Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Теоретические основы организации самостоятельной деятельности студентов спо в информационно-предметной среде обучения 15
1.1. Единая информационная среда обучения: сущность и основные технологии, применяемые в обучении математике 15
1.2. Педагогические условия использования облачных технологий в обучении математике студентов СПО 41
1.3. Особенности формирования самостоятельной деятельности студентов в рамках единой информационной образовательной среды при обучении математике 49
Выводы по I главе 61
ГЛАВА II. Модель организации самостоятельной деятельности студентов спо в процессе обучения математике на основе использования облачных технологий 64
2.1. Модель организации самостоятельной деятельности студентов СПО в предметно-информационной образовательной среде в процессе обучения математике 64
2.2. Методика обучения математике студентов СПО, направленная на формирование самостоятельной деятельности обучающихся 75
2.3. Организация и анализ результатов экспериментальной проверки обучения с использованием облачных технологий 110
Выводы по II главе 118
Заключение 121
Библиография 123
Приложения 144
- Единая информационная среда обучения: сущность и основные технологии, применяемые в обучении математике
- Особенности формирования самостоятельной деятельности студентов в рамках единой информационной образовательной среды при обучении математике
- Модель организации самостоятельной деятельности студентов СПО в предметно-информационной образовательной среде в процессе обучения математике
- Организация и анализ результатов экспериментальной проверки обучения с использованием облачных технологий
Единая информационная среда обучения: сущность и основные технологии, применяемые в обучении математике
Согласно новым требованиям федеральных государственных образовательных стандартов (ФГОС) качество учебно-воспитательного процесса должно быть обеспечено системой информационно-образовательных ресурсов и инструментов, которые отвечают условиям реализации основной образовательной программы учебного учреждения и формируют информационно-образовательную среду (ИОС). ИОС является важнейшим условием и одновременно средством формирования новой системы образования.
Компьютерные технологии позволяют значительно индивидуализировать образовательный процесс, увеличить скорость усвоения учебного материала, существенно усилить практическую ценность, в целом благоприятно влияют на качество образования.
На основе анализа научно-педагогических исследований (А.Г. Абросимов [1], К. Г. Кречетников [79], Ю.С. Песоцкий [112], И.В. Роберт [123], О.И. Соколова [145], B.Н. Ефименко [145], Е.И. Трофимова [153], СВ. Щербатых [166] и др.) по вопросам создания и применения информационных ресурсов образовательного назначения в рамках единой информационной образовательной среды определены направления использования мультимедийных образовательных материалов, информационных и коммуникационных технологий в учебном процессе:
- представление обучающих материалов в графической, звуковой, анимированной форме;
- осуществление дифференциации и индивидуализации обучения;
- автоматизация процесса закрепления и применения учебного материала с учетом интерактивности электронных учебных пособий; - автоматизация системы контроля, оценки и коррекции знаний учеников;
- формирование информационной культуры;
- получение доступа и оперирование большим объемом информации;
- организация различных подходов к решению поставленной учебной задачи. В связи с информатизацией всех процессов, происходящих в обществе,
преподаватели стали использовать в своей деятельности информационные технологии. Но, как правило, они ограничиваются применением одного приложения, и практически не систематизируют и не обобщают свою работу между несколькими информационными сервисами, создавая так называемую единую информационную среду.
Понятие «среда» отражает взаимосвязь условий, которые обеспечивают развитие человека. В этом случае предполагается его присутствие в среде, взаимодействие окружения с субъектом, взаимовлияние. Педагогическая среда -это специально создаваемая система условий организации жизнедеятельности, в соответствии с педагогическими целями [73]. Понятие образовательной среды разрабатывается на протяжении последних десятилетий рядом ученых, как в нашей стране, так и за рубежом. В применении к практике обучения и воспитания вопросы конструирования образовательной среды рассмотрены в ряде работ А.Г. Абросимова [1,2], Л.Н. Кечиева [68], Ю.С. Песоцкого [112], И. В. Роберт [128], О.И. Соколовой [146] и др.
