучения на уроках информатики, методическая деятельность учителя по разработке обучающих программ на основе использования инструментальных программных, средств.
Анализ использования программных средств для преподавания общеобразовательных дисциплин показал целесообразность их использования в учебном процессе (Я. А. Ваграменко, А. А. Кузнецов, И. В. Роберт, Т. А. Сергеева, А. Я. Савельев и др.), в том числе в частных методиках использования баз данных на уроках информатики и других общеобразовательных дисциплин (Н. Василас, Б. Вульф, В. Р. Лещинер, Дж. Рэй, П. Товард, Дж. Торнер, Д. Фрай, В. Э. Фрей-ман и др.).
В научно-методической литературе предложены типизации и классификации, определены дидактические возможности и требования к программным средствам учебного назначения (Р. С. Агамирова, М. М. Буняев, О. Н. Егоры-шева, Г. Л. Кулешова, И. В. Роберт, J. J. Wellington и др,); исследованы проблемы создания обучающих программ (Т. О. Васильчикова, М. Вилимсон, А. Ю. Воробьев, Б. Гордел, И. П. Другое, А. Келлер, Н. А. Левин, Р. Ло, Г. Локатис, И. Н. Скопин, В. П. Швабауэр и др).
Вместе с тем следует констатировать, что к настоящему времени не существует общепедагогических подходов, теоретических положений и обобщения опыта преподавания с использованием программно-методических средств на технологическом уровне. Кроме того, появление нового поколения программных средств учебного назначения (на базе технологий мультимедиа, гипермедиа; экспертные обучающие системы и др.) требует переосмысления наработанных положений в области разработки и использования ГТМС в учебном процессе.
Таким образом, следует констатировать существующее противоречие в исследуемой нами области, определяющее АКТУАЛЬНОСТЬ проблемы исследования: с одной стороны, сфера общего образования остро нуждается в теоретическом и технологическом обосновании процесса применения программных средств, с другой стороны, теоретические, общепедагогические, дидактические аспекты, раскрывающие педагогическую целесообразность и эффективность применения программных средств в учебном процессе не получили своего должного обоснования.
ЦЕЛЬ исследования состоит в разработке теоретических и технологических основ обеспечения учебного процесса программно-методическими средствами и определении педагогических условий их применения.
ОБЪЕКТ исследования - учебный процесс с использованием программно-методических средств в общеобразовательной школе.
ПРЕДМЕТ исследования - обеспечение процесса обучения общеобразовательной школы программно-методическими средствами.
ГИПОТЕЗА исследования: если программно-методические средства в учебном процессе обеспечивают автоматизацию контроля результатов учебной деятельности, тренинг учебных умений и навыков, сбор, обработку, продуцирование, передачу учебной информации; их применение основано на дидактических принципах соответствия программных средств и методов обучения, комплексности, оптимальности разработки обучающих программ и осуществляет -ся в соответствии с технологией при удовлетворении педагогических условий ее функционирования, то: совершенствуются традиционные организационные формы и методы обучения; реализуются методы проектов, компьютерного моделирования и частные методы информатики (ролевое исполнение алгоритмов, пошаговая детализация и др.), а также методы, формирующие навыки информационно-поисковой и экспериментально-исследовательской деятельности; осуществляется разнообразие преобладающих видов учебной деятельности с применением ПМС, ориентированных на интересы развития личности учащихся: начальная школа - игровые, общеобразовательная - исследовательские; повышается эффективность обучения за счет лучшей обученности учащихся, активизации их познавательной деятельности, усиления мотивации использования ПМС обучающими и учащимися, что ведет к совершенствованию профессиональной деятельности педагогов, учебной деятельности учащихся, изменению эмоционального фона урока.
В соответствии с целью и выдвинутой гипотезой в исследовании предполагается решить следующие ЗАДАЧИ: провести анализ научно-методической литературы по проблеме обеспечения учебного процесса программно-методическими средствами, выявить тенденции развития программных средств учебного назначения, провести анализ состояния и определить динамику развития современного информационного образовательного пространства; разработать частнодидактические и частнометодические принципы применения ПМС в учебном процессе, сформулировать основные направления применения программных средств учебного назначения; разработать и обосновать технологию применения ПМС в учебном процессе общеобразовательной школы, отобрать и обосновать совокупность методов и форм взаимодействия учителя и учащихся в этой технологии; определить критерии эффективности и педагогические условия протекания разработанной технологии; определить особенности технологии применения ПМС в процессе преподавания информатики; рассмотреть динамику изменения методов и форм взаимодействия учителя и учащихся в процессе обучения; экспериментальным путем доказать эффективность разработанной технологии на примере общеобразовательной области "Информатика".
МЕТОДОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНОВОЙ исследования являются философские положения о всеобщей связи, взаимообусловленности, развитии и целостности ; " .' < t '
Ь "-!' реального мира, диалектические закономерности процессов. Теоретической основой исследования явились фундаментальные работы в области методологии педагогики (Ю. К. Бабанский, В. В. Краевский, И. Я. Лернер, М. И. Махмутов, ' М. Н. Скаткин, С. Г. Шаповаленко, Н. М. Шахмаев и др.), психологии (Л. С.
