Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретико-методологические основы использования инновационных учебно- воспитательных материалов в структуре компьютерной дидактики 15
1.1. Периодизация в развитии технологической составляющей инновационной компьютерной дидактики 15
1.2. Принципы построения и типология учебно-воспитательных ресурсов инновационной компьютерной дидактики 19
1.3. Идентификация учебно-воспитательных ресурсов ИКД на основе их структурно-функциональных различий 32
1.4. Процедурная и рекурсивная модели создания электронных образовательных ресурсов инновационной компьютерной дидактики 36
Выводы по первой главе 55
Глава 2. Дидактические условия конструирования электронных учебно-воспитательных материалов для применения в профессиональной деятельности педагогов 57
2.1. Инструментальные оболочки ИКД в структуре учебной и воспитательной работы педагога 57
2.2. Технология применения инструментальных оболочек ИКД в профессиональной деятельности педагогов 80
2.3. Импликационная модель применения учебных ресурсов ИКД в профессиональной деятельности педагога 115
2.4. Модель генерации новых типов электронных ресурсов инновационной компьютерной дидактики 130
Выводы по второй главе 134
Глава 3. Экспериментальная работа по внедрению электронных учебно-воспитательных материалов в профессиональную деятельность педагогов 137
3.1. Формы организации экспериментальной работы и способы проверки эффективности использования в педагогической деятельности педагогов электронных учебно-воспитательных материалов 137
3.2. Этапы экспериментальной работы по выявлению уровня применения электронных учебно-воспитательных материалов в педагогической деятельности педагогов 141
Выводы по третьей главе 170
Заключение 174
Список использованной литературы 179
- Принципы построения и типология учебно-воспитательных ресурсов инновационной компьютерной дидактики
- Инструментальные оболочки ИКД в структуре учебной и воспитательной работы педагога
- Импликационная модель применения учебных ресурсов ИКД в профессиональной деятельности педагога
- Этапы экспериментальной работы по выявлению уровня применения электронных учебно-воспитательных материалов в педагогической деятельности педагогов
Введение к работе
Актуальность исследования. Многолетнее перманентное реформирование системы образования не утрачивают актуальности проблемы её информатизации. Последнее десятилетие они остаются в центре внимания, как на государственном уровне, так и в среде педагогической общественности. Так, вопросы ИКТ-компетентности педагогов включены во все структурные составляющие Профессионального стандарта педагога (утверждён приказом Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации от 18 октября 2013 г. N 544н, введён с 2015 года). В сфере педагогических наук также большое внимание уделяется вопросам использования новых информационных технологий в образовательном процессе, формирования профессиональной компетентности педагогов с учетом тенденций развития педагогической теории и практики. Существенный вклад в этот процесс внесли труды ученых, заложивших основы теории компьютерного обучения: А.Г. Асмолова, В.П. Беспалько, С.А. Бешенкова Т.Г. Везирова, Д.Б. Богоявленской, Н.В. Кузнецовой, Я.А. Ваграменко, Ю.М. Горвица, К.К. Колина, В.В. Лаптева, М.П. Лапчика, Е.И. Машбица, Е.С. Полат, В.М. Полонского, И.В. Роберт, Э.Г. Скибицкого, Б.Е. Стариченко, А.В. Хуторского и др. Исследования В.Я. Барышникова, Е.П. Белозерцева, Л.В. Загрековой, Л.И. Новиковой и др. посвящены вопросам моделирования информационно-педагогической среды, адекватной современной парадигме образования. Ряд работ посвящен анализу системы подготовки специалистов в электронной образовательной среде (А.А. Андреев, И.Г.Захарова, С.В. Зенкина, И.Н. Розина, Е.С. Полат, Э.Г. Скибицкий, В.И. Солдаткин, В.А. Толкачев и др.).
Внедрение новых информационных технологий в образование вызвало изменения в методике преподавания многих дисциплин, что привело к становлению новой системы обучения со своей специфической теоретико-методической основой – компьютерной дидактики (А.В. Соловов, И.Н. Фролов, М.А. Чошанов, В.А. Поздняков, В.В. Шлык, А. Латкин). Под компьютерной дидактикой понимается область современной дидактики, исследующая законы, закономерности, принципы электронного обучения и создающая средства, применяемые с целью как очного, так и дистанционного приобретения педагогических компетенций. В такой дидактике учитель становится, своего рода, аналитиком и менеджером информационных ресурсов, разработчиком и конструктором учебных курсов с использованием интерактивных мультимедийных инструментов.
Проблематика исследований последних лет свидетельствует о том, что в приоритетными становятся также проблемы инновационной педагогической деятельности, в частности, в сфере создания и применения новых средств и технологий обучения с компьютерной поддержкой, что вызвано общими процессами диверсификации экономики и социальной сферы. Поэтому можно констатировать, что в теории и методике компьютерного обучения (компьютерной дидактике) оформилось направление, связанное с созданием новых средств обучения на основе теоретического осмысления и практического использования обучающего потенциала компьютера – инновационная компьютерная дидактика (ИКД).
Предмет инновационной компьютерной дидактики составляют теоретиче-
ское обоснование новых моделей средств обучения и их практическая реализация с применением современных программных сред. При этом приоритетно самостоятельное создание педагогами целостных систем электронных средств обучения, интегрирующих образовательные контенты в рамках учебных тем и разделов.
Однако, эволюционный процесс в любой сфере (науке, производстве, общественных отношениях) обычно, наряду с прогрессивными результатами, неизбежно приносит и негативные последствия. Эта закономерность проявилась в последние годы и в сфере образования, на что прямо указывается в концепции Профессионального стандарта педагога, где отмечается, что «существующие громоздкие квалификационные характеристики и должностные инструкции, сковывающие инициативу учителя, обременяющие его формальными требованиями и дополнительными функциональными обязанностями, отвлекающими от непосредственной работы с детьми, не отвечают духу времени». В результате таких преобразований из педагогической профессии уходит свойственная её природе творческая составляющая, поскольку начинает доминировать сугубо исполнительская деятельность. Поэтому в Стандарте педагога указано: «Труд педагога должен быть избавлен от мелочной регламентации, освобожден от тотального контроля». Далее следует вывод о необходимости «раскрепостить педагога, дать новый импульс его развитию», что «невозможно без расширения пространства педагогического творчества». Поэтому можно утверждать о наличии противоречий между:
– потребностью государства в подготовке педагогов, обладающих широким спектром профессиональных компетенций, позволяющих ему успешно реализовать свои знания и творческие способности в условиях информатизации образовательного процесса, и доминированием ориентации преимущественно на исполнение педагогами нормативных требований и регламентирующих инструкций, что не способствует проявлению личной инициативы и сужает возможности творческой деятельности педагогов;
– необходимостью реальной интеграции профессиональной деятельности педагогов и процесса перманентного совершенствования их подготовки в сфере новых информационных технологий, в частности, в области инновационной компьютерной дидактики и недостаточной разработанностью научно-методических подходов к модернизации и обновлению педагогами персонального арсенала средств компьютерной поддержки образовательного процесса;
– значительным учебно-воспитательным потенциалом информационно-методической среды инновационной компьютерной дидактики и его недостаточным использованием в педагогической практике, ограничивающемся рамками нескольких кафедр и инициативными коллективами педагогов;
– постоянно растущим набором электронных учебно-воспитательных материалов и отсутствием их обобщения и систематизации, что сдерживает процесс их продвижения в сферу профессиональной деятельности педагогов.
Эти противоречия определили проблему исследования, заключающуюся в вопросе: каким образом можно конструировать учебно-воспитательные материалы различными структурами и дидактическими свойствами, чтобы обеспечить условия для творческой деятельности педагогов на основе типологии материалов и моделей их применения и создания в современных программных
средах.
Необходимость разрешения противоречий и отсутствие теоретической разработанности проблемы послужили основанием для определения темы исследования: «Конструирование электронных учебно-воспитательных материалов для применения в профессиональной деятельности педагогов».
Цель исследования - теоретически обосновать и экспериментально апробировать процесс внедрения электронных учебно-воспитательных материалов в профессиональной деятельности педагогов.
Объект исследования - использование потенциала электронных ресурсов как средства учебно-воспитательной деятельности педагога.
Предмет исследования - процесс конструирования электронных учебно-воспитательных материалов для применения в профессиональной деятельности педагогов.
Гипотеза исследования. Конструирование и применение электронных учебно-воспитательных материалов в профессиональной деятельности педагогов будут эффективны, если:
- конструирование будет базироваться на использовании типологии этих
электронных ресурсов, основанной на дидактических задачах с учетом дидакти
ческих функций программных составляющих ресурсов;
проектирование электронных учебно-воспитательных материалов и моделей их применения будет опираться на концептуальные положения современных педагогических подходов: компетентностного, деятельностного, личностно-ориентированного, герменевтического, системно-структурного;
конструирование электронного образовательного ресурса как одного из основных типов ресурсов ИКД будет соответствовать требованиям ФГОС и включать модули: структурированной научной теории, интерактивных учебных технологий, программно-коммуникативного инструментария, выводящего обучающегося в образовательное пространство глобальной компьютерной сети;
методическим ориентиром для применения учебно-воспитательных ресурсов ИКД в профессиональной деятельности педагогов будет служить модель, подчиняющая выбор типов используемых ресурсов ИКД актуальной учебной задаче и оформленная с использованием логической бинарной связки «задача тип ресурса»;
в создании новых типов учебно-воспитательных ресурсов ИКД будут использованы свойства программной среды HTML, обеспечивающие возможность модификации обучающего контента как с помощью интернет-конструктора учебных технологий, так и посредством изменений в их программных составляющих, обеспечивая при этом прогнозируемость свойств создаваемых учебных приложений и расширение сфер их применения.
Для достижения цели исследования были сформулированы задачи, определившие его границы.
1. Выявить общность дидактических функций и решаемых в образовательном процессе задач, разработать их типологию и наметить пути её применения для дальнейшего применения средств компьютерной дидактики в педагогической практике.
-
Исследовать структуры и специфику программных компонентов инструментальных оболочек как средств интеграционного представления системных типов учебно-воспитательных ресурсов ИКД.
-
Сконструировать структурную модель современного типа электронных образовательных ресурсов, соответствующую требованиям ФГОС нового поколения, отражающую специфику ранее созданных моделей инновационной дидактики и определяющую построение содержания, выбор методов и интерактивных технологий обучения и апробировать ее с выявлением экспертной оценки ее эффективности.
-
Создать дидактические условия для применения в профессиональной деятельности педагогов учебно-воспитательных ресурсов ИКД различных типов.
Методологическую основу исследования составили: методологические принципы педагогического исследования (Н.И. Загузов, В.В. Краевский, Г.М. Га-джиев, М.Н. Скаткин); общие принципы дидактики и системно-структурный подход в педагогических исследованиях (В.И. Загвязинский, И.В. Кузьмина, Х.А. Алижанова); исследования в области методологии, теории и практики информатизации общего и профессионального образования (А.А. Андреев, С.А. Бешенков, С.Т. Тучалаев, Ю.С. Брановский, Я.А. Ваграменко, А.П. Ершов, А.М. Коротков, А.А. Кузнецов, В.В. Лаптев, М.П. Лапчик, Е.С. Полат, И.В. Роберт, И.Г. Сема-кин); концепция личностно-ориентированного подхода (Ш.А. Амонашвили, Е.В. Бондаревская, В.В. Сериков, В.И. Слободчиков, И.С. Якиманская).
Теоретические основания исследования включают труды: в области методики информатизации образования (И.Н. Антипов, В.П. Беспалько, И.М. Бобко, Д.Б. Богоявленская, А.П. Ершов, К.К. Колин, Э.И. Кузнецов, Е.И. Машбиц, Э.Г. Скибитский), интенсификации учебно-воспитательного процесса (Д.М. Маллаев, Л.В. Занков, М.И. Махмутов), педагогического проектирования (В.И. Бедерхано-ва, А.А. Остапенко), проектирования систем компьютерной поддержки обучения (А.И. Архипова, Т.Г. Везиров, А.А. Вербицкий, Н.А. Галатенко, В.К. Дьяченко, И.И. Ильясов, Т.Л. Шапошникова); концептуальных основ создания виртуальной среды знаний (А.А. Андреев, А.А. Ахаян, В.И. Солдаткин, В.А. Трайнев и др.); концепции инновационного развития образования (С.Г. Борисова, А.Н. Нюдюр-магомедов, Э.Д. Днепров, В.П. Ларина, В.Н. Максимова, Н.Д. Никандров, С.Д. Поляков, В.И. Слободчиков и др.); конструирования технологий инновационной компьютерной дидактики (А.И. Архипова, С.П. Грушевский, Р.И. Золотарев, Д.В. Иус и др.).