Рассмотрим основные подходы к определению информационно-образовательной среды. Л.Н. Кечиева, Г.П. Путилова, СР. Тумковский [118], под информационно-образовательной средой понимают совокупность компьютерных средств и способов их функционирования, используемых для реализации обучающей деятельности.
И.В. Роберт, А. А, Кузнецов [128] информационной образовательной средой называют совокупность условий, которые при использовании распределенного информационного ресурса в области образования, науки и культуры обеспечивают единые подходы к осуществлению информационной деятельности и информационного взаимодействия. Также они рассматривают информационно 17 коммуникационную предметную среду, представляющую собой совокупность
условий, которые обеспечивают информационное взаимодействие между студентами и интерактивными средствами. В этом случае студенты получают доступ к информационным образовательным ресурсам, которые представляют собой сборник теоретических материалов, интерактивных апплетов, презентаций и пр., а также получают возможность получить ответы на вопросы, общаться с другими студентами, обсуждая поставленные задачи. Информационная образовательная среда – это программно-телекоммуникационная среда, основанная на использовании компьютерной техники, реализующая качественное информационное обеспечение студентов, преподавателей, родителей, администрацию учебного заведения и общественность едиными технологическими средствами и взаимосвязанным содержательным наполнением [46]. Таким образом, в нашем исследовании, информационная образовательная среда – это системно-организованная совокупность информационных ресурсов, средств передачи данных, организационно-методического и аппаратно-программного обеспечения, направленная на удовлетворение потребностей пользователей в информационных услугах и ресурсах образовательного характера.
Следует отличать информационное пространство от информационной среды. Под образовательным пространством понимается система образования в целом, т.е. совокупности всех учебных заведений, связанных с определенными отношениями и подчиняющихся одним законам.
Единая информационно-образовательная среда образовательного учреждения включает:
- комплекс электронных образовательных ресурсов;
- совокупность технологических средств, информационные и коммуникационные технологии, обеспечивающие работоспособность данной среды;
- системы контроля и оценивания знаний студентов;
- системы коммуникаций между пользователями среды; - облачные сервисы, обеспечивающие взаимосвязь основных компонентов среды между собой и всей среды с обучающимися. Целью создания информационно-образовательной среды является перевод на новый технологический уровень всех информационных процессов, проходящих в образовательном учреждении, для чего необходимо интегрировать ИКТ в педагогическую деятельность.
Особенности формирования самостоятельной деятельности студентов в рамках единой информационной образовательной среды при обучении математике
Современная дидактика рассматривает самостоятельную работу студентов, с одной стороны, как вид учебного труда, осуществляемый без непосредственного вмешательства преподавателя, но под его руководством, а, с другой – как средство вовлечения студентов в самостоятельную познавательную деятельность. От успешности решения задач методического характера, связанных с информационным содержанием и способом использования автоматизированных систем обучения во многом зависит эффективность использования средств информационных технологий в самостоятельной работе студентов [71, 165]. Таким образом, под самостоятельной деятельностью студента будем понимать способ активного, целенаправленного приобретения студентом новых для него знаний и умений без непосредственного участия в этом процессе преподавателей. Согласно письму Министерства Образования РФ от 27.11.2002 г., № 14-55-996ИН/15 «Об активизации самостоятельной работы студентов высших учебных заведений»: «подготовка квалифицированного работника соответствующего уровня и профиля, конкурентоспособного на рынке труда, компетентного, ответственного, свободно владеющего своей профессией и ориентированного в смежных областях деятельности, способного к эффективной работе по специальности на уровне мировых стандартов, готового к постоянному профессиональному росту, социальной и профессиональной мобильности; удовлетворение потребностей личности в получении соответствующего образования» невозможно без повышения роли самостоятельной работы студентов над учебным материалом, усиления ответственности преподавателей за развитие навыков самостоятельной работы, за стимулирование профессионального роста студентов, воспитание их творческой активности и инициативы [116]. Основные цели проведения самостоятельной работы студентов: расширение и углубление теоретических знаний;
развитие познавательных способностей и активности студентов (самостоятельности, ответственности и организованности, творческой инициативы); систематизация и закрепление полученных теоретических знаний и практических умений студентов; формирование самостоятельности мышления, способности к саморазвитию, самосовершенствованию и самореализации; формирование компетенции использовать различные источники информации и специальную литературу; развитие исследовательских умений [114]. По мнению В.П. Шишкина [164] самостоятельная деятельность студента является высшей формой учебной деятельности, формой самообразования, которая осознана им как свободная по выбору и внутренне мотивированная деятельность. Данная трактовка предполагает следующие действия студента: осознание цели самостоятельной деятельности; принятие учебной задачи; придание ей личностного смысла; подчинение выполнению этой задачи других интересов и форм занятости студента; организация плана учебных действий по выполнению поставленных задач; самоконтроль в ходе выполнения поставленных задач [164].