Выготский, П. Я. Гальперин, В. В. Давыдов, В. В. Рубцов, Е. И. Машбиц, Н. А. to Менчинская, О. К. Тихомиров и др.), создания и использования средств обучения (Л. С. Зазнобина, В. С. Леднев, Т. С. Назарова, Е. С. Полах, Л. П. Прессман и др.), по проблемам информатизации образования (Я, А. Ваграменко, А. Н. Гейн, А. П. Ершов, А. А. Кузнецов, Э. И. Кузнецов, М. Н. Лапчик, ИВ. Роберт, А. Я. Савельев, В. Ф. Шолохович и др.).
Для решения поставленных задач были использованы следующие МЕТОДЫ исследования: изучение, анализ и обобщение дидактической, психологической, методической и специальной литературы по проблематике исследования, анализ программно-методических средств, методы моделирования в процессе разработки технологии применения ПМС, изучение школьной практики и передового педагогического опыта, анкетирование и беседы с учителями и учениками, опытно-экспериментальная работа в процессе апробации, технологии применения ПМС, математические методы обработки результатов исследования.
ЭТАПЫ ИССЛЕДОВАНИЯ:
Первый этап (1985 - 1992 гг.). Изучалась и анализировалась теоретическая и научно-методическая литература по теме исследования. Проводилось интенсивное освоение программных средств. Была разработана теоретическая модель использования ПМС в курсе информатики. В это же время началась опытно-экспериментальная работа по определению уровня педагогической эффективности разработанных положений использования программных средств в курсе информатики. Был опубликован ряд работ по теме исследования.
Второй этап (1992 - 1994 гг.). Была разработана методика комплексного использования программных средств в курсе информатики, в соответствии с которой отобран программно-методический комплекс, созданы обучающие программы на основе использования инструментальных программных средств. Проведен анализ, теоретическое обобщение и систематизация материалов исследования. Разработанный программно-методический комплекс был внедрен в
11 ряде школ Москвы, Чувашской Республики и Нижегородской области. Была защищена диссертация на соискание степени кандидата педагогических наук.
Третий этап (1994 - 1998 гг.). Продолжалась научно-исследовательская и опытно-экспериментальная работа по теме исследования, участие в конференциях, внедрение в учебный процесс общеобразовательных школ программно-методических средств, разработанных студентами педагогического института под руководством автора. Полученные результаты были систематизированы и обобщены, сделаны основные теоретические выводы и заключения,
НАУЧНАЯ НОВИЗНА исследования состоит в том, что впервые: установлено соответствие между программными средствами и методами обучения: наиболее эффективно репродуктивные методы обучения поддерживают программные средства, реализующие технологию программированного обучения; методы проблемные и исследовательской деятельности - современные и перспективные средства, основанные на технологии гипермедиа, инструментальные программные средства, системы компьютерного моделирования; отобраны и классифицированы методы обучения в условиях применения программно-методических средств; сформулированы дидактические принципы обучения в условиях применения программных средств; отобраны основные структурные компоненты технологии применения программных средств в учебном процессе, выявлены структуры деятельности учителя и учащегося, определены способы их взаимодействия; выявлены педагогические условия реализации технологии применения программно-методических средств; сформулированы критерии эффективности технологии применения программно-методических средств.
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ исследования: разработаны теоретические основы применения программных средств в учебном процессе общеобразовательной школы; обоснованы принципы применения ГГМС в учебном про- цессе; определены тенденции развития программных средств учебного назначения; разработана технология применения ПМС в учебном процессе общеобразовательной школы, в том числе блочно-модульные структуры деятельности учителя и учащихся; способы взаимодействия учителя и учащихся в разработанной технологии; определены педагогические условия реализации технологии и критерии ее эффективности.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ исследования: выявлена совокупность методов, приемов и организационных форм проведения занятий с использованием программных средств; определены основные направления использования программных средств в учебном процессе общеобразовательной школы; разработаны программно-методические комплексы, прошедшие апробацию в реальных условиях учебного процесса. Выводы и предложения по результатам исследования могут быть использованы в различных учебно-воспитательных учреждениях, в том числе, в педагогических вузах.
ДОСТОВЕРНОСТЬ И ОБОСНОВАННОСТЬ положений и выводов исследования обеспечиваются опорой на методологические положения педагогики, проведением исследования в соответствии с методологическими требованиями к ним, учетом данных массового и передового опыта, многолетней опытно-экспериментальной работой автора с учащимися, студентами и учителями Чувашской области, Нижегородской области и г. Москвы; применением методов математической статистики при анализе данных, полученных в результате опытно-экспериментальной проверки гипотезы исследования.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:
1. Когда программно-методические средства являются средством обучения, существует соответствие между программными средствами учебного назначения и методами обучения. Наиболее эффективно репродуктивные методы обучения поддерживают программные средства, реализующие технологию программированного обучения, методы проблемные и исследовательской деятельности - современные и перспективные средства, основанные на технологии ги- пермедиа, инструментальные программные средства, системы компьютерного моделирования.
В развитии программных средств учебного назначения просматривается тенденция отхода от идей программированного обучения, расширения информационного пространства программ. Современные программные средства учебного назначения поддерживают методы обучения, ориентированные на интересы развития личности: в начальной школе - игровые, в общеобразовательной - исследовательские, и ориентированы на групповые формы организации занятий.
ПМС поддерживают содержательные линии предметных областей общеобразовательных дисциплин, а также практическое (формирование навыков учебной деятельности) и психологическое (развитие личности обучаемых, формирование мотивации использования программных средств в учебной деятельности) направления.
Основные структурные компоненты технологии применения ПМС - это деятельность учителя, учащихся и способы их взаимодействия. Структура деятельности учителя представима на трех уровнях: начальном, основном и перспективном, и в трех аспектах: гносеологическом, деятельностном и психологическом. Структура деятельности ученика представима на уровнях: пропедевтическом, базовом, перспективном и отражает основные направления применения ПМС. Эффективная реализация технологии применения ПМС в учебном процессе общеобразовательной школы возможна при удовлетворении педагогических условий ее протекания: 1) выполнение условий любого процесса обучения: а именно» учебно-материальных, школьно-гигиенических, морально-психологических, эстетических и временных требований; 2) удовлетворение современной парадигме образования, 3) наличие в школе компьютеров, соответствующих современным требованиям, 4) удовлетворение дидактических принципов применения ПМС в учебном процессе.
5, При использовании программных средств в качестве объекта изучения на уроках информатики нарушается соответствие между программными средствами и методами обучения. ПМС в школьном курсе информатики поддерживают основные содержательные линии образовательной области информатики: философскую (формирование мировоззрения учащихся в соответствии с системно-информационной картиной мира) и инструментальную (формирование навыков пользователя ЭВМ), а также практическое и психологическое направления применения программных средств в учебном процессе. Профессиональная деятельность педагогов в современной школе при обучении информатике соответствует основному уровню деятельности педагога в технологии применения ПМС, перспективный уровень зависит от индивидуальных особенностей учителей.
АПРОБАЦИЯ И ВНЕДРЕНИЕ. Результаты исследования отражены в научно-исследовательской работе по комплексной программе отделения общего среднего образования Российской Академии образования "Информационные и коммуникационные технологии в системе непрерывного образования". Результаты исследования были одобрены на заседаниях лаборатории средств информатизации образования РАО, кафедры информатики ЧПТУ, а также на следующих конференциях: всероссийской конференции в Санкт-Петербурге (1993 г.); международной конференции в Троицке (1993 - 1998 гг.); научно-практической конференции в Москве (1993 г.); республиканской научно-практической конференции в Омске (1993, 1994 гг.); телеконференции "Pilotnet Methods" (1993 г.); республиканской конференции "Проблемы информатизации образования в Чувашской Республике" (1994, 1997 гг.); всероссийской научно-методической конференции "Телематика-95" (1995 г.); международной конференции "Математика, компьютер, образование" в Дубне (1996) и в Пушино (1997 г.); международной конференции женщин-математиков "Математика. Образование. Экономика" в Ростове-на-Дону (1997 г.) и Чебоксарах (1998 г.), а также на конференции "Фундаментализация современного образования" в Уфе (1997 г.). Прошли апробацию и были внедрены в учебный процесс авторские программно-методические комплексы по изучению системы "Фрейммонтаж" и в поддержку преподавания общеобразовательных дисциплин в школах №№ 22, 27, 40, 50, 61 г. Чебоксары и № 112 г. Москва, а также в школах Нижегородской области.
Методологическое обоснование концепции обеспечения учебного процесса программно-методическими средствами
Современное образование характеризуется изменением парадигмы, смещением методологических ориентиров. Из работ советского периода важное теоретическое значение имеют труды, посвященные методологическому обоснованию объекта, предмета и методов исследования педагогики как науки (В. В. Краевский, И. Я. Лернер, М. Н. Скаткин и др.). Большое практическое значение имеют работы Ю. К. Бабанского (интенсификация и оптимизация процесса обучения), М. И. Махмутова и др. (проблемное обучение), В. В. Давыдова, В. В. Рубцова, Л. В. Занкова и др. (развивающее обучение), И. С. Якиманской и др. (личностно-ориентированное обучение), Н. Ф. Талызиной, А. Я. Савельева и др. (программированное обучение), Л. С. Зазнобина, В. С. Леднева, Т. С. Назарова, Л. П. Прессман, С. Г. Шаповаленко, Н. М. Шахмаев и др. (использование технических средств в обучении).
