Введение к работе
Актуальность темы исследования
Активизация познавательной деятельности обучающихся является одним из самых приоритетных направлений модернизации современного российского образования. Сближение познавательной и учебной деятельности обучающихся идет по линии использования исследовательских методов обучения. Применяя алгоритм научного поиска, обучающиеся самостоятельно на основе выделенных противоречий изучаемого предмета или явления, формируют проблему, предлагают несколько вариантов ее решения, составляя гипотезы, привлекают методы исследования, обрабатывают результаты, делают выводы и обобщения. В итоге учащиеся овладевают глубокими и прочными знаниями, т. к. в активе их учебной деятельности лежит познавательный интерес.
Для реализации исследовательского подхода к обучению учащимся необхо
димо овладеть исследовательскими умениями. Мысль о вовлечении обучающихся
в самостоятельную познавательную деятельность на основе исследовательских
умений просматривается в трудах многих зарубежных и отечественных ученых. К
идее обучения живому познанию действительности через соприкосновение с ок
ружающим миром обращались в XVII-XIX веках И. Ф. Гербарт, А. Дистервег,
Я. А. Коменский, И. Г. Песталоцци, Ж.-Ж. Руссо, К. Д. Ушинский. В XX веке про
исходит активное развитие идей исследовательского обучения (К. К. Вентцель,
О. Декроли, Д. Дьюи, Б. Н. Жаворонков, П. Кергомар, Г. Кершенштейнер,
У. Киллпатрик, В. Лай, А. Н. Леонтьев, Э. Мейман, М. Монтессори, Э. Паркхерст,
И. Ф. Свадковский, Э. Торндайк, С. Френе, и др.). В XXI веке российские ученые
(И. А. Загвязинский, А. С. Обухов, А. Н. Поддъяков, А. И. Савенков,
П. В. Середенко, Н. Б. Шумакова и др.) посвящают свои труды проблеме применения исследовательских методов в современном образовании.
Результаты их исследований свидетельствуют о том, что исследовательские умения имеют не только учебное, но и воспитывающее, развивающее значение. Процесс приобретения знаний учащимися при исследовательском обучении становится движущей силой развития интеллекта и важным фактором воспитания нестандартно мыслящей, творческой личности, поскольку позволяет развить познавательную активность, способность находить решения в самых сложных условиях. Одновременно с формированием и развитием исследовательских умений совершенствуются и умения отстаивать, аргументировать свою точку зрения, делать выводы, обобщать и синтезировать знания. Эти умения не возникают сами собой -их необходимо формировать и развивать в ходе выполнения специально подобранных заданий и тренингов.
Огромное влияние на формирование умений, необходимых исследователю может оказать компьютер как универсальное устройство для работы с информацией. Обучая студентов теоретико-методическим основам исследовательской деятельности, формируя у них соответствующие умения, необходимо вооружить их современными средствами сбора и обработки информации, научить эффективно ими пользоваться.
В российской дидактике в последнее время стали исследоваться отдельные проблемы компьютеризации обучения в условиях реализации личностно-гуманитарной парадигмы: общение с компьютером, диалог в обучающей системе
(В. В. Андриевская, Ю. Д. Бабаева, А. Е. Войскунский, Е. Ю. Комиссарова, Е. И. Маштбиц, В. М. Монахов и др.); психологические аспекты применения компьютера в процессе обучения (Л. П. Гурьева, А. В. Петровский, О. К. Тихомиров и др.); место и роль информационных средств в системе обучения (Б. С. Гершунский, В. В. Гура, Е. Н. Шиянов и др.).
Несмотря на то, что проблеме творческой самореализации, развитию творческого потенциала личности с использованием компьютерных технологий в последнее время посвящается немало внимания, образовательные возможности новых компьютерных технологий как средства создания информационно насыщенной, личностно развивающей среды, раскрывающей творческий потенциал личности старшеклассников, разработаны еще недостаточно хорошо. Некоторые аспекты рассматриваемой проблемы остались вне поля зрения исследователей. Так важными педагогическими проблемами остаются: формирование познавательного интереса в процессе обучения старшеклассников (в условиях средней общеобразовательной школы, учреждений НПО и СПО) и использование компьютерных технологий в формировании исследовательских умений.
Анализ психолого-педагогической и методической литературы позволил выделить существующие противоречия в исследуемой области:
между потребностью общества в специалистах среднего звена, обладающих исследовательской компетенцией, ориентированных на творческое применение полученных знаний и практических умений в избранной сфере деятельности и реальным уровнем подготовки выпускников НПО и СПО, способных, в основном, только к репродуктивным способам действий;
между декларативными заявлениями о необходимости развития исследовательских умений у студентов и отсутствием организационно-педагогических условий, обеспечивающих решение данной проблемы в учреждениях профессионального образования;
между современными тенденциями развития компьютерных технологий в обучении и использованием компьютерных методик, дублирующих традиционные методы обучения.
Объективная потребность в специалистах среднего звена, обладающих способностью к осуществлению продуктивной деятельности в сфере производственных отношений, совершенствованию своего общеобразовательного уровня и профессиональной подготовки на основе владения исследовательскими умениями, предопределили выбор темы нашего исследования, проблема которого сформулирована следующим образом: каковы педагогические условия и технология формирования исследовательских умений у студентов профессионально-технического колледжа на занятиях по информатике. Решение этой проблемы составляет цель исследования.
Объект исследования - формирование исследовательских умений у студентов профессионально-технического колледжа.
Предмет исследования - процесс формирования исследовательских умений у студентов колледжа на занятиях по информатике.
Задачи исследования: 1. Выявить теоретические основы формирования исследовательских умений у
студентов профессионально-технического колледжа на занятиях по информатике.
Разработать методику диагностики уровней сформированности исследовательских умений у студентов колледжа.
Выявить основные факторы, принципы и психолого-педагогические условия формирования исследовательских умений у студентов профессионально-технического колледжа на занятиях по информатике.
Создать и экспериментально проверить педагогическую технологию формирования исследовательских умений у студентов профессионально-технического колледжа на занятиях по информатике.
Разработать методические рекомендации для преподавателей колледжа по организации учебно-исследовательской деятельности студентов с применением компьютерных технологий.
Гипотеза исследования основана на предположении о том, что применение компьютерных технологий в процессе обучения студентов колледжа информатике будет активно влиять на формирование у них следующих исследовательских умений:
Получение информации: умение оперативно находить информацию в различных источниках; умения наблюдать, моделировать реальные ситуации и проводить виртуальные эксперименты.
Обработка информации: умения определять и классифицировать понятия; умения видеть различные подходы к решению проблемы, анализировать имеющийся материал, делать выводы и умозаключения.
Представление информации: умения структурировать материал и представлять его в удобном виде, готовить и оформлять тексты собственных докладов; умения интерпретировать результаты, защищать идеи и выводы своих исследовательских работ.
При этом необходимо обеспечить выполнение условий, которые могут быть дифференцированы следующим образом:
1. Условия, связанные с содержанием, формами организации и методами
учебной деятельности в колледже:
обучение будущих специалистов умениям планирования и проведения учебных и научных исследований на основе компьютерных технологий;
осуществление мониторинга учебно-исследовательской деятельности студентов колледжа.
2. Условия, связанные с деятельностью педагогов колледжа:
обеспечение педагогического сопровождения исследовательской работы студентов колледжа на основе методологии научного познания;
технологизация процесса формирования исследовательских умений у студентов колледжа на занятиях по информатике.
3. Условия, связанные с личностными особенностями студентов колледжа:
- внутренняя убежденность студентов в необходимости овладения исследова
тельскими умениями в качестве основного элемента исследовательской компе
тенции специалиста среднего звена.
Методология исследования базируется на культурно-исторической концепции Л. С. Выготского о социально-природной сущности человека о культур-
но-исторической обусловленности процесса формирования психики и важнейших положениях философской и педагогической антропологии: о деятельностной и творческой сущности человека, целостности его личности, учении о человеке как субъекте, личности, индивидуальности. Исследование опирается на личностный, деятельностный, системно-целевой, аксиологический, компетентностный подходы, основные идеи теории управления и профессионализма.
Теоретическую базу исследования составляют труды ведущих ученых по дидактике (С. И. Архангельский, Ю. К. Бабанский, В. П. Беспалько, П. И. Пидка-систый, Е. Н. Землянская и др.); теоретические разработки в области компьютеризации образования (А. А. Андреев, Б. С. Гершунский, А. Г. Гейн, В. В. Гузеев, А. П. Ершов, В. П. Зинченко, М. П. Лапчик, Е. И. Маштбиц, В.М. Монахов, А. В. Осин, С. Пайперт, Е.С. Полат, Н. Ф. Талызина, О. К. Тихомиров, В. П. Тихомиров, А. В. Хуторской и др.); исследования преимуществ компьютерных технологий в интенсификации и активизации обучения (М. М.Буняев, Я. А. Ваграменко, Г. А. Козлова, И. И. Мархель, М. В. Меламуд, Ю. О. Овакимян, М. Ф. Поснова, А. Я. Савельев и др.); общая характеристика исследовательской деятельности как специфического способа учения, спроектированного в соответствии с моделью научного исследования, (В. И. Андреев, И. Я. Лернер, Н. Ю. Посталюк, М. Н. Скаткин, В. А. Сластенин, А. В. Хуторской и др.); изучению учебно-исследовательской деятельности (В. В. Арнаутов, А. В. Былков, Л. К. Гребенкина, Н. Г. Григорьева, Л. А. Додонова, Э. Ф. Зеер, Л. Н. Куликова, А. И. Савенков, П. В. Середенко, Е. Л. Федотова, Е. Н. Шиянов и др.).
Существенное значение для диссертационного исследования имело изучение нормативно-правовой базы развития образования: Закона РФ «Об образовании», Национальной доктрины образования, Федеральной программы развития образования, Рекомендаций по информатизации образовательного процесса в системе образования и др.
Методы исследования: наблюдение, беседа, тестирование, анкетирование, опрос, анализ, праксиметрические методики. Обработка эмпирических данных осуществлялась с использованием методов математической статистики.
Экспериментальной базой исследования явились группы первого и второго курсов начального и среднего профессионального образования ГОУ СПО «Сахалинский государственный колледж бизнеса и информатики». Всего в эксперименте приняли участие сто шестьдесят три студента.
Исследование выполнялись в несколько этапов:
На первом, констатирующем этапе (2007 - 2008 гг.) изучалось состояние проблемы, разрабатывался понятийно-терминологический аппарат, происходило обобщение педагогического опыта по использованию информационных компьютерных технологий в исследовательской деятельности студентов, изучение и систематизация программного обеспечения и учебных компьютерных программ, произведена диагностика исследовательских умений, степени сформированности дивергентного и конвергентного мышления, поисковой активности, выявлены затруднения и противоречия в практике формирования исследовательских умений у студентов, определены особенности самостоятельной исследовательской деятельности студентов на уроках-исследованиях с применением компьютерной техники.
На втором, формирующем этапе (2008 - 2009 гг.) осуществлялось выявление
дидактических и методических условий применения компьютеров для повышения эффективности проведения учебно-исследовательских работ на занятиях, разрабатывалась, экспериментально проверялась и обосновывалась технология формирования исследовательских умений у студентов колледжа на занятиях по информатике, был организован и проведен формирующий эксперимент в естественных условиях учебного процесса, была проведена апробация результатов диагностики и технологий используемых для формирования исследовательских умений у студентов колледжа, проведена оценка и корректировка разработанной технологии формирования исследовательских умений у студентов на основе компьютерных технологий по результатам педагогического эксперимента.
На третьем, итоговом этапе (2009 - 2010 гг.) проверялись результаты, полученные при проведении формирующего эксперимента. В ходе опытной работы была доказана эффективность экспериментально проверенной технологии. Проводились систематизация и обработка данных, осуществлялась коррекция и формулировка выводов, их апробация и внедрение, оформление диссертационной работы.
В диссертации обобщен практический опыт автора, накопленный за 18 лет работы в общеобразовательной школе и колледже в качестве преподавателя.
Научная новизна исследования:
Выявлены основные подходы к формированию исследовательских умений, базирующиеся на современных педагогических технологиях: фрагментарное использование частично-поисковых и исследовательских методов обучения; предметно-адаптированное исследовательское обучение на базе применения учебно-исследовательских методов при изучении определенных предметов; интегратив-ные подходы к реализации исследовательского обучения.
Определены перечень и содержание исследовательских умений студентов профессионально-технического колледжа, дано их описание. К исследовательским умениям относятся:
а) получение информации: умение оперативно находить информацию в раз
личных источниках; умения наблюдать, моделировать реальные ситуации и про
водить виртуальные эксперименты;
б) обработка информации: умения определять и классифицировать понятия;
умения видеть различные подходы к решению проблемы, анализировать имею
щийся материал, делать выводы и умозаключения;
в) представление информации: умения структурировать материал и пред
ставлять его в удобном виде, готовить и оформлять тексты собственных докладов;
умения интерпретировать результаты, защищать идеи и выводы своих исследова
тельских работ.
Разработаны критерии, уровни и методики диагностики сформированности метаучебных и специальных исследовательских умений у студентов.
Создана педагогическая технология формирования исследовательских умений у студентов профессионально-технического колледжа на занятиях по информатике. Она действует на основе гуманных отношений участников учебного взаимодействия с окружающим миром, служит способом реализации исследовательского обучения, подразумевает преимущественное использование компьютерной техники и компьютерной информационной среды. Под технологией формирова-
ния исследовательских умений у студентов профессионально-технического колледжа на занятиях по информатике понимается интеграция цели, содержания, средств их реализации, диагностики, операционных действий и взаимодействия студента и преподавателя. Структурные компоненты технологии формирования исследовательских умений у студентов колледжа на занятиях по информатике представлены следующим рядом ее характеристик: целевой, содержательный, процессуальный, диагностический.
5. Формирование исследовательских умений у студентов колледжа определяется следующими факторами:
внешние факторы:
перестройка экономической и политической структуры российского общества;
объективная необходимость решения проблем образования в русле Болонского соглашения;
компьютеризация различных сфер деятельности;
внутренние факторы:
возрастные особенности юношеского возраста (социальное самоопределение молодого человека и формирование у него духовных качеств, проявление тяги к теоретическим и мировоззренческим проблемам, возрастание концентрации внимания и объема памяти, формирование абстрактно-логического мышления);
наличие творческих способностей у студентов;
осознание студента себя как будущего профессионала, что способствует активизации его саморазвития.
В качестве принципов формирования исследовательских умений у студентов колледжа выступают: системность, сознательность и активность, наглядность, доступность, сочетание продуктивных и репродуктивных методов обучения, ориентация на познавательные интересы студента, освоение знаний в единстве со способами их получения, самостоятельный поиск информации.
Наиболее важными психолого-педагогическими условиями, определяющими и обеспечивающими формирование исследовательских умений, являются:
а) условия, связанные с содержанием, формами организации и методами
учебной деятельности в колледже:
обучение будущих специалистов умениям планирования и проведения учебных и научных исследований на основе компьютерных технологий;
осуществление мониторинга учебно-исследовательской деятельности студентов колледжа;
б) условия, связанные с деятельностью педагогов колледжа:
обеспечение педагогического сопровождения исследовательской работы студентов колледжа на основе методологии научного познания;
технологизация процесса формирования исследовательских умений у студентов колледжа на занятиях по информатике;
в) условия, связанные с личностными особенностями студентов колледжа:
- внутренняя убежденность студентов в необходимости овладения исследова
тельскими умениями в качестве основного элемента исследовательской компе
тенции специалиста среднего звена.
6. Разработаны методические рекомендации преподавателям колледжа, направленные на формирование исследовательских умений у студентов на занятиях по информатике в процессе реализации созданной технологии. Теоретическая значимость исследования:
разработано смысловое поле понятия «исследовательская компетенция» и дано его авторское определение. Исследовательская компетенция - это совокупность знаний в определенной области, наличие исследовательских умений и наличие способности применять эти знания и умения в конкретной деятельности. Исследовательская компетенция является составной частью профессиональной компетенции и обеспечивает ее эффективность. Формирование исследовательской компетенции требует создания определенных учебных ситуаций, которые могут быть реализованы в специальных учебных средах, в том числе, и с привлечением современных компьютерных технологий;
выявлена возможность применения компьютерных технологий для формирования исследовательских умений у студентов в соответствии с их индивидуальными особенностями. Эффективность процесса формирования исследовательских умений у студентов зависит от педагогического сопровождения и наличия достаточного набора программных средств;
3) определены дидактические возможности использования компьютерных
технологий в процессе обучения информатике: для формирования исследователь
ских умений, для решения задач исследовательского характера, для организации
учебно-исследовательской работы студентов и управлением этой деятельностью.
Практическая значимость исследования заключается в:
создании технологии формирования исследовательских умений у студентов колледжа с использованием компьютерных средств в процессе обучения информатике;
разработке методических рекомендаций для преподавателей колледжа по организации учебно-исследовательской деятельности студентов с применением компьютерных технологий на уроках информатики;
определении критериев и уровней диагностики сформированности исследовательских умений у студентов колледжа;
выявлении возможностей применения материалов исследования и вытекающих из него выводов и рекомендаций в процессе формирования исследовательских умений у студентов колледжа и организации их учебно-исследовательской деятельности в рамках различных дисциплин.
Достоверность и надежность полученных в ходе исследования данных определяется опорой на фундаментальные труды ученых, утверждающие ценность исследовательской деятельности педагогов и обучающихся. Комплексная методика исследования адекватна его задачам, логике проверки гипотезы, теоретическим предпосылкам исследования, обосновывается результатами экспериментальной работы с применением методов математической статистики при обработке экспериментальных данных исследования.
Положения, выносимые на защиту:
1. Процесс формирования исследовательских умений у студентов профессионально-технического колледжа на занятиях по информатике представляет собой предметно-адаптированное исследовательское обучение, выстроенное на базе спе-
цифики применения компьютерных программ: компьютерные обучающие программы (компьютерные учебники, тренажеры, лабораторные практикумы, контролирующие программы), обучающие системы на базе мультимедийных технологий, экспертные системы, содержащие формализованные и экспертные знания в предметных областях и сфере обучения, базы данных, электронные библиотеки, средства телекоммуникации (электронная почта, телеконференции, локальные и региональные сети связи, сети обмена данными и т. д.). Наиболее эффективными для этого вида работы являются специально разработанные упражнения и учебные игры; создание баз знаний, словарей, мини-энциклопедий; создание обучающей мультимедийной презентации, электронных «учебников» и др.
2. Из всего разнообразия элементарных и сложных исследовательских умений выделяются основные группы:
а) получение информации: умение оперативно находить информацию в раз
личных источниках; умения наблюдать, моделировать реальные ситуации и про
водить виртуальные эксперименты;
б) обработка информации: умения определять и классифицировать понятия;
умения видеть различные подходы к решению проблемы, анализировать имею
щийся материал, делать выводы и умозаключения;
в) представление информации: умения структурировать материал и пред
ставлять его в удобном виде, готовить и оформлять тексты собственных докладов;
умения интерпретировать результаты, защищать идеи и выводы своих исследова
тельских работ.
Перечисленные умения рассматриваются как возможность реализации совокупности операций по осуществлению интеллектуальных и эмпирических действий, как элементарные умения, которые ложатся в основу более сложных исследовательских умений. Формирование исследовательских умений целесообразно осуществлять по трем направлениям: через систему упражнений, через проведение учебных исследований, через публичную презентацию учебно-исследовательских работ. При этом необходимо обеспечить педагогическое сопровождение учебного процесса, согласовывать задачи с индивидуальными возможностями и пользовательскими умениями студентов, иметь достаточный набор программных средств реализации исследовательской деятельности. Применение современных компьютерных технологий активно способствует развитию познавательного интереса и формированию необходимых исследователю умений.
3. В число основных факторов формирования исследовательских умений у студентов колледжа на занятиях по информатике входят: внешние факторы:
перестройка экономической и политической структуры российского общества;
объективная необходимость решения проблем образования в русле Болонского соглашения;
компьютеризация различных сфер деятельности;
внутренние факторы:
- возрастные особенности юношеского возраста (социальное самоопределение
молодого человека и формирование у него духовных качеств, проявление тяги
к теоретическим и мировоззренческим проблемам, возрастание концентрации
внимания и объема памяти, формирование абстрактно-логического мышления);
наличие творческих способностей у студентов;
осознание студента себя как будущего профессионала, что способствует активизации его саморазвития.
В качестве принципов формирования исследовательских умений у студентов колледжа на занятиях по информатике следует рассматривать: системность, сознательность и активность, наглядность, доступность, сочетание продуктивных и репродуктивных методов обучения, ориентация на познавательные интересы студента, освоение знаний в единстве со способами их получения, самостоятельный поиск информации.
К числу важнейших педагогических условий формирования исследовательских умений у студентов колледжа на занятиях по информатике относятся:
а) условия, связанные с содержанием, формами организации и методами
учебной деятельности в колледже:
обучение будущих специалистов умениям планирования и проведения учебных и научных исследований на основе компьютерных технологий;
осуществление мониторинга учебно-исследовательской деятельности студентов колледжа;
б) условия, связанные с деятельностью педагогов колледжа:
обеспечение педагогического сопровождения исследовательской работы студентов колледжа на основе методологии научного познания;
технологизация процесса формирования исследовательских умений у студентов колледжа на занятиях по информатике;
в) условия, связанные с личностными особенностями студентов колледжа:
- внутренняя убежденность студентов в необходимости овладения исследова
тельскими умениями в качестве основного элемента исследовательской компе
тенции специалиста среднего звена.
Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялась в форме 10 публикаций и путем неоднократного обсуждения в учреждениях профессионального и общего образования города Южно-Сахалинска, на областных педагогических чтениях (Южно-Сахалинск, 2009 г.), на областных курсах повышения квалификации работников образования (Южно-Сахалинск, 2009 г.); II Региональной научно-практической конференции «Исследовательское обучение: проблемы и перспективы» (Южно-Сахалинск, 2010 г.); на региональных курсах повышения квалификации работников образования (Владивосток, 2010 г.); областных и городских заседаниях методических объединений преподавателей математики и информатики (Южно-Сахалинск, 2009, 2010 гг.); на заседаниях и при проведении «круглого стола» кафедры теории и методики обучения и воспитания при СахГУ (2008 - 2011 гг.).
Результаты исследования прошли апробацию и внедрены в учебный процесс ГОУ СПО «Сахалинский государственный колледж бизнеса и информатики», ГБОУ НПО Сахалинской области «Профессиональный лицей №2», ФГОУ СПО «Южно-Сахалинский промышленно-экономический техникум». Отдельные наработки использовались при организации занятий по другим учебным дисциплинам.
Основные идеи исследования реализовывались автором на курсах по повышению квалификации учителей школ города Южно-Сахалинска, в работе Сахалинского института развития образования, направленной на инновационную деятельность.
Структура диссертации: диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы из 238 наименований и приложений, в которых представлены материалы эмпирического исследования, материалы для экспертной оценки.