Из теоретических методов исследования применялись: анализ и синтез
научных подходов к проблемам конструирования учебных материалов, ретро
спективный анализ используемых в обучении средств компьютерной поддержки
обучения, анализ личного педагогического опыта, моделирование технологий и
объектов исследования. Эмпирические методы: изучение литературы, документов
и результатов профессиональной деятельности педагогов; опросно-
диагностические методы (беседы, наблюдение, интервьюирование учителей); экспертное оценивание; опытно-экспериментальная работа с использованием сети Интернет; статистические методы – математическая обработка полученных в ходе исследования результатов.
База исследования. Опытно-экспериментальной базой исследования были: Кубанский государственный университет (кафедра информационных систем и технологий в образовании, факультет математики и компьютерных наук), Институт переподготовки специалистов при Кубанском госуниверситете, Институт начального и среднего профессионального образования при Кубанском госуниверситете, педагоги – участники федеральной подписки на кафедральный научно-методический журнал, пользователи кафедральных сайтов в глобальной сети Интернет (, , ).
Этапы исследования
-
Первый этап (2009–2011 гг.) – теоретическое обоснование актуальности проблемы создания ресурсов ИКД и определение научного аппарата исследования; составление программы научно-исследовательской работы, включающей анализ психолого-педагогических литературных и интернет-источников, обобщение опыта применения ресурсов инновационной компьютерной дидактики в обучении, личное преподавание с использованием ресурсов ИКД.
-
Второй этап (2012–2013 гг.) – участие в выполнении проекта «Разработка интеллектуальных информационных систем для приоритетных направлений развития КубГУ. Раздел: инновационная компьютерная дидактика – концепции, образовательные ресурсы, программное обеспечение, технологии внедрения» - изучение программной платформы, подготовка предметных ЭОР и их апробация в группах педагогов-предметников, написание манифеста ЭОР; конструирование модели создания ЭОР ИКД.
3. Третий этап (2014–2015 гг.) – конструирование моделей применения и
создания учебно-воспитательных ресурсов ИКД, наполнение инструментальных
оболочек ИКД предметным содержанием, анализ и обобщение результатов экспе
риментальной работы, продолжение работы в рамках Программы стратегического
развития КубГУ, участие в выполнении договора с Научной Электронной Биб
лиотекой (НЭБ) – размещение описаний учебно-воспитательных ресурсов ИКД в
информационной базе НЭБ и РИНЦ, подготовка текста диссертации; личное пре
подавание в группах студентов и магистрантов факультета математики и компью
терных наук учебного курса «Современные технологии преподавания математики
и информатики».
Научная новизна исследования
1. Предложен авторский подход к классификации учебно-воспитательных
ресурсов инновационной компьютерной дидактики (УВР ИКД) для профессио
нальной деятельности педагогов на основе выбора дидактических задач проекти
руемых ресурсов и структурно-функциональных характеристик программных
компонентов УВР ИКД.
2. Разработана технология конструирования электронного образовательного
ресурса включающая: 1) обоснование принципов, свойств и функций проектиру
емого ЭОР; 2) способы использования частных моделей инновационной компью
терной дидактики, основанные на современных педагогических подходах: компе-
тентностном, деятельностном, личностно-ориентированном, герменевтическом,
системно-структурном. 3) модули проектирования локальных технологий обуче
ния и их программных компонентов; 4) пошаговый алгоритм, интегрирующий в
единую систему основные компоненты дидактических систем: содержание, методы обучения и способы их реализации в компьютерных технологиях; 5) процедура составления манифеста ЭОР.
-
Предложена структурная модель современного типа электронных образовательных ресурсов, соответствующую требованиям ФГОС нового поколения, отражающую специфику ранее созданных моделей инновационной дидактики и определяющую построение содержания, выбор методов и интерактивных технологий обучения и апробировать ее с выявлением экспертной оценки ее эффективности.
-
Созданы дидактические условия для применения в профессиональной деятельности педагогов учебно-воспитательных ресурсов ИКД различных типов (замена контента, конструирование сетевых интернет-технологий, изменение кодовых конструкций и т.д.).
Теоретическая значимость исследования состоит:
в обосновании теоретико-методологических предпосылок конструирования инновационных учебно-воспитательных ресурсов ИКД на основе их типологии и моделей создания и применения ресурсов в образовательном процессе;
во введении в терминологию компьютерной дидактики наименований типов инновационных учебных ресурсов и выявлении их структурных различий;
в разработке модели создания основного типа ресурсов ИКД (электронного образовательного ресурса), формируемой из подсистем: информационной, демонстрирующей способ структурирования содержания обучения в соответствии с гносеологическим подходом; методической, обосновывающей выбор методов обучения в соответствии со структурой изучаемой научной теории; технологической, синтезирующей результаты предыдущих подсистем, демонстрирующей процедуры самостоятельного создания ЭОР ИКД и выводящей педагогов в пространство творческого поиска с целью самостоятельного создания инновационных учебно-воспитательных материалов.
Практическая значимость исследования:
- теоретические положения исследования доведены до конкретных практи
ческих решений: 1) показана продуктивность использования в профессиональной
деятельности педагогов предложенных способов конструирования УВР ИКД на
основе их типологии и моделей применения и создания, обеспечивающих обосно
ванное включение различных типов ресурсов в образовательный процесс; 2) из
ложены возможности запатентованных программ, инструментальных оболочек,
как новых средств, интегрирующих средства компьютерной поддержки обучения
– веб-страницы теоретического материала, интерактивные технологии самостоя
тельной работы, диагностический инструментарий, сетевые коммуникации; 3) все
предложенные теоретические модели на последней структурной ступени имеют
прямой «выход» на практику: модель применения демонстрирует педагогам воз
можности достижения наилучшего результата обучения в условиях использова
ния уже существующих ресурсов ИКД, тем самым создавая мотивационную ос
нову для конструирования подобных учебных материалов с опорой на модель со
здания и соответствующие алгоритмы и процедуры, выводя педагогов в про
странство творческого поиска с компьютерной и интернет поддержкой.
Достоверность полученных результатов исследования обеспечивается всесторонним анализом научно-педагогической литературы, опорой на фундаментальные психолого-педагогические концепции, применением научно обоснованных и практически выверенных инструментария и методов исследования; позитивными результатами личной практики внедрения электронных ресурсов инновационной дидактики в образовательный процесс, соответствием гипотетических положений и практических результатов исследования, сочетанием количественных и качественных результатов анализа данных выполненной экспериментальной работы.
Личный вклад автора состоит в обосновании теоретико- методологических основ конструирования электронных учебно-воспитательных материалов для применения в профессиональной деятельности педагогов, а также в создании дидактических условий данного процесса. Автором разработаны разделы «Разработка интеллектуальных информационных систем для приоритетных направлений развития» и «Инновационное компьютерное обучение и воспитание» (по материалам кафедрального журнала «Школьные годы») проекта «Инновационная компьютерная дидактика: концепции, образовательные ресурсы, программное обеспечение, технологии внедрения», включенные в Программу стратегического развития Кубанского государственного университета.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Авторский подход к классификации учебно-воспитательных ресурсов ин
новационной компьютерной дидактики (УВР ИКД) для профессиональной дея
тельности педагогов на основе выбора дидактических задач проектируемых ре
сурсов и структурно-функциональных характеристик программных компонентов
УВР ИКД.
2. Технология конструирования электронного образовательного ресурса,
включающая: 1) обоснование принципов, свойств и функций проектируемого
ЭОР; 2) способы использования частных моделей инновационной компьютерной
дидактики, основанные на современных педагогических подходах: компетент-
ностном, деятельностном, личностно-ориентированном, герменевтическом, си
стемно-структурном; 3) модули проектирования локальных технологий обучения
и их программных компонентов; 4) пошаговый алгоритм, интегрирующий в еди
ную систему основные компоненты дидактических систем: содержание, методы
обучения и способы их реализации в компьютерных технологиях; 5) процедура
составления манифеста ЭОР.
-
Структурная модель современного типа электронных образовательных ресурсов, соответствующую требованиям ФГОС нового поколения, отражающую специфику ранее созданных моделей инновационной дидактики и определяющую построение содержания, выбор методов и интерактивных технологий обучения и апробировать ее с выявлением экспертной оценки ее эффективности.
-
Дидактические условия для применения в профессиональной деятельности педагогов учебно-воспитательных ресурсов ИКД различных типов.
Результаты исследования апробировались и внедрялись:
- в процессе участия в международных, всероссийских и межвузовских конференциях, в том числе: «EDUCATION AND SCIENCE WITHOUT BORDERS» г.
Мюнхен, «ИТО-Томск» г. Томск, «Технологии инновационной компьютерной дидактики в профилактической работе по предотвращению употребления наркотиков учащимися и студентами» г. Краснодар, «Развития научной мысли в современном мире» г. Уфа;
на занятиях с преподавателями вузов, учителями и директорами школ, посредством личного преподавания в ИНСПО Кубанского госуниверситета, на курсах повышения квалификации педагогических кадров ИППК КубГУ;
в процессе выполнения поручений по плану программы стратегического развития КубГУ проект «Инновационная компьютерная дидактика: концепции, образовательные ресурсы, программное обеспечение, технологии внедрения» (2012–2016 гг.)
посредством участия в выполнении поручений по договору с НЭБ – размещение в базе РИНЦ информации с описанием УВР ИКД в статьях кафедрального научного журнала «Школьные годы» (свидетельство о регистрации СМИ ПИ № ФС77-28402).
путем размещения УВР ИКД на сайтах кафедры и университета в сети Интернет ,
Структура диссертации состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы, включает 24 таблицы, 13 схем и 30 рисунков.
Принципы построения и типология учебно-воспитательных ресурсов инновационной компьютерной дидактики
В настоящее время в сфере использования компьютерных технологий в системе образования сформировались два направления [107, 109]. В соответствии с первым разрабатываются методики применения компьютеров для изучения теоретических основ информатики как науки о теории информации и информационных процессах. Цель этого направления состоит в формировании компетенций как составляющих информационной культуры будущих членов информационного общества. Второе направление характеризуется использованием компьютеров в качестве технического средства обучения по программам учебных предметов.
Исторический процесс развития педагогики всегда характеризовался стремлением к использованию современных, соответствующих уровню развития цивилизации, информационных средств, применяемых для хранения, обработки и передачи информации, что несомненно приводило и к совершенствованию средств обучения [1, 2, 19, 30]. Поэтому в наше время включение компьютера как самого совершенного информационного средства в арсенал современных технических средств обучения должно естественно приводить к совершенствованию образовательного процесса. При этом современная эволюция аппаратного и программного обеспечения привела к простоте их освоения даже для слабо подготовленных пользователей, в том числе, школьников и даже дошкольников [93, 102, 104, 118].
Этот фактор учитывается в развитии ИКД. По существу, ИКД – это не только теория и практика применения компьютеров в образовании, но и новая методика создания и применения средств обучения. Следовательно, главный инновационный компонент ИКД – это новые средства обучения, не имеющие аналогов в отечественной и зарубежной дидактиках. Многие из них запатентованы в структуре Роспатента в виде компьютерных программ.
При создании средств ИКД учитываются психологические особенности учащихся школы, характеризующиеся их эмоциональностью, сдерживаемой рамками учебного процесса на уроках традиционного типа [35, 41, 59, 87]. Использование технологий ИКД позволяет разрядить эмоциональную напряженность на уроках и создать благоприятную атмосферу учебной деятельности. Поэтому можно утверждать, что использование технологий ИКД в учебном процессе школы отвечает психологическим особенностям учащихся. Вместе с тем, следует отметить, что процесс информатизации отечественной школы сдерживается рядом факторов:
- неготовностью и индифферентностью многих учителей-предметников к использованию компьютеров в своей деятельности;
- отсутствием методического и программного обеспечения, ориентирующего преимущественно на самостоятельную работу учащихся;
- однообразием применяемых форм предъявления учебной информации, использующих, в основном, презентационные и тестовые системы;
- предъявлением учителям готовых учебных программных продуктов без возможности их модификации и включения собственного контента;
- отсутствием у педагогов мотивации в профессиональном совершенствовании в области электронного обучения, поскольку главный параметр оценки их достижений нацелен только на результаты ЕГЭ (следствие ошибочных решений руководства образования);
- отсутствием свободной конкуренции в сфере учебно-методических работ (учебников, пособий, электронных ресурсов и т.д.), а также свободного рынка педагогической продукции для школ;
- невостребованностью новых идей и теоретических подходов, которые обычно остаются только на страницах научных трудов, а их практическая реализация ограничивается камерным характером внедрения.
Компьютерная поддержка обучения средствами ИКД позволяет дифференцировать процесс обучения с акцентуацией на самостоятельную работу обучающихся, дает возможность творчески работающему учителю модифицировать способы предъявления учебной информации, осуществляя гибкое управление учебно-воспитательным процессом с применением собственного учебно-методического обеспечения, созданного в среде ИКД. Такой подход исключает жёсткую регламентацию в планировании учебного процесса, чтобы не лишить учителя творческого начала в профессиональной деятельности. Учителю надо предложить новый инструментарий педагогической деятельности, а найти оптимальный способ его включения в процесс обучения – это задача самого учителя (в этом состоит принцип педагогической свободы). Поэтому считаем ошибочной тенденцию последних лет, когда школам в большом количестве предлагаются пособия или сценарии уроков, расписывающих поминутно ход учебного процесса, поскольку, во-первых, копирование не приводит к хорошим результатам, во-вторых, урок – это открытый динамичный процесс, а не пьеса, заранее написанная автором, в-третьих, такой подход отучает учителей от необходимости профессионального творчества и, по существу, от рефлексивной мыслительной деятельности. «Урок нельзя сыграть по нотам», – сказал один учитель-новатор. (Однако это не исключает продуманного планирования как ориентировочной основы урока и всего процесса обучения).
Итак, сформулируем основные принципы, положенные в основу разработки учебных ресурсов ИКД.
Методологические
1. Взаимосвязь теории и практики, определяющий теорию как вектор развития и совершенствования практики, а практику как фактор верификации теоретических моделей.
2. Теория познания (гносеологические), нацеливающий на построение содержания обучения на основе структуры и генезиса соответствующей научной теории.
3. Философской и педагогической герменевтики, обосновывающий замену установки в целеполагании образовательного процесса с формирования готовых нормативных знаний на установку – организация самостоятельной рефлексивной мыслительной деятельности при использовании приёмов интерпретационного обучения.
4. Системности, требующий создавать педагогические условия для формирования системных знаний, которые должны быть адекватны по структуре изучаемой научной теории, отражая её генезис.
Педагогические
1. Ресурсы ИКД должны создаваться как составляющие единой дидактической системы, базируясь на принципе ведущей роли теоретических знаний, который требует формировать знания, адекватные структуре изучаемой научной теории. Но в то же время, поскольку научным теориям свойственна системность, то и знания должны обладать этим же качеством. Этот принцип реализуется посредством включения отдельных технологий ИКД в общие инструментальные оболочки с контентом, отражающим структуру и содержание изучаемых теорий. При этом контент оболочек формируется на основе моделей системных знаний с использованием таких технологий как «Технологии трансформации учебных текстов», «Слепая схема», «Знания в систему», «Структурно-логические схемы», «Герменевтический круг» и др. Таким образом, семантическая структура ресурсов ИКД в своей совокупности должна представлять собой не конгломерат практических заданий, а систему, отражающую как структуру изучаемой научной теории, так и статус её отдельных элементов.
2. Для преодоления возникшей тенденции, состоящей в «закачивании» в компьютер оцифрованных учебных книг, что превращает его в примитивную электронную «читалку», в построении ресурсов ИКД реализуется подход, нацеливающий на сохранение в обучении учебной книги (печатной версии любого ресурса). Но в ней необходимо представлять только основной учебный материал, а методическое и дидактическое сопровождения разместить в компьютере. При этом последнее должно быть оптимально интерактивным, с возможностью для самостоятельного изучения учащимися. В этом состоит принцип максимальной интерактивности ресурсов ИКД.
3. Новая учебно-методическая среда ИКД детерминирует изменение роли учителя, который перестаёт быть транслятором нормативного содержания обучения, а превращается в талантливого дирижёра учебно-познавательной «симфонией». Такая трансформация роли возможна, если в образовательный процесс включить главный компонент из состава ресурсов ИКД – технологический учебник. В отличие от существующих учебников, представляющих, в основном, только учебную информацию, главная часть технологического учебника – это технологии самостоятельного освоения программного материала с применением компьютерной поддержки [82, 83]. В этом суть принципа творческой роли учителя в обучении на основе ресурсов ИКД.
4. Принцип методической инверсии и итерации в ресурсах ИКД реализован посредством многократного изменения формы предъявления одного и того же смыслового содержания путём использования разнообразных приёмы работы с текстом, семантического преобразованию сложных по форме определений научных понятий. С этой целью привлекается аппарат алгебры логики. Вследствие реализации этого принципа возможна избыточность дидактических и компьютерных форм, демонстрирующих одни и те же содержательные смыслы.
Инструментальные оболочки ИКД в структуре учебной и воспитательной работы педагога
В концепции Профессионального стандарта педагога есть очень важное положение: «В стремительно меняющемся открытом мире главным профессиональным качеством, которое педагог должен постоянно демонстрировать своим ученикам, становится умение учиться». При этом указано, что обретение этого ценного качества невозможно без расширения пространства педагогического творчества. Именно в этом и состоит главный аксиологический мотив инновационной компьютерной дидактики, которая не ставит цель – предоставить педагогу весь набор электронных учебных материалов (учебников, пособий, сборников задач и т.д. и т.п.). Эту роль исполняют многочисленные образовательные сайты, заменяя педагогическое творчество педагогическим ремесленничеством, т.к. учителю не надо думать и творить своё, бери готовое и пользуйся. В ИКД другая установка – показать педагогам, как можно создавать свою творческую профессиональную лабораторию, освоив приёмы и действия инновационной дидактики, затем выйти на свою «дорогу» методических и программистских изобретений. Ведь и наша дидактика начинала свой путь с четырёх локальных технологий и их компьютерных программ, а сейчас невозможно сказать, сколько их, потому что трансформируя, совмещая и модифицируя кодовые конструкции программ, получаем новую технологию с изменёнными функциями и дидактическими задачами. И этот процесс гораздо привлекательнее, чем простое заимствование чужого материала. В результате такого процесса и были созданы программы - инструментальные оболочки (ИО), поскольку появилась потребность в интеграции в одну систему отдельных технологий, связанных общим сюжетом или содержанием. Таких программ в арсенале ИКД десятки, но все они построены на пяти базисных программах, четыре из которых имеют государственную регистрацию в Роспатенте РФ. Такими программами являются:
- «Путешествия по городам и странам», свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2011612440;
- «УЧКОМ», свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012610691;
- «Сила знаний», свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2013615237;
- «Дороги», свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2015612432;
- «Восхождение на Пик Знаний».
На основе этих программ в настоящее время и создаётся большинство электронных образовательных ресурсов ИКД.
В компьютерной дидактике понятие «инструментальная оболочка» не имеет однозначной трактовки [44, 55, 64, 105]. В программировании этим понятием обозначают программы, используемые в инженерии знаний для разработки экспертных систем, как и в практике создания систем искусственного интеллекта [71, 27, 43]. В практике разработки тестовых систем инструментальные оболочки – это программы, позволяющие разрабатывать компьютерные тесты, изменяя их контент.
В инновационной компьютерной дидактике инструментальными оболочками (ИО) называются комплексные программы, позволяющие включать в свою структуру другие программы учебного назначения с различными функциями, задачами и специфическим интерфейсом. Эти программы, в свою очередь, могут модифицироваться при изменении контента. Кроме того, в одну и ту же ИО могут импортироваться различные программы ИКД в зависимости от тех дидактических задач, на которые ориентирована ИО. Общие свойства ИО ИКД состоят в следующем:
- предназначены для формирования крупных дидактических структур: учебных комплексов, тематических электронных образовательных ресурсов, компьютерных учебных игр с множеством заданий;
- ориентированы на решение определённых педагогических задач как учебной, так и воспитательной направленности;
- имеют титульный кадр (веб-страницу), из которой начинается навигация по всему электронному ресурсу;
- соответствуют требованиям Госстандарта для ЭОР, т.е. характеризуются мультимедийностью, кроссбраузерностью, интерактивностью, интероперабельностью;
- обеспечивают выход в глобальную компьютерную сеть через сайты кафедры и журнала;
- обеспечивают возможность импорта и замены различных учебных программ с локальными функциями, созданными на различных программных платформах;
- отличаются прозрачностью навигации внутри структуры самой ИО и встроенных программах;
- отличаются возможностью редактирования контента, программного и дизайнерского компонентов;
- имеют свидетельства о государственной регистрации в структуре Роспатента;
- имеют свой генезис, поскольку создаются как естественное развитие программно-методической составляющей инновационной компьютерной дидактики.
Для профессиональной деятельности педагогов очень важны умения использования комплексных программ воспитательной направленности, имеющих большой потенциал развития. Таким примером может быть серия программ, в которых развитие содержательного компонента и вызванная этим модернизация программной составляющей привели к созданию первой запатентованной инструментальной оболочки.
Первая инструментальная оболочка ИКД «Путешествие по городам и странам» была создана, когда на повестке дня встал вопрос о специфике компьютерного дизайна учебных материалов [108]. В настоящее время от учителя требуются не только знания из разных предметных областей, но и владение базовыми приёмами дизайнерского исполнения [63, 62, 86]. С этой целью необходимо изучать теорию цвета, учитывать иллюзии зрения, разбираться в аналитических рисунках, искусстве шрифтов и визуальной коммуникации, иметь представление о технологии звукового сопровождения видеоряда.
Дизайн компьютерных программ оказывает влияние на мотивацию обучаемых, скорость восприятия материала, утомляемость. Соотношение эффективности, экономичности, комфорта, эстетической выразительности, образности, способности вызывать положительные эмоции и ассоциации – вот извечные проблемы дизайна [93, 94].
Известно, например, что пропускная способность зрительного анализатора человека примерно в 100 раз больше, чем слухового, продуктивность осмысленного запоминания в 20 раз выше механического, а контекстное окружение основной информации напрямую влияет на скорость и точность её распознавания и восприятия. Следовательно, дизайн охватывает все нюансы изучаемого объекта, начиная от первых концептуальных прикидок и заканчивая его дальнейшим функционированием.
Но здесь уместно сказать и о другой стороне проблемы, эстетической, ориентирующей на воспитание художественного вкуса учащихся посредством видеоряда учебных электронных материалов. Красота должна войти в жизнь учащихся во всех её аспектах и прежде всего – в средства обучения. Учащиеся должны уметь не только красиво рисовать, проектировать, говорить, но и мыслить. А для этого они должны быть окружены красотой дома, на улице и в школе. Наличие образно-эмоционального компонента является обязательным условием нормального развития человека [95, 96].
В последнее время широко распространяются электронные копии произведений выдающихся художников. В процессе их изготовления слайд сканируется и проходит цифровую обработку для получения изображения на мониторе. Цвет задает оператор, который может изменять его тон. Естественно, что получаемые при этом цвета далеки от натуральных красок картин художников. Поэтому искажается не только колорит, но и наше восприятие. Значит, мы видим великие произведения искусства как бы в кривом зеркале. Это необходимо знать педагогу.
Импликационная модель применения учебных ресурсов ИКД в профессиональной деятельности педагога
В первой главе было показано, какова процедура создания самого главного типа из всех учебных материалов ИКД, электронных образовательных ресурсов (ЭОР) [51]. Во-первых, этот тип ресурсов включает большинство других типов этой информационной среды (локальных технологий обучения, интернет-технологий ИКД, компьютерных учебно-методических комплексов и др.), во-вторых, структура и свойства ЭОР нормативно закреплены Государственным стандартом, в-третьих, Программа стратегического развития КубГУ предусматривает создание ресурсов именно этих типов. Но теперь нам необходимо решить вопрос, о том как применять в профессиональной деятельности имеющиеся в распоряжении педагога ресурсы ИКД. В решении этой проблемы мы опирались на два положения: первое состояло в выборе приоритетной дидактической задачи, на решение которой ориентирован тот или иной ресурс, второе – было нацелено на ИКТ-компетенции, которые заложены в Профессиональном стандарте педагога [131]. Такой подход был обоснован тем, что разработчики этой среды ставили перед собой двуединую задачу – создавать инновационные педагогические продукты для компьютерной поддержки образовательного процесса и обучать педагогов способам этого создания. А для этого необходимо было учитывать те компетентности, которые педагог может приобретать в процессе применения ресурсов ИКД, а также их конструирования [49]. С этой целью необходимо было построить соответствующую модель.
В настоящее время моделирование является одним из основных инструментальных средств в научно-педагогических исследованиях, поскольку даёт воз 116 можность объединить их эмпирические и теоретические аспекты. В литературе можно встретить многочисленные определения понятия «модель», это – упрощенное представление какого-либо объекта или процесса, форма представления и существования наших знаний, это инструмент познания окружающего мира, аналог (образец) будущего изделия, аналог реального объекта или процесса и т.д. [29, 37, 38, 74] Для нашего случая подходят все определения, кроме 4-го. Действительно, модель применения ресурсов ИКД – это некий упрощённый аналог реального процесса, в ходе которого педагог планирует или самостоятельно конструирует набор учебных материалов, необходимых для усвоения содержания обучения и соответствующий определённым дидактическим задачам и учебной ситуации.
В диссертации использована образно-знаковая модель, но не обязательно модель должна быть алгоритмической. Известно, что по форме представления моделей (это одно из оснований для классификации) среди них можно выделить: геометрические модели, отображающие внешний вид оригинала (рисунок, пиктограмма, чертеж, план, карта, объемное изображение); структурные модели, отображающие строение объектов и связи их параметров (таблица, график, схема, диаграмма); словесные модели, зафиксированные средствами естественного языка; алгоритмические модели, описывающие последовательность действий [125, 81].
В нашем случае использована структурная модель в виде схемы. В онтологии пространства знаний (инженерии знаний) есть большое многообразие информационных моделей с функциями метамодели, в которую можно трансформировать и нашу модель. Поскольку применение ресурсов ИКД различных типов, в первую очередь, обусловлено приоритетной дидактической задачей («тесно связано»), то создаваемую модель мы обозначили термином «импликационная», опираясь на лингвистическое значение слова: «импликация (от лат. implicatio сплетение, от implico тесно связываю) – бинарная логическая связка, по своему применению приближенная к союзам «если… то…». [http://dic.academic.ru/]
На схеме 13 показана схема импликационной модели применения ресурсов ИКД, которая состоит из двух частей.
В первой части стрелки и бинарная связка «Если..То» изображают связи между посылкой (дидактической задачей) и следствием (типом применяемого ресурса, которых может быть несколько). Разумеется, все связи носят рекомендательный характер, и учитель, по своему усмотрению, может варьировать применяемые типы учебных материалов. Например, если учитель планирует организовать учебный процесс для изучения целостной структуры учебного раздела, что используется в педагогической технологии «Погружение», то целесообразно использовать электронный образовательный ресурс, представленный не разрозненными учебными параграфами, а раздел, импортированный в инструментальную оболочку ИКД, где присутствуют ссылки на одной интерактивной веб-странице на все компоненты раздела: теория, модуль самостоятельной работы, контрольный модуль. Таким образом, учащиеся воспринимают параллельно и содержательную структуру изучаемой теории, и формы предстоящей самостоятельной умственной деятельности, и средства предстоящего итогового контроля знаний.
Вторая часть модели отражает связи между типами используемых ресурсов и теми компетенциями, которые педагог может реализовать или сформировать с помощью того или иного ресурса ИКД. Она представлена в форме таблиц (матричная часть модели, таблица 6).
Как показала многолетняя практика создания и применения ресурсов ИКД, работа в этой информационной среде, в основном, содействует развитию элементов ИКТ-компетентности, заложенных в Профессиональном стандарте педагога (ПСП) для всех ступеней обучения. Поэтому и результаты применения учебных ресурсов ИКД в профессиональной деятельности мы рассматриваем в контексте положений ПСП.
Под профессиональной компетенцией понимается способность педагога успешно действовать на основе практического опыта, умения и знания при решении профессиональных задач. В соответствии с Профессиональным стандартом педа 121 гога структура профессиональной деятельности педагога включает три одинаково важных компонента: обучение, воспитание, развитие. В информационно-методическом пространстве ИКД представлены все эти компоненты, однако, большинство ресурсов имеют дидактическую направленность, т.е. отражают задачи первого структурного компонента деятельности педагога. Это произошло в связи с тем, что второй и третий компоненты стали создаваться сравнительно недавно, а период развития первого насчитывает более 20 лет.
За прошедшее время российская школа в целом быстро развивается в направлении информатизации всех процессов, становится цифровой [20, 61, 77]. Большинство педагогов пользуются компьютером для подготовки текстов, сотовым телефоном для отправки кратких сообщений. В своих выступлениях педагоги используют проектор, дают задание учащимся по поиску информации в Интернете, рассылают информацию родителям по электронной почте и т.д.
Во многих регионах России разрешаются или директивно вводятся электронные журналы и дневники, обеспечивающие частичное погружение образовательного процесса в информационную среду (ИС). Более полное погружение (предполагающее размещение в ИС основной информации образовательного процесса) обеспечивает дополнительные педагогические возможности, владение этими возможностями – базовый элемент педагогической ИКТ-компетентности, наряду с умением квалифицированно вводить текст с клавиатуры и формулировать запрос для поиска в Интернете [76, 79].
В ИКТ-компетентности ПС в какой-то мере отражены требования ФГОС к условиям реализации образовательной программы в требованиях. Например, ФГОС для всех ступеней общего образования содержит в качестве требования к условиям образовательного процесса профессиональную ИКТ-компетентность учителя, в частности работу в информационной среде (ИС). Опыт подготовки учителей для работы по ФГОС в 2010-2011 гг. и последующих показывает реальность формирования профессиональной ИКТ-компетентности у абсолютного большинства учителей крупного региона.
Этапы экспериментальной работы по выявлению уровня применения электронных учебно-воспитательных материалов в педагогической деятельности педагогов
В процессе экспериментальной работы можно выделить ряд этапов.
Первый этап: подготовительный. На этом этапе происходила подготовка материалов для выполнения исследования, разрабатывался их хронологический каталог, изучались программные платформы, язык гипертекстовой разметки HTML, а также язык для конструирования метамоделей электронных образовательных ресурсов, принималось участие в проведении занятий со слушателями системы дополнительной педагогической подготовки. Рассмотрены современные нормативные документы системы образования (Постановления Министерства образования и науки РФ, Государственные стандарты образования, Профессиональный стандарт «Педагог», Государственные программы по информатизации образования и др.), выполнен анализ научной и методической литературы по проблеме исследования, передовой педагогический опыт, представленные на образовательных порталах и сайтах и отражающие инновационную деятельность педагогов, выявлены возможности и проблемы использования электронных учебных материалов, созданных на первом этапе исследования, в профессиональной деятельности педагогов. Составлен ориентировочный план исследования и подобраны практические материалы, дополнительная литература, сформирован банк учебно-методических ресурсов ИКД в электронной форме. На этом этапе проходило изучение контента и программного компонента ранее созданных ресурсов ИКД и оценка эффективности некоторых из них по предметной области «информатика» в процессе личного преподавания. Ниже приведены результаты выполнения технологии «Да-Нет» («Поле знаний», версия в программе интернет-конструктора технологий «Сила знаний») в двух группах студентов ИНСПО, тема «Системы счисления».
Эта технология с факторизацией знаний. Фактор – это определённая часть, отдельный вопрос изученной темы (см. таблицу 9). Использовалась интерактивная версии технологии, которая создаётся на сайте.
В интерактивной версии технологии программа приводит процент верных ответов, оценку (засчитываются только «4» или «5»). Кроме того, выстраивается диаграмма факторизации – поле знаний по теме, которая наглядно показывает для каждого студента «трудные» части темы.
Вопросы
1. Верно ли, что двоичная система счисления относится к непозиционным системам счисления?
2. Верно ли равенство 48=410?
3. Верно ли, что алфавит шестнадцатеричной системы счисления, кроме цифр от 0 до 9, содержит буквы латинского алфавита?
4. Верно ли, что в десятичной системе счисления наибольшим числом алфавита является число «9»?
5. Верно ли равенство 1001012=458?
6. Верно ли равенство 10002=810?
7. Верно ли, что алфавит восьмеричной системе счисления состоит из чисел от 1 до 8?
8. Верно ли, что число D в шестнадцатеричной системе счисления равно 12 в десятичной системе счисления?
9. Верно ли, что весь алфавит десятичной системы счисления входит в натуральный ряд чисел?
10. Верно ли равенство 1011012=С16?
11. Верно ли, что выполняется неравенство 1010012 1001112?
12. Верно ли, что число 10 в восьмеричной системе счисления равно 7 в десятичной?
13. Верно ли, что в алфавит шестнадцатеричной системе счисления входят буквы русского языка?
14. Верно ли записаны римские числа в десятичной системе счисления: DXXV=255, XVII=27?
15. Верно ли, что выполняется неравенство 438 4316?
16. Верно ли, что числа из двоичной с.с. переводятся в восьмеричную методом тетрад?
17. Верно ли, что сумма чисел 6 и 2 в восьмеричной системе счисления равна 10?
18. Верно ли, что сумма чисел А и 7 в шестнадцатеричной системе счисления равно 12?
19. Верно ли, что основанием десятичной системы счисления является число 10?
20. Верно ли равенство 68+А16=1610.?
21. Верно ли равенство 1112+12=10002?
22. Верно ли, что произведение чисел 4 и 2 в восьмеричной системе счисления равно 10?
23. Верно ли, что разность чисел А и 7 в шестнадцатеричной системе счисления равно 2?
24. Верно ли, что значения римских чисел в десятичной системе счисления можно получить последовательным делением М=1000 сначала на «5», а затем на «2»?
25. Верно ли равенство 108 + 1016=27
26. Верно ли равенство 1012 -112=41
27. Верно ли, что разность чисел 10 и 4 в восьмеричной системе счисления равна 6?
28. Верно ли, что произведением чисел А и 2 в 16-ой системе счисления равно 14?
144
29. Верно ли, что десятичная система счисления не является непозиционной?
30. Верно равенство 112+118=1210?
Ответы: (0 – Нет, 1 – Да) 0, 1,1,1,1, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,0,1,0,1,0,1,0,1.
Результаты выполнения технологии «Да-Нет» с анализом знаний по выделенным факторам в экспериментальной группе представлены в таблице 10.
По средним значениям показателей качества знаний группы, представленным в таблице 10, построена диаграмма факторизации знаний студентов (рисунок 21).
Затем по содержанию этой технологии были составлены контрольные задания для обеих групп, а результаты обработаны статистическими методами, а именно, методами математической обработки эмпирических данных. [46, 111, 117], дающих достоверные ответы на поставленные вопросы:
- действительно ли две группы, контрольная и экспериментальная, различаются по успешности решения задач?
-действительно ли уровень знаний студентов экспериментальной группы выше, чем студентов контрольной группы?
Для поиска ответа на эти вопросы выберем статистический критерий, представляющий собой некое правило, обеспечивающее с высокой вероятностью при 146 нятие истинной и отклонения ложной гипотезы.