Методологической базой педагогических (впрочем, как и других научных областей) исследований в советское время называли "учение марксизма-ленинизма о всестороннем развитии человека коммунистического общества, основополагающее положение марксистко-ленинской гносеологии о единстве теории и практики, марксистко-ленинская теория познания в целом и опирающаяся на нее методология науки..." (Теоретические основы процесса обучения в советской щколе / Под ред. В. В. Краевского, И. Я. Лернера; НИИ общей педагогики АПН СССР.-М: Педагогика, 1989.- С. 14). Высоко ценя работы В. В. Краевского (именно ему принадлежит приведенное выше высказывание), мы не можем безоговорочно принять это положение. Базовое понятие "человек коммунистического общества" в настоящее время утеряло свою актуальность. Сегодня ученым в области педагогики необходимо определить новые отправные точки своих исследований. Методология педагогических концепций должна опираться на положения, проверенные временем, получившие подтверждение во многих трудах. Методологической основой настоящего исследования будем считать следующие положения:
учебному процессу, как изменяющемуся во времени явлению, присущи диалектические противоречия и закономерности;
основные факторы, влияющие на развитие личности ученика, - это окружающая среда, наследственность и воспитание;
средства обучения, в том числе и средства, основанные на использовании информационных технологий, способствуют совершенствованию учебного процесса.
Рассмотрим эти положения. Попытка осознать и выявить закономерности процессов реальной действительности была всегда характерна для исследователей. Впервые наиболее полно и закончено философские законы протекания процессов объективной реальности сформулировал Георг Вильгельм Фридрих Гегель. Его учение о том, что источником развития является борьба противоположностей, что развитие происходит путем перехода количественных изменений в качественные и т. д. легло в основу основных научных исследований XIX-XX веков.
Из работ отечественных исследователей методологических вопросов следует выделить работы Б. М. Кедрова, П. В. Копнина, П. В. Попова и др. В области советской педагогики методология исследований была раскрыта в работах П. Р. Атутова, В. В. Краевского, И. Я. Лернера, М. Н. Скаткина, М. А. Данилова, В. И. Загвязинского и др. Как было отмечено выше, на сегодняшний день не все полученные выводы бесспорны. Из методологического обоснования советской педагогики мы принимаем за основу своей концепции следующие положения:
объектом педагогики является педагогическая теория и педагогическая деятельность,
основными функциями обучения являются образовательная, воспитательная и развивающая,
обучение является взаимосвязанной деятельностью учителя и учащегося по решению учебно-воспитательных задач,
процесс обучения - динамическая система, имеющая сложную структуру, чтобы охарактеризовать процесс обучения нужно проследить, каким образом изменяются ее структурные элементы и связи между ними.
Таким образом, вслед за основоположниками методологии отечественной педагогики мы будем рассматривать процесс обучения с диалектической точки зрения в соответствии с системно-деятельностным подходом, то есть процесс обучения будем рассматривать как часть педагогической системы. В. П. Бес-палько выделяет следующие основные элементы, образующие педагогическую систему: цели воспитания, учащиеся, педагоги или опосредующие их педагогическую деятельность технические средства обучения, содержание воспитания (в широком смысле слова), организационные формы педагогической деятельности и дидактические процессы или способы осуществления педагогического процесса (Беспалько В. П. Основы теории педагогических систем. - Воронеж: Изд. Воронеж, ун-та, 1977.- С. 29-30). При анализе процесса обучения как системы необходимо рассматривать его с точки зрения целостности. Общепринято выделять две тесно связанные между собой стороны целостности - организованность и упорядоченность всех элементов системы. Организованность определяется регулированием, управлением связями между элементами системы и связями всей системы с окружающей средой. Упорядоченность системы характеризуется преобладанием в ней существенных связей над случайными.
При разработке технологии применения ПМС в учебном процессе общеобразовательной школы мы учитывали два основных концептуальных направления в области исследования обучения. Первое из них - теория формирования понятий. Важнейшим стимулом умственного развития учащихся представители этого направления считают активное преодоление учеником возникающих затруднений в процессе усвоения понятий (Л. В. Занков, Н. А. Менчинская и др.). Процесс усвоения новых знаний трактуется как процесс включения все новых понятий в ранее приобретенную систему понятий, выраженных языковыми и образными средствами, а следовательно, учащихся надо специально обучать приемам и способам умственной деятельности.
Второе - теория формирования умственных действий. Представители этого направления важнейшим способом умственного развития школьников считают управляемое поэтапное формирование умственных действий путем перевода внешних действий во внутренние (А. Н. Леонтьев, П. Я. Гальперин, Д. Б. Эльконин, В. В. Давыдов и др.), а условием эффективного обучения - управление процессом учения, то есть деятельностью ученика, в результате которой у него формируются новые знания и умения (Гальперин П. Я. Психология мышления и учение о поэтапном формировании умственных действий // Исследование мышления в советской психологии / под ред. Е. В. Шороховой - М, Просвещение, 1966).
Поскольку в основе технологии обучения лежит отбор средств и методов обучения, перед нами встала задача выбора определения и классификации методов обучения. В педагогической литературе имеются различные определения методов обучения. Так, в теории формирования умственных действий П. Я. Гальперина и Н. В. Талызиной проектируются иные методы учебной деятельности, чем в теории Н. А. Менчинской и в концепции проблемного обучения М. И. Махмутова. Многие дидакты в трактовках метода обучения исходят из понимания обучения как совместной деятельности учителя и учеников. Обычно методы обучения определяют как способы взаимосвязанной работы учителя и ' учащихся, при помощи которых достигается овладение знаниями, умениями и навыками, формируется мировоззрение учаїцихся, развиваются их способности І (Дидактика средней школы: Некоторые пробл. соврем, дидактики: [Учеб. пособие по спецкурсу для пед. институтов / В. В. Краевский, И. Я. Лернер, М. Н. Скаткин и др.]; Под ред. М. Н. Скаткина. - 2-е изд., перераб. и доп. - М: Просвещение, 1982).
К настоящему времени существует несколько классификаций методов обучения. Так, И. Я. Лернер и М. Н. Скаткин предложили выделить пять общедидактических методов: информационно-рецептивный, репродуктивный, проблемного изложения, эвристический и исследовательский. Ю. К. Бабанский объединил методы в три группы: методы стимулирования и мотивации учения; организации и осуществления учебных действий и операций; контроля и самоконтроля. Классификацию, в которой рассматриваются четыре стороны методов: логико-содержательная, источниковая, процессуальная и организационно-управленческая, разработал С. Г. Шаповаленко.
Понятие и составляющие программно-методических средств
Существует большое количество различных классификаций и типологий программ учебного назначения (Н. В. Апатова, А. С. Лесневский, И. В. Роберт, Т. А. Сергеева, J. J. Wellington и др.)- Например, в Институте средств обучения РАО (ранее НИИ ШОТСО АПН СССР) выделили несколько классификационных критериев типологии педагогических программных средств (Психологические и физиологические рекомендации по использованию ЭВМ в обучении / Под ред. М. С. Шехтера и Л. Ю. Невуевой - М: АПН СССР, 1989.-С. 21-22): 1. По предметному содержанию. 2. По функции: диагностические, контролирующие, обучающие (демонстрационные, справочно-информационные, формирующие, тренажерные).
3. По степени активности учащихся, которая определяется структурой и характером деятельности - программы, рассчитанные на минимальную степень активности (демонстрационные), на максимальную степень (конструирующие).
4. По целевой группе пользователя - инструментальные программные средства для учителя: для создания новых обучающих программ, применения имеющихся программных средств в процессе подготовки к уроку ("электронный конспект", "электронный журнал"); программные средства для учащихся (общего назначения и специализированные). Примером таких программ являются графические и текстовые редакторы, базы данных или электронные таблицы.
5. По уровню коммуникативности можно выделить следующие типы программ: предметно-ориентированные обучающие программы с разными степенями интерактивности (диалоговости) и коммуникативно-ориентированные (локальные сети).
В работах И. В. Роберт дана классификация программных средств учебного назначения, основанная на методическом назначении программных средств (1994- С. 24-25): обучающие, контролирующие, тренажеры, информационно-справочные, информационно-поисковые, имитационные, моделирующие, демонстрационные, игровые, досуговые. В московском энергетическом институте совместно с Российским НИИ информационных систем предлагают следующую классификацию программ учебного назначения (Демушкин А. С, Кириллов А. И., Сливина Н. А., Чубров Е. В., Кривошеее А. О., Фомин С. С. Компьютерные обучающие программы // Информатика и образование. - 1995. - № 3): компьютерные учебники; предметно-ориентированные среды (микромиры, моделирующие про граммы, учебные пакеты); лабораторные практикумы; тренажеры; контролирующие программы; І справочники, базы данных учебного назначения.
Существует разделение обучающих программ на тренировочные (drill & ' practice), пошаговые (step-by-step), наставнические (tutorial), программы "учись і через открытия" (discovery-learning).
Проводит классификацию учебных программ по степени управления действиями учащихся J. Wellington (Wellington J. J. Children, Computers and the Curriculum: An Introduction to Information Technology and Education. L., 1985). Он выделяет программы, которые предназначены для тестирования и закрепления знаний, умений и навыков: тренировочные (skul-and-drill) и наставнические (tutorial). Следующая группа программных средств с менее жестким управлением со стороны компьютера - игровые и имитационные, затем программы обеспечения информационно-поисковой деятельности учащегося и, наконец, программы, в которых стратегию и тактику обучения выбирает учащийся.
Все вышеназванные типологии не учитывали первоначального назначения систем при их разработке. Чтобы наиболее полно раскрыть тенденции развития программно-методических средств, будем различать программы, специально созданные для использования в учебном процессе и средства, адаптированные к применению в школе. Объединяет эти средства то, что они позволяют решать определенные учебные задачи. Различаются эти средства по нескольким аспектам (табл. 4).
Различие в первоначальной ориентации программных средств дает преимущества специально разработанным средствам, поскольку они, как правило, лучше учитывают специфику образовательной среды, удовлетворяют дидактическим принципам (гл. 3), позволяют устанавливать прямые и обратные связи в процессе обучения, организовать этапы контроля за процессом усвоения знаний и пр. Определенная учебная направленность специально разработанных средств подразумевает их использование прежде всего для совершенствования процесса обучения, в то время как адаптированные средства изначально привлекают к использованию в учебном процессе для формирования информационной культуры учащихся. Таким образом, эти средства решают разные задачи в процессе обучения и удачно дополняют друг друга. Тем более, что адаптированные средства, как правило, отражают наиболее передовые идеи в области разработки средств информационных технологий, а поэтому дают учащимся представление о тенденциях развития в области информатики.
Рассмотрим составляющие программных средств специально разработанных и адаптированных к использованию в учебном процессе. разработанные для использования в учебном процессе
Среди программных средств, специально разработанных для использования в учебном процессе, можно назвать обучающие программы (демонстрационные, тренинговые, котролирующие и их объединения), учебные среды, системы учебного моделирования, имитаторы прикладного программного обеспечения, информационные системы (информационно-поисковые системы, гипертекст, гипермедиа) системы мультимедиа, а также системы разработки обучающих программ (инструментальные программные средства для разработки обучающих программ - ИПС СОП). В соответствии с этим среди обучающих программ будем различать демонстрационные программы, тренажеры и контролирующие программы. Разрабатывая имитаторы прикладного программного обеспечения для компьютеров типа БК-0010, Корвет и др., обычно создают текстовые, графические и музыкальные редакторы, электронные таблицы и системы управления базами данных или готовые базы данных.
Дидактические принципы использования программных средств в учебном процессе
Для достижения стабильных и высоких результатов в обучении педагог должен следовать принципам обучения - основным нормативным положениям, которыми следует руководствоваться, чтобы обучение было эффективным (Дидактика, 1982). В дидактике известны десять принципов обучения, которые необходимо учитывать всегда в процессе обучения, независимо от предмета изучения, возраста учащихся, условий протекания учебного процесса. В том числе, эти принципы должны удовлетворяться при использовании ПМС на уроках. Так, принцип воспитания и всестороннего развития в процессе обучения удовлетворяется за счет многогранности использбвания программных средств в учебном процессе. С помощью программных средств учебного назначения педагог решает как дидактические задачи (присвоение знаний, формирование умении и навыков), так и развивающие (совершенствование психологических характеристик школьника, приобретение навыков творческой и исследовательской деятельности), и воспитывающие (формирование мировоззрения, нравственных качеств). Решению дадактических задач способствуют все программные средства учебного назначения, например:
обучающие (тренинговые и контролирующие программы) - для отработки учебных умений и навыков; демонстрационные программы - для предъявления учебной информации;
системы прикладного программного обеспечения - для формирования навыков работы с помощью ЭВМ с различными видами представления информации (числовой, текстовой, графической);
среды языков программирования - для формирования алгоритмического стиля мышления учащихся;
системы гипермедиа и гипертекста - для формирования навыков информационно-поисковой деятельности учащихся и т. д.
Для совершенствования психологических характеристик существуют специальные развивающие (преимущественно игровые) программы, а также системы прикладного назначения при соответствующей методике обучения. Формирование навыков творческой и исследовательской деятельности осуществляется методами проблемного изложения учебного материала при использовании систем учебного моделирования, гипертекста и гипермедиа, а также прикладного программного обеспечения (электронные таблицы, базы данных и т, д.).
Особо необходимо отметить значение использования ПМС для формирования информационной культуры учащихся, поскольку только при работе с программными средствами учащиеся могут приобрести умения и навыки, необходимые для жизни в информационном обществе, что и предполагает воспитание информационной культуры.
Принцип научности и посильной трудности обеспечивается методической частью программно-методических средств и содержанием обучающих программ. Важно иметь в виду, что содержательная компонента образования с помощью средств информационных технологий является частью общеобразовательной компоненты. Учебный материал, изучаемый с помощью программ учебного назначения не должен дублировать учебники и другие средства обучения.
Принцип сознательности и творческой активности учащихся при руководящей роли учителя обеспечивается деятельностью педагога: подбором методов обучения, организационных форм проведения занятий, средств обучения (в том числе ПМС). Сформулированные специальным образом задания способствуют развитию мышления учащихся, формируют исследовательские навыки. Например, можно при изучении графических редакторов предлагать учащимся задания, способствующие развитию логического мышления, пространственного воображения и пр, Исследовательские навыки формируются при решении заданий проектного типа: нечетко сформулированное задание, предполагающее дальнейшую конкретизацию и соответствующий подбор вариантов решения (см. ниже метод проектов).
Принцип наглядности обучения и развитие теоретического мышления имеет особенно важное значение в отношении использования ПМС, поскольку программные системы учебного назначения являются средством обучения, основным назначением которых является совершенствование процесса обучения. С привлечением программных средств в учебный процесс наиболее сильной модернизации подверглись наглядные методы. Важность применения наглядных методов обучения отмечал еще В. Г. Белинский: наглядность - "самый необходимый и могущественный помощник при учении: она должна быть основанием детского развития" (Белинский В. Г. Рецензия на грамматику Половцева. -М., 1843). Проблемой применения наглядных методов обучения занимаются в течение многих лет в Институте средств обучения РАО (в прошлом НИИ ШОТСО АПН СССР). Было доказано (А. А. Грабецкий, Л. М. Зельманова, Т. С. Назарова, 19S8), что учебные модели должны быть изоморфны изучаемому явлению. "Изоморфизм и простота рассматриваются как отличительные признаки наглядности" (Л. М. Зельманова, 1984.- С. 6).
Ю. К. Бабанский отметил, что "природе развивающего обучения в большей мере соответствует динамическая наглядность" (1985.- С. Ш). Представление информации в динамике обеспечивают, кроме кино- и видеофильмов, информационные технологии. О преимуществах динамического изложения учебного материала с возможностью интерактивного вмешательства написано достаточно много в педагогической литературе по проблемам информатизации (А. А. Кузнецов, Э. И. Кузнецов, Е. С. Полат, И. В. Роберт и др). "... обеспечение интерактивного диалога, вариативность предлагаемых заданий позволяют учитывать индивидуальные особенности обучаемого, профессиональный уровень обучающего", - отмечала И. В. Роберт (1994.- С. 75).
Наглядность с помощью ПМС обеспечивается экранным представлением учебного материала. Т. О. Васильчикова (1991) выделяла три типа экранных фрагментов: информационные - излагают учебный материал; операционные - закрепляют полученную информацию через выполнение заданий; контролирующие - осуществляют проверку заданий, полученных из информационных и операционных фрагментов.
Использование наглядности для проведения учебного эксперимента обеспечивается не только специальными приборами, но и средствами информационных технологий - моделирующими и имитационными программами. Наибольшего внимания заслуживает метод моделирования, позволяющий проводить вычислительный эксперимент с помощью ЭВМ. "Только путем опыта можно сделать ... открытия" (Дж. Дьюи, 1916.- С. 108). Последовательное и систематическое применение вычислительного эксперимента в учебном процессе позволяет сблизить методологию учебной деятельности с методологией научно-исследовательской работы, дает возможность обучаемому освоить навыки исследовательской деятельности, развивает теоретическое мышление и приближает его к практике.
Вообще говоря, любая работа учащегося за компьютером (кроме программирования) будет наглядной, поскольку обычно программы учебного назначения отображают на экране изучаемую информацию. При программировании учащиеся также могут увидеть результат своей деятельности, но после запуска программы, то есть с отсрочкой по времени. Еще раз отметим, что программно-методические средства вносят принципиальные изменения в наглядные методы обучения за счет возможности изложения учебного материала в динамике при одновременной доступности интерактивной работы учащихся с системой.
Принцип систематичности и системности учитывается при использовании ПМС в двух аспектах; 1) этому принципу должна удовлетворять информационная часть программ, то есть изложение учебного материала в программно-методическом средстве; 2) внедрение программных средств в учебный процесс должно быть системным и систематичным, то есть использовать ПМС с учетом существующих межпредметньгх связей, с опорой на предшествующий опыт учащихся.
Особенности применения программно-методических средств в школьном курсе информатики
"Информатика - в настоящее время одна из фундаментальных областей научного знания, формирующая системно-информационный подход к анализу окружающего мира, изучающая информационные процессы, методы и средства получения, преобразования, передачи, хранения и использования информации, стремительно развивающаяся и постоянно расширяющаяся область практической деятельности человека, связанная с использованием информационных технологий" (Учебные стандарты, 1998).
Общеобразовательная область "Информатика" рассматривается в новом стандарте в двух аспектах. Первый аспект: системно-информационная картина мира, общие информационные закономерности строения и функционирования самоуправляемых систем. Второй аспект; методы и средства получения, обработки, передачи, хранения и использования информации, решения задач с помощью компьютера и других средств новых информационных технологий.
В стандартах были определены следующие педагогические функции образовательной области, связанной с информатикой:
1. Формирование основ научного мировоззрения. В данном случае формирование представлений об информации как одного из трех основополагающих понятий: вещества, энергии, информации, на основе которых строится современная научная картина мира.
2. Развитие мышления школьников. В современной психологии отмечается значительное влияние изучения информатики и использования компьютеров в обучении на развитие у школьников теоретического, творческого мышления, а также формирование нового типа мышления, так называемого операционного мышления, направленного на выбор оптимальных решений.
3. Подготовка школьников к практической деятельности, труду, продолжению образования. Реализация этой задачи связана с ведущей ролью обучения информатике в формировании компьютерной грамотности и информационной культуры школьников, навыков использования средств информационных технологий, важнейших компонентов подготовки к практической деятельности, жизни в информационном обществе.
Все педагогические функции можно реализовать за счет использования программных средств, но значимость ПМС будет при этом различной. Если формирование мировоззрения в соответствии с системно-информационной картиной мира можно осуществлять и без применения программных средств, то реализация алгоритмической линии, формирование навыков пользователя ЭВМ возможно только при использовании ПМС.
Педагоги называют разное дидактическое назначение использования программных средств в учебном процессе. И. В. Роберт (1994.-С. 16) указывает, что средства новых информационных технологий можно использовать как 1) средство обучения, 2) инструмент познания, 3) средство развития личности обучаемого, 4) объект изучения, 5) средство информационно-методического обеспечения и управления учебно-воспитательным процессом, 6) средство коммуникаций, 7) средство автоматизации процессов контроля, коррекции результатов учебной деятельности, тестирования и психодиагностики, 8) средство автоматизации процессов обработки результатов эксперимента и управления учебным оборудованием, 9) средство интеллектуального досуга. Е. И. Машбиц (1988.- С. 9) выделяет два направления компьютеризации обучения, при которых компьютер может быть либо объектом изучения, либо средством обучения.
Функциональное состояние программно-методических средств при использовании их в процессе обучения мы рассматриваем в трех аспектах: объект изучения - на уроках информатики;
средство обучения - для формирования навыков учебной и исследовательской деятельности учащихся при изучении общеобразовательных предметов;
средство развития учащихся - средство для развития творческого потенциала учащихся, формирования навыков экспериментально-исследовательской деятельности, реализации развивающего обучения.
На практике можно указать моменты, когда средство одновременно является объектом изучения (для ученика), средством обучения (для учителя) и средством развития учащихся (при соответствующей технологии обучения). На уроках информатики обычно ПМС является одновременно объектом изучения и средством обучения, но, чтобы ПМС можно было рассматривать как средство развития учащихся, необходимо создание проблемной ситуации или подбор специальных задач. Другими словами, с помощью программного средства в одно и тоже время учитель учит, воспитывает и (желательно) развивает учащихся, а ученик приобретает знания, умения, навыки, а также совершенствует свои психологические особенности: мышление, память, внимание и пр.
С введением курса информатики впервые в школьной практике средство обучения стало объектом изучения.. При рассмотрении проблемы использования ПМС в качестве объекта изучения нас интересует не деятельность учителя, а деятельность ученика на уроке. В дидактической литературе много внимания уделено методам преподавания, то есть деятельности учителя на уроке, методы учения описаны намного слабее. Интересной в этой связи представляется идея М. И. Махмутова, который за основу классификации методов обучения (то есть взаимосвязанной деятельности учителя и ученика) взял "уровень эффективности учения" наряду с "уровнем проблемности" и предложил различать следующие пять бинарных методов обучения (1975.- С. 312): информационно-сообщающий и исполнительский; объяснительный и репродуктивный; инструктивно-практический и продуктивно-практический; объяснительно-побуждающий и частично-поисковый; побуждающий и поисковый.
Рассмотрим подробнее методы учения и их возможности при использовании ПМС в качестве объекта изучения. Прежде всего надо отметить, что так же, как и методы преподавания все методы учения найдут применение в процессе использования ПМС. Так, исполнительский метод учения предполагает "заучивание учащимся фактов и выводов без критического их анализа и осмысления" (М. И. Махмутов, 1975.- С. 312). Такая деятельность ученика на уроке, критикуемая в современной педагогической литературе, необходима, например, для запоминания операторов программирования, или заучивания некоторых часто используемых команд системы. Вообще говоря, в профессиональной деятельности каждому человеку будут необходимы не только (и не столько) навыки исследовательской, творческой деятельности, как умения выполнять рутинную однообразную работу. Поэтому мы считаем, что развитие творческих способностей - это лишь одно направление процесса обучения, не менее важно прививать учащимся такие навыки, как точность, аккуратность; черты характера - исполнительность, педантичность, умение доводить начатое дело до конца, то есть навыки исполнительской деятельности. Психологи считают, что "рутина -это необходимое условие проникновения в предметное содержание деятельности, условие овладения им. Наградою за это может быть свободный творческий акт" (В. П. Зинченко, Е. Е. Моргунов, 1994.-С. 31).
Анализ современной литературы по проблематике исследования показал, что формированию исполнительских навыков не уделяется достаточного внимания при использовании средств информационных технологий, а между тем компьютер в основе своей - это средство, способствующее формированию репродуктивных навыков.
Похожие диссертации на Теоретические и технологические основы обеспечения учебного процесса программно-методическими средствами (На примере общеобразовательной области "Информатика")
