Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ МЕТОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ И ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ СОСТАВ СРЕДСТВ ОБУЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ ИКТ 12
1.1. Основные понятия и определения 12
1.2. Факторы, определяющие состав средств обучения информатике 15
1.3. Тенденции развития методической системы обучения информатике 19
1.3.1 Цели обучения информатике 41
1.3.2 Содержание курса информатики 43
1.3.3 Методы и организационные формы обучения информатике 55
1.3.4 Средства обучения информатике 60
Выводы по первой главе 63
Глава 2. ФОРМИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ СРЕДСТВ ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ НА БАЗЕ ИКТ 66
2.1 Дидактические возможности средств обучения на базе ИКТ ...66
2.2 Требования, предъявляемые к средствам обучения на базе ИКТ . 75
2.3 Типология средств обучения на базе ИКТ 85
2.4 Распределение средств обучения информатике на базе ИКТ по разделам и темам курса информатики 103
2.5 Апробация эффективности общей методики построения системы средств обучения на основе ИКТ 114
Выводы по второй главе 119
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 121
- Основные понятия и определения
- Дидактические возможности средств обучения на базе ИКТ
- Требования, предъявляемые к средствам обучения на базе ИКТ
Введение к работе
Современное образование немыслимо без использования во всех его формах информационных и телекоммуникационных технологий (ИКТ). Сегодня практически невозможно найти учебное заведение, в котором бы не изучались или не использовались информационные технологии и соответствующие информационные ресурсы. При этом одной из основных сфер применения подобных технологий и ресурсов в образовании был и остается учебный процесс. Компьютерные программные средства и информационные ресурсы применяются как с целью изучения собственно информационных технологий, так и при обучении другим областям знаний.
Анализ возможностей и дидактической целесообразности использования средств ИКТ в обучении опирается на психолого-педагогическую концепцию применения педагогических программных средств (ППС) в учебном процессе.
Эта концепция сформировалась благодаря трудам ряда отечественных и зарубежных психологов, дидактов и методистов. Место и функции средств ИКТ в учебном процессе были предметом анализа в работах Б.Ф. Ломова, O.K. Тихомирова, В.В. Рубцова, Н.Ф. Талызиной, Т.В. Габай, Е.И. Машбица, И.В. Роберт, А.Л. Семенова и др. Проанализированы компоненты деятельности преподавателей, эффективность которых может быть повышена при использовании ППС (Н.Ф. Талызина, И.В. Роберт, Т.А. Сергеева, Т.В. Габай и др.). Обоснованы ведущие психолого-педагогические принципы построения учебных программных средств: учет психологических особенностей усвоения на отдельных этапах образовательного процесса (Н.Ф. Талызина), диалогического характера обучения (В.Я. Ляудис, Е.И. Машбиц), учет различных аспектов мотивации учебной
деятельности, рост творческой составляющей обучения, стимулирование с помощью средств ИКТ продуктивной мыслительной деятельности (A.M. Матюшкин, Я.А. Пономарев, O.K. Тихомиров и др.) и т.д. Рассмотрены вопросы влияния компьютеров на умственное развитие школьников (Б.Ф. Ломов, К.М. Гуревич, В.В. Рубцов и др.), организации учебной деятельности обучаемых при работе со средствами ИКТ (Т.А. Сергеева, Л.В. Невцева и др.), в частности, организации совместной деятельности в процессе обучения (В.В. Рубцов, В.П. Долматов и др.) и т.д.
Дидактические и методические аспекты проблемы применения средств обучения (СО) на базе ИКТ были связаны, как правило, на обосновании задач применения информационной технологии в обучении (М.М. Буняев, В.М. Монахов, И.В. Роберт, В.В. Рубцов, А.Я. Савельев и др.), анализе возможностей средств ИКТ в повышении качества образовательного процесса (А.Я. Ваграменко, Б.С. Гершунский, С.Г. Григорьев, В.В. Гриншкун, А.А. Кузнецов, Т.А. Сергеева, Е.В. Огородников и др.), определения комплекса требований к ППС (И.В. Роберт, А.А. Кузнецов, Т.А. Сергеева др.).
В первые годы развития информатизации образования в нашей стране информатика как учебный предмет была лидером в разработке ППС для поддержки учебного процесса. Однако в последующем эти исследования в большей степени стали относиться к методическим системам обучения (МСО) другим предметам. Вместе с тем, в настоящее время усиливается роль СО в МСО информатике, связанная со значительным расширением их дидактических возможностей, обусловленных развитием средств ИКТ. К примеру, значительно увеличились демонстрационные возможности СО на основе ИКТ, вырос уровень их интерактивности и т.д.
Параллельно с развитием ИКТ и возможностей СО созданных на их основе меняются цели, идеология построения и содержание школьного курса информатики. Развитие содержания этого учебного предмета условно можно разбить на три этапа (поколения).
Если первое поколение курса «основы информатики и вычислительной техники» можно было назвать "программистским курсом", то второе поколение этого курса можно охарактеризовать как "пользовательский курс".
Сегодня мы можем говорить о переходном этапе к третьему поколению школьного курса информатики, основу которого составило понимание того, что готовность к использованию ИКТ связана не только с непосредственными знаниями самих средств ИКТ, а и с умениями строить информационные модели, изучаемых объектов и процессов.
Концепция нового курса информатики, его цели и задачи, отражают задачи модернизации школьного образования: переход от формирования знаний к личностно значимым, практико-ориентированным умениям, готовности к жизни и деятельности в информационном обществе. Такое понимание целей и содержания курса информатики связано с формированием новых видов учебной деятельности, которые необходимо поддерживать адекватными СО на основе ИКТ.
Стоит также отметить, что изменилась структура содержания обучения информатике в школе. Появились пропедевтический этап обучения информатике в начальной школе, базовый этап в основной школе, профильное обучение на старшей ступени школы, предполагающее двухуровневое содержание образования. В старших классах вводятся элективные курсы, учебные проекты по
информатике. Все это в свою очередь резко расширяет состав СО необходимых для поддержки образовательного процесса.
Очевидно, что все названные выше факторы не могли не оказать существенного влияния на состав и функции СО на базе ИКТ школьного курса информатики.
Характеризуя состояние СО информатике на основе ИКТ можно отметить, что попытки создать систему средств обучения (ССО) информатике на основе ИКТ были предприняты еще в конце 80-х -начале 90-х годов прошлого века и во многом отражают идеологию построения МСО этому курсу первых двух поколений. К этим работам можно отнести кандидатскую диссертацию А.С. Лесневского «ППС для практической работы школьников по курсу ОИВТ» 1988 г., пакет ППС, созданный в 1990 г. под руководством В.М. Монахова, А.А. Кузнецова, «Перспектива: пакет ППС по курсу информатика». Давая оценку этому периоду создания СО, можно сказать, что процесс их разработки шел в значительной мере стихийно: пакеты ППС были во многом разрознены и конъюнктурны; состав и структура этих пакетов не имели достаточного научного и методического обоснования.
Конечно, попытки создания пакетов ППС для обучения информатике на этом не были закончены, но большинство из них было направлено на поддержку обучения по конкретным школьным учебникам, например учебникам С.А. Бешенкова, Н.Д. Угриновича и др. Как правило, данные пакеты были связаны с практическими работами по учебному материалу этих учебников.
Анализ существующих пакетов ППС показывает, что СО на основе ИКТ крайне неравномерно распределены по их методическим функциям "где густо, а где пусто". Например, создано более 30 клавиатурных тренажеров и несколько десятков исполнителей
алгоритмов. Вместе с тем, ряд типов ППС по информатике практически отсутствует.
Все сказанное определяет актуальность исследования, направленного на научно-методическое обоснование состава средств обучения информатике на базе ИКТ, с учетом перспектив развития методической системы обучения этого учебного предмета.
Проблема исследования определяется противоречием между потребностями образовательного процесса в средствах обучения информатике на основе ИКТ и состоянием разработки средств обучения информатике на основе ИКТ.
Цель исследования - разработать принципы формирования системы средств обучения информатике на основе ИКТ, исходя из потребностей образовательного процесса и учитывая тенденции развития методической системы обучения информатике.
Объектом исследования является методическая система обучения информатике.
Предмет исследования - принципы формирования системы средств обучения информатике на основе ИКТ.
Гипотеза исследования заключается в том, что система средств обучения информатике на базе ИКТ будет эффективно реализовывать свои функции в методической системе обучения информатике, если
будет сформирована, исходя из анализа потребностей образовательного процесса, а не только из потенциальных дидактических возможностей средств ИКТ;
будет ориентирована на перспективы развития содержания, методов и организационных форм обучения информатике;
будет строиться с учетом развития вариативности содержания образования, иметь инвариантную и вариативную части;
система будет носить открытый характер и в условиях централизованного формирования «коллекции цифровых образовательных ресурсов (ЦОР)» ее можно будет дополнять средствами обучения, исходя из методических позиций авторов учебников и отдельных учителей;
будет структурирована на основе классификации средств ИКТ по их методическим функциям.
Проблема, предмет и гипотеза исследования определяют его задачи:
Рассмотреть тенденции развития методической системы обучения информатике;
Проанализировать дидактические возможности средств обучения на основе ИКТ;
Выявить потребности образовательного процесса в средствах обучения на базе ИКТ по содержательным линиям, исходя из анализа видов учебной деятельности;
Обосновать место средств обучения информатике на основе ИКТ в образовательном процессе, исходя из их классификации по методическим функциям;
Предложить подходы к распределению существующих и перспективных средств обучения на основе ИКТ по разделам и темам школьного курса информатики.
Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования: изучение и анализ научной, психолого-педагогической, методической и специальной литературы по проблематике исследования, анализ существующих наборов электронных образовательных ресурсов, обобщение опыта их использования в учебном процессе.
Научная новизна исследования определяется:
Выявлением потребностей образовательного процесса в средствах обучения на базе ИКТ по видам деятельности учащихся;
Обоснованием приоритетности типологии средств ИКТ по их методическим функциям;
Обоснованием структуры и состава компонентов системы средств обучения информатике на основе ИКТ, построенной на основе классификации ППС по методических функциям. Теоретическая значимость исследования определяется тем,
что в результате проведенной научной работы выявлены и теоретически обоснованы назначение и функции ППС определенного типа в учебном процессе по информатике, определены факторы обуславливающие повышение качества образования за счет использования указанных средств.
Практическая значимость результатов состоит в том, что помодульно описаны потребности в ППС по содержательным линиям. Исходя из этих потребностей, распределены существующие средства обучения на базе ИКТ по разделам и темам курса информатики. Выявлены "белые пятна" в составе инвариантной части системы средств обучения информатике на настоящее время, что позволит придать деятельности по ее разработке целенаправленный и системный характер.
Обоснованность и достоверность исследования
обеспечивалась применением комплекса методов, соответствующих предмету исследования и поставленным задачам, его системных характером, опорой на анализ тенденций развития методической системы обучения информатике.
На защиту выносятся следующие основные положения:
Эффективность использования системы средств обучения информатике на основе ИКТ в учебном процессе значительно повышается, если она сформирована исходя из анализа потребностей образовательного процесса, возможностей повышения эффективности его отдельных компонентов, а не только из потенциальных дидактических возможностей средств ИКТ.
Деятельность по разработке педагогических программных средств будет более результативной, если будет иметь целенаправленный характер, ориентироваться на перспективы развития содержания, методов и организационных форм обучения информатике.
Система средств обучения информатике будет эффективней реализовать свои функции в образовательном процессе при построении с учетом развития вариативности содержания образования, т.е. иметь инвариантную и вариативную части. Она должна носить открытый характер, чтобы в условиях централизованного формирования «коллекции ЦОР» ее можно было дополнять средствами обучения, исходя из методических позиций авторов учебников и отдельных учителей.
Фактически система средств обучения в значительной мере формируется учителем применительно к выбранной им методике (технологии) обучения и это особенно явно проявляется в системе профильного обучения, поэтому учителя надо "вооружить" с одной стороны принципами формирования этой системы, с другой стороны обеспечить ему доступ к «коллекции ЦОР» и, в-третьих, сформировать у него навыки экспертизы этих программных средств.
Построение системы средств обучения информатике на базе ИКТ целесообразно проводить на основе анализа деятельности
преподавателя и обучаемых и учета классификации средств ИКТ, используемых в обучении, по их методическим функциям.
Апробация результатов исследования осуществлялась посредством публикаций статей в журналах. Основные теоретические и практические положения представлены в докладах на Международной научно-практической конференции «Московский городской педагогический университет в Московском и Российском образовательном пространстве» (Москва, 6 октября 2005 г.), на научно-практическом семинаре «Информационные технологии в образовании», проводимым Московским городским педагогическим университетом совместно с РАО и АНО "ИТО" (Москва, 16 ноября 2005 года).
Основные понятия и определения
В современной педагогической литературе существует целый ряд определений педагогических (или учебных, обучающих) программных средств, поэтому для дальнейшего анализа необходимо определить наш подход к понятию ППС или СО на базе ИКТ. Мы придерживаемся понимания этого понятия, отраженного в работах А.С. Агамировой, Г.Л. Кулешовой, А.А. Кузнецова, