Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I Теоретические основы формирования ИКТ-компетентности учащихся в процессе обучения математике ..14
1.1. Психолого-педагогические и методические основы формирования ИКТ-компетентности учащихся в процессе обучения математике 14
1.2. Средства и приемы формирования ИКТ-компетентности учащихся 9-х классов в процессе обучения математике 42
1.3. Модель формирования ИКТ-компетентности учащихся 9-х классов в процессе обучения математике 74
ГЛАВА II Методика формирования икт-компетентности учащихся 9-х классов в процессе обучения математике 89
2.1. Требования к содержанию обучения математике учащихся 9-х классов для формирования ИКТ-компетентности 89
2.2. Электронный учебно-методический комплекс как средство формирования ИКТ-компетентности учащихся 9-х классов в процессе обучения математике 107
2.3. Этапы формирования ИКТ-компетентности учащихся 9-х классов в процессе обучения математике 138
ГЛАВА III Организация и результаты опытно-поисковой работы 161
3.1. Организация и результаты констатирующего этапа 161
3.2. Организация и результаты поискового этапа 165
3.3. Проведение формирующего этапа опытно-поисковой работы и его результаты 172
Заключение 183
Библиографический список
- Средства и приемы формирования ИКТ-компетентности учащихся 9-х классов в процессе обучения математике
- Модель формирования ИКТ-компетентности учащихся 9-х классов в процессе обучения математике
- Электронный учебно-методический комплекс как средство формирования ИКТ-компетентности учащихся 9-х классов в процессе обучения математике
- Организация и результаты поискового этапа
Введение к работе
Актуальность темы исследования. В условиях информатизации становятся востребованными выпускники школ, способные к самостоятельному применению методов и приемов поиска, переработки, хранения информации. Выполнение указанных требований возможно при условии сформированности у них универсального учебного действия «ИКТ-компетентность», представленного в блоке познавательных универсальных учебных действий Федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования.
Формирование ИКТ-компетентности осуществляется в процессе обу
чения различным школьным дисциплинам, в том числе и математике.
Практика обучения математике, психолого-педагогические исследования,
результаты диагностических контрольных работ показывают, что учащие
ся испытывают затруднения в поиске, интерпретации и анализе информа
ции, в математической обработке данных, в моделировании информации, в
построении, хранении и переработке информации. Увеличение объема
учебного математического материала, повышение его абстрактности, ис
пользование различной символики, усложнение логической структуры
содержания обосновывают необходимость формирования ИКТ-
компетентности учащихся в процессе обучения математике.
Вопросам формирования ИКТ-компетентности посвящены работы
И. А. Баландина, Н. А. Войновой, А. В. Козыревой, Л. Н. Паламарчук,
М. М. Пьянникова. В исследованиях убедительно доказывается значимость формирования ИКТ-компетентности: рассматриваются условия формирования ИКТ-компетентности в рамках методической системы предпрофильной и профильной математической подготовки школьников с использованием интерактивных программных средств обучения (И. А. Баландин), предлагаются типовые профессиональные задачи с использованием ИКТ (Н. А. Войнова), оцениваются педагогические условия формирования информационной компетентности учащихся профильных классов средней школы (А. В. Козырева), раскрываются условия формирования информационно-технологической компетентности учащихся (Л. Н. Паламарчук), изучаются условия формирования информационно-коммуникационной компетентности учащихся старшей школы с использованием дистанционного обучения (М. М. Пьянников).
В приведенных исследованиях формирование ИКТ-компетентности в процессе обучения математике рассматривается в основном в старшей и высшей школе. Однако при этом недостаточно подробно изучен вопрос о формировании ИКТ-компетентности в процессе обучения математике в основной школе и выделении универсальных учебных действий, которые позволяют определить сформированность ИКТ-компетентности.
В настоящем исследовании, вслед за С. В. Светличной, под ИКТ-компетентностью понимается готовность и способность личности к
осуществлению информационной деятельности, направленной на решение задач в стандартных и нестандартных ситуациях, на основе приобретенного опыта, исследования методов, способов и приемов создания, накопления, хранения, обработки информации не только с помощью средств компьютерной техники, но и бумажных носителей информации для получения информационного продукта или услуги, а также восприятия, воспроизводства и передачи сообщений в пространстве и во времени.
В качестве основных средств формирования ИКТ-компетентности учащихся исследователи предлагают: интерактивные программные средства обучения (И. А. Баландин), типовые профессиональные задачи с использованием ИКТ (Н. А. Войнова), компьютерные методы обработки информации (А. В. Козырева), проблемно-познавательные задания (Л. Н. Паламарчук), комплекс электронно-образовательных ресурсов, а также информационно-образовательные средства (информационно-образовательное пространство, цифровое портфолио, Интернет-сервис и портал) (М. М. Пьянников). Вместе с тем недостаточно изучены вопросы определения универсальных учебных действий, связанных с процессом формирования ИКТ-компетентности и разработки средств, ориентированных на различные стили кодирования информации, использование которых в процессе обучения математике предполагает создание индивидуальной образовательной траектории учащихся в соответствии с индивидуальным подходом и требованиями Федерального государственного стандарта основного общего образования.
В Программе формирования универсальных учебных действий обозначены основные универсальные учебные действия, которые в наибольшей степени позволяют осуществить формирование ИКТ-компетентности. Тем не менее, остается не исследованным в предметной области «Математика» вопрос отбора соответствующих универсальных учебных действий, связанных с процессом формирования ИКТ-компетентности и разработкой средств, ориентированных на индивидуальные стили кодирования информации учащихся 9-х классов в процессе обучения математике, что требует дополнительного исследования.
Анализ нормативных документов, научной, методической и учебной литературы по проблеме исследования позволил выявить ряд противоречий:
– на научно-педагогическом уровне – между необходимостью формирования ИКТ-компетентности в процессе обучения и недостаточной разработкой теоретических и педагогических основ ее формирования;
– на научно-методическом уровне – между необходимостью формирования ИКТ-компетентности учащихся в процессе обучения математике на основе универсальных учебных действий (формализация, моделирование и анализ данных) и недостаточной разработанностью соответствующей методической основы в учебном процессе.
Необходимость разрешения указанных противоречий обусловливает актуальность диссертационного исследования, а также определяет его
проблему: как в процессе обучения математике обеспечить формирование ИКТ-компетентности учащихся?
В рамках решения данной проблемы была определена тема исследования – «Формирование ИКТ-компетентности учащихся 9-х классов в процессе обучения математике».
Объект исследования – процесс обучения математике учащихся в основной общеобразовательной школе.
Предмет исследования – формирование ИКТ-компетентности учащихся 9-х классов в процессе обучения математике.
Цель исследования состоит в теоретическом обосновании, разработке и реализации методики обучения математике, использование которой обеспечивает формирование ИКТ-компетентности учащихся 9-х классов.
Гипотеза: формирование ИКТ-компетентности учащихся 9-х классов в процессе обучения математике будет обеспечено, если:
– выделение универсальных учебных действий (формализация, моделирование и анализ данных), связанных с формированием ИКТ-компетентности, осуществить в соответствии со специфическими особенностями предметной области «Математика»;
– обучение математике осуществить на основе выделенных универсальных учебных действий с использованием информационно-познавательных задач различных видов, поиск решения которых предполагает осуществление преобразования математического объекта на материале созданного электронного учебно-методического комплекса с учетом индивидуальных стилей кодирования информации, личностного опыта учащегося, средств и приемов создания, накопления, хранения, обработки информации.
В соответствии с целью и гипотезой исследования были поставлены следующие задачи:
-
На основе анализа психолого-педагогической, научно-методической литературы, нормативных документов изучить состояние проблемы формирования ИКТ-компетентности учащихся в процессе обучения математике и определить пути ее решения.
-
Выделить компоненты ИКТ-компетентности и в соответствии с ними разработать средства формирования ИКТ-компетентности.
-
Разработать модель формирования ИКТ-компетентности в процессе обучения математике учащихся 9-х классов с использованием информационно-познавательных задач различных видов.
-
В соответствии с созданной моделью разработать и научно обосновать методику обучения математике, использование которой обеспечит формирование ИКТ-компетентности учащихся 9-х классов.
-
Экспериментально проверить результативность разработанной методики обучения математике учащихся 9-х классов.
Методологическую основу исследования составляют работы в области теории системно-деятельностного подхода к организации учебного
процесса (В. В. Давыдов, О. Б. Епишева, А. Н. Леонтьев, Л. Г. Петерсон); личностно-ориентированного подхода к обучению (И. А. Зимняя, В. В. Сериков, И. С. Якиманская); дифференцированного подхода к организации процесса обучения (В. В. Елисеев, С. Н. Митин, Г. К. Селевко); рефлексивного подхода к обучению (В. В. Давыдов, И. Г. Липатникова); концепции формирования универсальных учебных действий учащихся (А. Г. Асмолов, Г. В. Бурменская, И. А. Володарская). Теоретическую основу исследования составляют:
труды в области теории и методики обучения математике (Э. Г. Гельфман, Г. В. Дорофеев, И. Г. Липатникова, А. Г. Мордкович);
работы, связанные с анализом сущности ИКТ-компетентности и способов ее формирования (А. Г. Гейн, М. В. Лебедева, Н. И. Пак, С. В. Светличная, А. Л. Семенов, А. И. Сенокосов, И. В. Склярова, О. Н. Шилова);
работы, связанные с анализом сущности электронного учебно-методического комплекса и способов его создания (С. М. Вергезова, Г. В. Лаврентьев, М. И. Потеев, И. В. Роберт, Н. В. Сидорова, Б. Е. Стари-ченко, В. А. Шершнева);
работы по проблемам организации индивидуальной образовательной траектории (Е. А. Александрова, М. В. Литвиненко, В. И. Снегурова, Н. Н. Суртаева, А. В. Хуторской, И. С. Якиманская);
теоретические исследования по проблемам логико-дидактических аспектов обучения курсу математики 9-х классов (Ш. А. Алимов, Г. В. Дорофеев, Ю. М. Колягин, А. Г. Мордкович);
психолого-педагогические исследования, посвященные вопросам использования стилей кодирования информации в процессе обучения математике (Э. Г. Гельфман, М. А. Холодная);
работы по проблемам организации, проведения и представления результатов педагогического эксперимента (Д. А. Новиков, Е. В. Сидоренко, Б. Е. Стариченко).
Для решения поставленных задач были использованы следующие методы исследования: теоретический анализ научно-методической и психолого-педагогической литературы, анализ нормативных документов, учебных программ, учебников и дидактических материалов по математике 9-х классов, моделирование, методы математической статистики, адекватные задачам исследования, наблюдение за деятельностью учащихся 9-х классов в процессе обучения математике, анкетирование.
Научная новизна исследования:
- в отличие от работы И. А. Баландина, в которой предлагается осуще
ствить формирование ИКТ-компетентности с использованием интерактивных
программных средств обучения, в настоящем исследовании предлагается
формирование ИКТ-компетентности учащихся в процессе обучения матема
тике средствами информационно-познавательных задач, ориентированных на
индивидуальные стили кодирования информации, решение которых позволя-
ет на основе разработанного электронного учебно-методического комплекса выстраивать индивидуальную образовательную траекторию;
– построена модель формирования ИКТ-компетентности учащихся в процессе обучения математике, структурными элементами которой являются компоненты ИКТ-компетентности (мотивационно-когнитивный, деятельно-смысловой, регулятивный, рефлексивно-диагностический), выделенные на основе соответствующих универсальных учебных действий, связанных с процессом формирования ИКТ-компетентности;
– на основе предложенной модели разработана методика обучения
математике, использование которой позволит обеспечить формирование
ИКТ-компетентности учащихся 9-х классов; ее отличительной особенно
стью является конструирование процесса обучения математике в соответ
ствии с уровнями формирования ИКТ-компетентности (воспроизводящим,
исследовательским, творческим) и выделенными этапами формирования
ИКТ-компетентности (информационно-аналитическим, поисково-
исследовательским, деятельностно-интегративным).
Теоретическая значимость исследования:
– введено понятие «информационно-познавательная задача». Информационно-познавательная задача представляет задачу, поиск решения которой предполагает осуществление преобразования математического объекта с учетом индивидуальных стилей кодирования информации, личностного опыта учащегося, средств и приемов создания, накопления, хранения, обработки информации;
– определены виды информационно-познавательных задач, направленных на овладение учащимися приемами кодирования информации (словесно-символическим, визуальным, предметно-практическим и сенсорно-эмоциональным);
– выделен и обоснован комплекс принципов построения информационно-познавательных задач (принцип вариативности, принцип адекватности, принцип интеграции информационных и математических знаний, принцип оптимизации) с целью отбора математического содержания обучения в рамках формирования ИКТ-компетентности учащихся.
Практическая значимость исследования состоит в том, что теоретические результаты доведены до уровня практического применения, разработаны и внедрены в процесс обучения:
– электронный учебно-методический комплекс по математике «Алгебра. 9 класс», в структуре которого определены разделы, разработанные в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом основного общего образования: учебная программа по предмету, электронный учебник, практикум решения задач, методическое пособие для учителя, сборник контрольных работ, сборник задач для выполнения самостоятельных работ, учебные пакеты прикладных программ, тесты для
самодиагностики, направленные на выявление индивидуальных когнитивных стилей кодирования информации;
– методические рекомендации по использованию электронного учебно-методического комплекса в процессе обучения математике в 9 классе.
Достоверность результатов, полученных в исследовании, и обоснованность сформулированных выводов обеспечиваются использованием научно обоснованных методов с опорой на основополагающие теоретические положения в области математики, методики обучения математике в основной общеобразовательной школе, внутренней непротиворечивостью логики исследования, использованием адекватных статистических методов обработки результатов педагогического эксперимента.
Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись в процессе организации опытно-поисковой работы на базе МАОУ «Лицей № 3» и МАОУ «Гимназия № 4» городского округа г. Стерлитамак Республики Башкортостан.
Материалы исследования обсуждались на научно-практических конференциях международного уровня (Екатеринбург, 2011-2013 гг.; Елец, 2011 г.; Москва, 2013 г.; Киров, 2014 г.); на научно-практических конференциях всероссийского уровня (Стерлитамак, 2010-2013 гг.; Москва, 2011-2012 гг.; Ела-буга, 2011 г.; Тобольск, 2012 г.; Екатеринбург, 2014 г.); на научно-методических семинарах кафедры теории и методики обучения математике Уральского государственного педагогического университета (2011-2015 гг.). Основные положения исследования отражены в 22 публикациях, в том числе 1 – в электронном издании (ОФЭРНиО), 4 – в журналах, рекомендуемых ВАК МОиН РФ и 1 – в журнале, включенном в базу Scopus.
Поставленные цели и задачи определили ход исследования, которое проводилось в три этапа в период с 2009 по 2015 гг.
На первом этапе (2009-2010 гг.) в рамках констатирующего эксперимента осуществлялся анализ нормативных документов, научной литературы по проблеме исследования, были определены методологические основы исследования и разработаны основные теоретические положения, сформулирована гипотеза исследования.
На втором этапе (2011-2013 гг.) в условиях поискового эксперимента
была разработана модель формирования ИКТ-компетентности учащихся в
процессе обучения математике, предложена и внедрена в учебный процесс
методика формирования ИКТ-компетентности учащихся 9-х классов. Раз
работан электронный учебно-методический комплекс по математике,
уточнены способы диагностики уровня сформированности ИКТ-
компетентности. Определен фактический уровень формирования ИКТ-компетентности учащихся 9-х классов.
На третьем этапе (2014-2015 гг.) был организован и проведен формирующий эксперимент, в ходе которого была проверена гипотеза исследования, обобщены результаты работы и сформулированы основные выводы.
На защиту выносятся следующие положения:
-
Содержание предметной области «Математика» позволяет целенаправленно формировать ИКТ-компетентность, что обеспечивается развитием каждого из ее компонентов (мотивационно-когнитивного, деятельно-смыслового, регулятивного, рефлексивно-диагностического) на основе использования универсальных учебных действий формализации, моделирования и анализа данных.
-
Одним из основных средств развития ИКТ-компетентности являются информационно-познавательные задачи, решение которых предполагает овладение учащимися приемами кодирования информации (овладение математической символикой, осуществление поиска математических формул, получение формулировок определения понятий, формирование графического образа, преобразование образа, развитие образа, сопоставление образов, выделение существенных характеристик объекта, осуществление анализа действий, введение нового понятия, формирование эмоционального оценивания информации).
-
Организация учебного процесса осуществляется на основе созданного электронного учебно-методического комплекса с учетом индивидуальных стилей кодирования информации, личностного опыта учащегося, средств и приемов создания, накопления, хранения, обработки информации. Использование электронного учебно-методического комплекса в процессе обучения математике позволяет решать следующие дидактические задачи: диагностика учащихся, направленная на выявление их индивидуальных стилей кодирования информации; создание индивидуальной образовательной траектории; организация самообразовательной деятельности; критериальное самооценивание по балльно-рейтинговой системе в автоматическом режиме.
-
Основой для построения методики обучения математике, направленной на формирование ИКТ-компетентности, служит модель, элементами которой являются: компоненты ИКТ-компетентности (мотивационно-когнитивный, деятельностно-смысловой, регулятивный, рефлексивно-диагностический), уровни сформированности (воспроизводящий, исследовательский, творческий), этапы ее развития (информационно-аналитический, поисково-исследовательский, деятельностно-интегративный) и соответствующие каждому этапу средства ее развития.
-
Методика обучения математике, созданная на основе предложенной модели с использованием электронного учебно-методического комплекса, предполагает осуществление процесса обучения математике с учетом комплекса принципов отбора информационно-познавательных задач (принцип вариативности, принцип адекватности, принцип интеграции информационных математических знаний, принцип оптимизации), а ее использование обеспечит формирование ИКТ-компетентности.
Средства и приемы формирования ИКТ-компетентности учащихся 9-х классов в процессе обучения математике
Вместе с тем проблема формирования ИКТ-компетентности отражена в Федеральном государственном образовательном стандарте основного общего образования (ФГОС ООО) [124, с. 7], где представлена в метапредметном формате в блоке познавательных универсальных учебных действий (УУД). Согласно разработке модели «Программы развития универсальных учебных действий», под универсальными учебными действиями понимаются обобщенные действия, порождающие широкую ориентацию учащихся в различных предметных областях познания и мотивацию к обучению. Универсальный характер учебных действий выражается в том, что они носят метапредметный характер, обеспечивают целостность общекультурного, личностного и познавательного формирования личности, включают преемственность всех ступеней образовательного процесса и лежат в основе организации и регуляции любой деятельности учащегося независимо от ее специально-предметного содержания [9]. Программа развития универсальных учебных действий на ступени основного общего образования предполагает формирование компетенций обучающихся в области использования информационно-коммуникационных технологий. Вместе с тем, необходимость такого формирования подчеркивается в «Примерной основной образовательной программе образовательного учреждения. Основная школа». В документе подчеркивается [100, с. 15], что «к обучающимся предъявляются следующие учебно-практические и учебно-познавательные задачи, направленные на формирование и оценку ИКТ-компетентности обучающихся, требующие педагогически целесообразного использования ИКТ в целях повышения эффективности процесса формирования всех перечисленных выше ключевых навыков (самостоятельного приобретения и переноса знаний, сотрудничества и коммуникации, решения проблем и самоорганизации, рефлексии и ценностно-смысловых ориентаций), а также собственно навыков использования ИКТ».
Основной целью обучения в школе становится развитие личностных характеристик выпускника, которые представлены в ФГОС ООО в виде «портрета выпускника основной школы». Согласно «портрету выпускника» современный ученик должен уметь учиться, осознавать важность образования и самообразования для жизни и деятельности, формировать и развивать компетентности в области использования информационно-коммуникационных технологий (далее ИКТ-компетенции), применять полученные знания на практике. Формирование ИКТ-компетентности в процессе обучения позволяет обеспечить не только социализацию личности в будущем, но и гарантирует овладение эффективными методами и средствами сбора, накопления, передачи и переработки информации [124, с. 7].
Формирование ИКТ-компетентности должно осуществляться на каждом предмете, в том числе и математике. При этом умение осуществлять анализ информации, математическую обработку данных в исследовании, моделирование достигается преимущественно в процессе обучения математике.
Математика, по мнению А. Г. Мордковича, «это наука о математических моделях. Модели описываются в математике специфическим языком. Математический язык и математическая модель – ключевые слова в постепенном развертывании школьного курса математики, они составляют его идейный стержень» [78], и работа с ними непосредственно способствует формированию ИКТ-компетентности.
Математика в 9 классе (авторы А. Г. Мордкович, П. В. Семенов [77]) содержит завершающий теоретический материал алгебры основной общеобразовательной школы. Он базируется на принципиально новой концепции, ключевыми понятиями которой являются математический язык и математическая модель, а приоритетной содержательно-методической линией – функционально-графическая. Это позволяет учащимся овладеть универсальными учебными действиями (формализацией информации, построением математических моделей, анализом данных) с целью формирования у них ИКТ-компетентности в процессе обучения математике.
По мнению А. Я. Блох и М. Я. Блох, математический язык – это математическая деятельность, которая образует «его содержательную плоскость» [16, с. 52]. Процесс обучения математике всегда сопряжён с самостоятельным поиском, выбором, извлечением и интерпретацией информации, повышением её уровня и структурированием. В структуре математической деятельности выделяют символический, риторический, визуальный, инструментально-графический, моторно-ориентировочный, дискурсивный компоненты. Это тот потенциал, который может быть использован для формирования ИКТ-компетентности учащихся в процессе обучения математике, позволяющий осуществлять моделирование, анализ данных, кодирование, замещение. К примеру, в процессе решения математической задачи учащийся должен преобразовать представленную информацию, обратившись к различным языкам представления математической информации, а затем подобрать средства, удобные для её решения. Преобразование информации может происходить как в рамках одного языка представления (тождественные преобразования), так и сменой языка представления. Математический язык формируется на основе соединения компонентов математической деятельности, которые позволяют преобразовать информацию и осуществлять ее формализацию.
Модель формирования ИКТ-компетентности учащихся 9-х классов в процессе обучения математике
В. И. Крупич [63] под задачей понимает диалектическую взаимосвязь субъективной и объективной информации, в которой выделены внешнее строение – информационная культура, определяющая степень проблемности задачи, и внутреннее устройство задачи – внутренняя структура, которая определяет способ ее решения.
Ю. М. Колягин [58, с. 25] считает, что задачу следует рассматривать как сложную систему, отражающую определенное взаимоотношение субъекта с внешним миром (объектом) – определенным множеством, которое содержит взаимосвязанные через некоторые свойства и отношения элементы.
Л. М. Фридман [129, с. 93] определяет задачу как знаковую модель проблемной ситуации. При этом он подчеркивает, что в отличие от ситуации задачу можно формулировать, изменять, и даже передавать другому человеку, что за каждой задачей стоит определенная реальная ситуация. Подчеркивая различие в понятиях «задача» и «проблемная ситуация», автор определяет решение задачи как последовательный переход от поставленной проблемы через ее принятие и осознание к ее переформулировке в терминах, близких учащемуся.
Как утверждает Л. В. Виноградова [24, с. 32], математические задачи являются основным видом учебной деятельности, процесс решения которых способствует формированию и развитию ИКТ-компетентности учащихся посредством овладения умениями строить и изучать математические модели, развивать алгоритмическое и логическое мышление, т.е. осуществлять процесс познания. Анализируя приведенные выше определения, под понятием «задача» в настоящем исследовании будем понимать выраженную с помощью некоторого естественного или искусственного языка знаковую модель проблемной ситуации, поиск решения которой осуществляется преобразованием определенного объекта согласно последовательности действий (алгоритма), выявлением и осознанием субъектом затруднения, способ устранение которого происходит с помощью овладения определенными способами деятельности, необходимыми для осуществления процесса познания.
В представленных подходах «задача» раскрывается как процесс познания. В данном случае понятие «познание» рассматривается как родовое по отношению к понятию «задача».
В новейшем философском словаре [132] познание определяется как творческая деятельность субъекта, ориентированная на получение достоверных знаний о мире.
Новая философская энциклопедия [81] раскрывает познание как процесс построения идеальных планов деятельности и общения, создания знаково-символических систем, опосредующих взаимодействие человека с окружающим миром и другими людьми в ходе синтеза различных контекстов опыта.
В словаре по общественным наукам [37] отмечается, что познание – это процесс постижения действительности и приобретения знаний.
По мнению авторов (И. Н. Смирнов, В. Ф. Титов [116]), познание – это процесс получения человеком нового знания, открытие неизвестного ранее. Они считают, что результативность познания достигается в первую очередь активной ролью человека в этом процессе, которая заключается в выяснении предпосылок и обстоятельств, условий продвижения к истине, овладении для этого необходимыми методами и понятиями. С. П. Филин [125] под познанием понимает процесс приобретения знания путем эмпирического или чувственного исследования, постижение закономерностей объективного мира и совокупности знаний в некоторой отрасли науки. Использование задач в рамках формирования и развития ИКТ-компетентности учащихся способствует развитию процесса познания. Процесс познания предполагает усвоение учащимся новых знаний и способов преобразования своей деятельности. В связи с этим, в рамках формирования ИКТ-компетентности, задачи следует рассматривать как некий процесс познания, предполагающий целенаправленное усвоение новых методов, приемов, способов познавательной деятельности, которые используются субъектом при формировании ИКТ-компетентности.
Необходимость рассмотрения определения понятий «познание» и «задача» обусловлена использованием в дальнейшем исследовании понятия «информационно-познавательная задача».
В настоящем исследовании под информационно-познавательной (ИП) задачей будем понимать задачу, поиск решения которой предполагает осуществление преобразования математического объекта с учетом индивидуальных стилей кодирования информации, личностного опыта учащегося, средств и приемов создания, накопления, хранения, обработки информации.
В процессе решения информационно-познавательных задач происходит обучение учащимися приемам кодирования информации. Необходимость использования приемов кодирования информации обосновывает раскрытие такого понятия, как «прием». Рассмотрим определения понятия «прием». В толковом словаре С. И. Ожегова [83] прием трактуется как способ осуществления деятельности.
По мнению авторов (О. Б. Епишева [46], Г. Н. Кабанова-Меллер [53]), прием – это последовательность или совокупность определенных действий. Г. Н. Кабанова-Меллер [53] в определении понятия выделяет рациональную совокупность действий и операций, которые выполняются в определенном порядке. О. Б. Епишева [45, с. 73] отмечает, что в состав приема учебной деятельности (т.е. правила, инструкции, предписания и т.д.) может входить не только определенная система действий, но и словесно сформулированное суждение о том, какие действия и как варьируются в зависимости от требований задачи.
Как утверждает И. С. Якиманская [141], прием деятельности – это система логических действий и указаний к ним.
Содержание понятия «прием» наиболее полно отражает определение, сформулированное О. Б. Епишевой, в котором прием определяется как последовательность или совокупность определенных действий и указаний к ним. В дальнейшем исследовании будем использовать данное определение.
Электронный учебно-методический комплекс как средство формирования ИКТ-компетентности учащихся 9-х классов в процессе обучения математике
Анализ учебно-методической литературы по математике для 9-х классов [6, 57, 41] показал недостаточную ее направленность на формирование ИКТ-компетентности учащихся. Учебники ориентированы в основном на усвоение теоретического аппарата, развитие вычислительных и формально-оперативных алгебраических умений (выявление и использование особой символики, формирование новых понятий и свойств объектов), что выражается в наличии задач, решение которых позволяет учащимся овладеть такими приемами формирования познавательных универсальных учебных действий, как введение нового понятия, освоение и применение математической символики, осуществление поиска математических формул, получение формулировок определения понятий, формирование и преобразование графического образа. В рассмотренных учебниках недостаточно заданий, позволяющих в полной мере раскрыть УУД, которые направлены на формирование ИКТ-компетентности учащихся. К примеру, учебники Ш. А. Алимова и др. Алгебра. 9 класс [6] и Ю. М. Колягина и др. Алгебра. 9 класс [57] не предусматривают заданий, направленных на анализ данных. При этом в рассмотренных учебниках недостаточно раскрыты средства, использование которых позволили бы учащимся овладеть приемами развития и сопоставления образов, выделения существенных для моделирования свойств объекта, осуществле 99 ния анализа действий и формирования эмоционального оценивания информации, т.е. в полной мере освоить действия, связанные с умением осуществлять анализ информации, математическую обработку данных и математическое моделирование. Это является необходимым условием для формирования ИКТ-компетентности. Наиболее подробно содержание этих действий описывается в учебнике для учащихся общеобразовательных учреждений «Алгебра. 9 класс» авторов А. Г. Мордковича, П. В. Семенова [77]. Он основывается на концепции, ключевыми понятиями которой являются математический язык и математическая модель. Особое внимание при решении задач в этом учебнике уделяется процессу математического моделирования. Предложенный в учебнике материал стимулирует школьников к самостоятельному поиску информации.
Проведенный анализ учебников позволяет сделать вывод о том, что содержательный компонент учебного процесса, построенного с их использованием, не в полной мере реализует универсальные учебные действия (формализацию, моделирование и анализ данных). В связи с этим, необходимо выделить принципы отбора и конструирования содержания обучения математике учащихся 9 классов, направленные на формирование у них ИКТ-компетентности.
Существуют различные подходы к представлению принципов содержания обучения математике.
По мнению В. А. Далингера [36], в основу построения математического содержания положены методологические принципы: целостность, многоуровне-вость, многофункциональность и множественность.
Г. И. Саранцев [103] выделяет такие принципы отбора учебного материала, как: полноты, однотипности, контрпримеров, сравнения, непрерывного повторения, вариативности, единственного различия.
Однако, приведенные выше принципы не в полной мере учитывают требования, предъявляемые к ИКТ-компетентности. Они не отражают работу с информацией, не учитывают характеризующие ее действия, которые направлены на овладение методами, способами и приёмами создания информации, ее накопления, хранения и обработки.
Г. В. Дорофеев [42, c. 2], рассматривая вопрос о принципах отбора содержания школьного курса математики, исходит из характеристики уровня интеллекта личности: объема приобретенной информации и способности использовать эту информацию для достижения определенных целей. Автор считает, что основной задачей перестройки школьного образования на современном этапе развития общества является переориентация методической системы обучения на приоритет развивающей функции обучения по отношению к его образовательной, информационной функции, перенос акцентов с увеличения объема информации, предназначенной для усвоения учащимися, на формирование умений использовать информацию. Г. В. Дорофеев выделяет два ведущих принципа отбора содержания математического школьного образования, такие как информационная емкость и социальная эффективность. По мнению автора, обучение математике должно обеспечивать приобретение всеми учащимися объема знаний, достаточного для реализации целей математического образования, и формирование кадрового потенциала общества во всех сферах деятельности, требующих математических знаний и интеллектуальной культуры.
Г. В. Дорофеев [42, c. 4] отмечает, что содержание обучения математике должно обеспечивать: – максимальные возможности для организации полноценной математической деятельности учащихся (интеллектуальная емкость); – реализуемость усвоения программных знаний всеми учащимися в условиях развитой уровневой и профильной дифференциации и ограниченности объема учебного времени совокупностью внешних факторов (дифференцированная реализуемость); – максимальные возможности для формирования, поддержания и развития интереса к изучению математики на каждом этапе обучения (познавательная емкость); – выявление математических и общеинтеллектуальных способностей учащихся с целью их обоснованной ориентации на профиль обучения и выбор специальности (диагностико-прогностическая емкость); – возможность изучения других школьных предметов на современном уровне развития соответствующих наук и методик обучения.
Основным принципом отбора математического содержания образования, по мнению Г. В. Дорофеева [42], должна быть его фундаментальность, которая обеспечит реализацию основных целей образования.
Сформулированные Г. В. Дорофеевым требования отбора математического содержания являются важными для формирования ИКТ-компетентности. Они направлены на работу с информацией и взаимосвязаны с ИКТ-компетентностью, т.к. отражают объем знаний, объем информации для усвоения учащимися, выявление способностей учащихся и организацию их деятельности, объем приобретенной информации и формирование умений ее использовать, реализацию целей математического образования, формирование, поддержку и развитие интереса к изучению математики.
В связи с этим, в настоящем исследовании рассмотренные требования отбора содержания обучения должны учитываться в качестве основы для формулирования принципов отбора математического содержания с позиции формирования ИКТ-компетентности учащихся.
Согласно ФГОС ООО содержательный компонент обучения математике должен отражать основные требования к метапредметным результатам освоения базового курса математики 9 класса, которые включают познавательные универсальные учебные действия.
Организация и результаты поискового этапа
Констатирующий этап опытно-поисковой работы заключался в обосновании актуальности темы исследования на теоретическом и практическом уровнях; определении основных требований к содержанию обучения математике учащихся 9-х классов; создании ЭУМК; использовании информационно-познавательных задач, в процессе решения которых происходит обучение приемам формирования ИКТ-компетентности.
В рамках данного этапа, в результате анализа нормативно-правовой, психолого-педагогической и научно-методической литературы по проблеме исследования, были уточнены базовые понятия исследования: ИКТ-компетентность, ЭУМК, информационно-познавательные задачи, приемы формирования ИКТ-компетентности – и показать эффективность развития универсальных учебных действий учащихся в процессе формирования ИКТ-компетентности. Проводимая на данном этапе педагогического эксперимента опытно-поисковая работа позволила выделить и раскрыть компоненты и этапы формирования ИКТ-компетентности, приемы формирования ИКТ-компетентности, виды информационно-познавательных задач и подтвердить необходимость применения ЭУМК для достижения цели исследования – формирования у учащихся 9-х классов ИКТ-компетентности в процессе обучения математике.
Опытно-поисковая работа на первом этапе педагогического эксперимента предполагает решение следующих задач:
1. Для выяснения возможностей осуществления процесса формирования ИКТ-компетентности у учащихся провести анализ содержания учебных пособий и учебников по математике 9-х классов. Проведенный анализ показал, что содержание учебников математики 9-х классов [6, 41, 57, 77] ориентировано в основном на выполнение действий, которые связаны с развитием вычислительных и формально-оперативных алгебраических умений. Содержательный компонент учебного процесса не в полной мере позволяет реализовать такие необходимые для формирования ИКТ-компетентности учащихся универсальные учебные действия, как формализация, моделирование и анализ данных. Указанные действия способствуют развитию каждого из компонентов ИКТ-компетентности.
2. Посредством посещения уроков и проведения их анализа выявить общую картину обучения учащихся в 9-х классах (приложение 3, с. 215).
Анализ посещенных уроков математики в 9-х классах показал, что при изложении учебного материала в основном применялся объяснительно-иллюстративный метод с использованием элементов проблемного обучения. В качестве примера приведем ситуацию, когда учитель на уроке в 9 классе по теме «Методы решения систем уравнений» перед учащимися ставит проблему решения определенной задачи, которая описывает реальную жизненную ситуацию. В последствии организуется дискуссия с учениками, и в результате делается вывод, что практически каждую реальную ситуацию можно смоделировать, т.е. построить для нее математическую модель в виде системы уравнений, к которой сводит 163 ся решение задачи. При этом, чаще всего в качестве основной выбирается фронтальная и групповая формы работы на уроках математики в 9-х классах. Индивидуальная форма работы встречается лишь в рамках выполнения самостоятельных и контрольных работ.
Учитель организует учебную деятельность учащихся 9-х классов по математике ориентируясь на их потребность в овладении, самостоятельном поиске и приобретении новых знаний по изучаемому материалу. Он использует познавательный интерес учащихся к предмету для повышения их образовательного уровня. Осознание учащимися смысла изучаемых объектов происходит в деятельност-ной форме, при этом учитель старается указать на значимость тех или иных предметных знаний, умений, навыков для овладения понятием.
Указанные характеристики относятся к мотивационно-когнитивному и деятельно-смысловому компонентам ИКТ-компетентности. Регулятивный и рефлексивно-диагностический компоненты не отражены в учебном процессе.
3. Изучить путем проведения анкетирования опыт учителей по формированию у учащихся 9-х классов ИКТ-компетентности на уроках математики (приложение 4, с. 216).
Из 30 учителей средней школы, участвовавших в опросе, 82% считают, что формирование у учащихся ИКТ-компетентности необходимо по нескольким причинам, к которым можно отнести выполнение требований федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования, развитие умений учащихся осуществлять информационную деятельность для решения профессиональных задач и реализации поставленных целей на основе своих компетенций в сфере ИКТ (на основе опыта использования способов и приёмов создания, накопления, хранения и обработки информации с помощью средств компьютерной техники) и др. Среди опрошенных учителей 53% респондентов применяют ИКТ-компетентность учащихся в процессе обучения (используют их готовность и способность к осуществлению информационной деятельности, направленной на умение отыскивать нужную информацию и использовать ее при решении задач в стандартных и нестандартных ситуациях). Анализ анкет показал, что 77% учителей хотят и готовы формировать у учащихся ИКТ-компетентность на уроке. Из них 68% главной причиной, препятствующей процессу формирования ИКТ-компетентности у учащихся на уроке считают нехватку времени на подготовку. На отсутствие необходимых для формирования ИКТ-компетентности методических рекомендаций и дидактических материалов, указывают 56% респондентов. 62% опрошенных учителей признают, что не владеют необходимыми для формирования ИКТ-компетентности учащихся приемами обучения и соответствующей методикой.
4. Изучить посредством анкетирования опыт учащихся 9-х классов в овладении ИКТ-компетентностью (изучить их готовность и способность к осуществлению информационной деятельности, применяя способы и приемы обработки информации), в определении основных источников информации, используемых ими в процессе овладения учебным материалом (при подготовке к выполнению домашних работ), и возникающие при этом трудности в процессе работы с информацией (приложение 5, с. 218).
Среди опрошенных при анкетировании 218 учеников 9-х классов более 80% к основным характеристикам процесса осуществления информационной деятельности, направленной на формирование ИКТ-компетентности, относят умение отыскивать нужную информацию и правильно ее применять.
Выявлены основные, с точки зрения учащихся 9-х классов, источники учебных материалов по математике (рисунок 48) и затруднения, возникающие при работе с ними (рисунок 49).