Перечисленные действия соответствуют представлениям информационно-образовательной среды как условия формирования предметных компетенций.
В.П. Шишкин [164] в зависимости от характера руководства со стороны преподавателя, места и времени проведения, а также способа контроля за результатами подразделяет самостоятельную работу студентов на следующие виды: самостоятельную работу во время основных аудиторных занятий (лекций, семинаров, лабораторных работ); самостоятельную работу под контролем преподавателя в форме плановых консультаций, творческих контактов, зачётов и экзаменов; внеаудиторную самостоятельную работу при выполнении студентом домашних заданий учебного и творческого характера [164].
Традиционные аудиторные и внеаудиторные самостоятельные работы используются в процессе обучения давно, и достаточно полно исследованы в педагогических трудах. При этом, большинство самостоятельных работ, по своей организации, содержанию и структуре направлены на освоение предметных компетенций. В настоящее время около половины запланированного на изучение предмета времени отводится на самостоятельную работу студентов без руководства преподавателя. При этом сокращается количество аудиторных часов, отводимых на математические дисциплины. Следовательно, появляется необходимость более эффективной организации самостоятельной работы студентов и проведения аудиторных занятий, в частности, поиска форм и способов обучения, позволяющие студентам усваивать необходимый объем знаний и умений в отведенное на изучение математики время. Однако, в практике самостоятельная работа в учебных заведениях СПО является одной из наименее организованных и управляемых форм процесса обучения, в то время, как по важности задач, возлагаемых на нее, она занимает ведущее место. Это противоречие отрицательно сказывается на результатах процесса обучения.
Модель организации самостоятельной деятельности студентов СПО в предметно-информационной образовательной среде в процессе обучения математике
В условиях перехода на новые федеральные государственные образовательные стандарты в системе среднего профессионального образования важнейшей задачей образования является организация самостоятельной работы обучающихся. Эффективная организация самостоятельной работы позволит интенсифицировать и индивидуализировать подготовку студентов. Одним из направлений организации самостоятельной работы является создание единой информационной среды.
Проблема эффективности организации самостоятельной работы студентов длительное время является актуальной темой в педагогике. Наиболее проницательные педагоги прошлого неоднократно отмечали, что основные цели образования достигаются, прежде всего, как результат собственных усилий обучающихся. Сложность организации самостоятельной работы в образовательном процессе состоит в том, что большинство учебных пособий не в полной мере содействуют развитию самостоятельности учащихся и их познавательной активности. В них в основном излагается содержание учебного материала и решение заданий по заданному шаблону, вместе с тем игнорируются задания, которые требуют самостоятельного наблюдения примеров; раскрытия существенных признаков, характеризующих сущность понятий, правил, законов; нахождения сходства и различия между сопоставляемыми явлениями; формулирования новых выводов. Правила, законы, выводы в основном даются в готовом виде и требуют только заучивания. В связи с данными проблемами важную роль в организации самостоятельной деятельности студентов играет использование дополнительных средств обучения: готовых или разработанных самостоятельно. В настоящий момент не вызывает сомнений тот факт, что воздействие, которое оказывает Интернет на современное общество и личность пользователя, становится более глубоким и системным. Интернет-технологии не просто предоставляют новые возможности для коммуникации, но и порождают особое культурное пространство, в котором субъект вовлекается в новые виды деятельности и процессы коммуникации. За последние годы появляется все больше научно-методических разработок, посвященных использованию интернет ресурсов в образовательном пространстве. Развитие интерактивных технологий и виртуальных коммуникационных средств, а также их использование для организации образовательного процесса позволили выделить новое направление в дидактике – инфодидактику. Под инфодидактикой следует понимать процесс организации информационной образовательной среды с помощью современных средств виртуальной коммуникации [27]. Роль информационно-коммуникационных технологий в общеобразовательном процессе определена в документах Правительства РФ, Министерства образования РФ, относящихся к стратегии модернизации образования. Информационно-коммуникативная компетентность – один из основных приоритетных целей общего образования, и связано это не только с внутриобразовательными причинами. Меняется весь характер жизни, необыкновенно возрастает роль информационной деятельности, а внутри нее – активной, самостоятельной обработки человеком информации, принятия им оригинальных решений в непредвиденных ситуациях с использованием информационно-коммуникационных технологий.
Наиболее значимыми отличительными чертами формирующейся новой системы образования являются: Переход от «обучения» к «образованию».
Непрерывное и опережающее образование, его фундаментализация, направленность на личностно-ориентированное обучение и развитие творческих способностей обучаемых.
Широкое и непрерывное применение информационных и коммуникационных технологий в образовательном процессе.
Создание единого интерактивного образовательного информационного пространства и переход к открытому образованию.
Обучение математике гуманитариев всегда вызывало определенную трудность. Существует определенная пропасть между естественнонаучными и гуманитарными знаниями, которую можно преодолеть за счет использования коммуникационных технологий.
Основными задачами современных информационных технологий обучения являются разработка интерактивных сред управления процессом познавательной деятельности, доступа к современным информационно- образовательным ресурсам (мультимедиа учебникам, различным базам данных, обучающим сайтам и другим источникам).
Информационные технологии, применяемые в учебном процессе, можно разделить на две группы:
1. Облачные технологии (доступ к которым возможен через сеть Интернет).
2. Локальные технологии (устанавливаются непосредственно на компьютер). Использование облачных технологий в обучении качественно меняет методы
организации самостоятельной деятельности студентов. Их внедрение в учебный процесс позволяет создать модель организации самостоятельной деятельности студентов, в которую будут включены как программные, технические и содержательные составляющие, так и возможность полного контроля и мониторинга самостоятельной работы. Возможности, представляемые новыми информационными технологиями, позволяют качественно повысить уровень выполнения внеаудиторной работы студентами, влияя, таким образом, на качество обучения в целом. Модель – искусственно созданный объект в виде схемы, физических конструкций, знаковых форм и формул, который, будучи подобен исследуемому объекту, отображает и воспроизводит в более простом и огрубленном виде структуру, свойства, взаимосвязи и отношения между элементами этого объекта [99]. Это свойство особенно важно при моделировании педагогических процессов, так как педагогические воздействия и его результаты разнесены в пространстве и во времени. В современной педагогике моделью является, с одной стороны, «специально созданная форма объекта для воспроизведения некоторых характеристик подлинного объекта, подлежащего познанию» [165], с другой — «мысленно представляемая или материально реализованная система, которая, отображая или воспроизводя объект исследования, способна замещать его так, что ее изучение дает нам новую информацию об этом объекте» [31]. При конструировании модели главная задача заключается в том, чтобы, «используя в единстве и целостности разнообразные методы, обеспечить гибкость системы, сделать ее способной быстро реагировать, приспосабливаться к постоянно изменяющимся условиям» [51]. При этом компоненты предлагаемой модели должны раскрывать внутреннюю организацию процесса организации самостоятельной работы студентов.
Педагогические модели являются результатом одного из двух взаимно-противоположных методов познания: абстрагирования (движения мысли от практики к теории) и конкретизации (движения мысли от теории к практике).
С одной стороны, при создании модели исследователь выделяет свойство и наиболее существенные характеристики важные для него и осуществляет абстрагирование от всех других свойств.
С другой стороны, модель – объект, для которого выполняются все утверждения той или иной теории, рассматривается как пример конкретизации теории.
Организация и анализ результатов экспериментальной проверки обучения с использованием облачных технологий
Педагогический эксперимент исследования заключался во внедрении модели организации самостоятельной деятельности студентов на основе облачных технологий в процесс обучения математике. Экспериментальная работа велась в течение 2010-2013 годов со студентами первого курса СПО филиала ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный университет» в городе Армавире. Экспериментальная работа включала в себя три взаимосвязанных этапа: констатирующий, поисковый, обучающий. На этапе констатирующего эксперимента конкретизировались и эмпирически обосновывались основные задачи целенаправленного формирования самостоятельной деятельности студентов в процессе их математической подготовки в СПО. На данном этапе была выделена структура самостоятельной деятельности, разработаны уровни ее сформированности, определены содержание и средства обучения на примере темы «Тригонометрические уравнения и неравенства», способствующие формированию и развитию самостоятельной деятельности студентов СПО. В ходе констатирующего этапа эксперимента было установлено, что эпизодическое использование информационных технологий в обучения и/или использование методов и форм, привносящих самостоятельную активность студентов в организацию процесса изучения курса математики, не позволяет создать благоприятные условия, способствующие повышению уровня сформированности самостоятельной деятельности студентов СПО.
На поисковом этапе эксперимента была разработана методика обучения математике, на основе использования облачных технологий в процессе изучения курса «Математика», направленная на формирование самостоятельной деятельности студентов СПО.
На третьем этапе исследования (обучающем эксперименте) была организована проверка эффективности модели обучения математике, способствующего формированию и развитию самостоятельной деятельности студентов с использованием облачных технологий. В качестве основных показателей мы выделили: 1) уровень математической компетенции студентов; 2) уровень сформированности самостоятельных действий. В эксперименте принимали участие две группы: экспериментальная– ЭГ, общей численностью 48 студентов первого курса СПО филиала ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный университет» в городе Армавире по специальности 080114 Экономика и бухгалтерский учет (по отраслям). Контрольная группа – КГ в общем составе 48 человек того же курса по специальности 080110 Банковское дело. Результаты входного тестирования по математике по первому критерию на начало эксперимента представлены в таблице 5 и на рис. 23: Итоги диагностической работы показали, что уровень математической компетентности в этих группах приблизительно одинаков: в контрольной группе высокий уровень математической компетенции составляетм 12%, в экспериментальной – 10,4%; средний уровень в контрольной группе составляет 56%, в экспериментальной – 60,4%; низкий уровень знаний в контрольной группе составляет 32%, в экспериментальной – 29,1%. 113 На этом этапе сравнительный анализ каждой пары контрольной и экспериментальной групп студентов показал, что в контрольной группе и в экспериментальной группе уровень математической компетентности неразличен. На обучающем этапе предстояло сравнить результаты последнего среза (таблица 6) с результатами входного тестирования. Результаты тестирования по математике на конец эксперимента представлены на рис. 24: 30 20 10 0 низкий средний высокий Рис. 24.Уровень математической компетентности на контрольном этапе Итак, гистограммы показали, что уровень математической компетентности в этих группах имеет существенные различия: в контрольной группе высокий уровень математической компетентности составляет 16%, в экспериментальной – 25%; средний уровень в контрольной группе составляет 62%, в экспериментальной – 68,8%; низкий уровень знаний в контрольной группе составляет 22%, в экспериментальной – 6,2%. С целью выявления уровня сформированности самостоятельных действий нами были использованы методы экспертной оценки и самооценки. В таблице 6 и на рис. 25 и 26 приведены количественные данные, полученные на начало (НЭ) и конец (КЭ)эксперимента.
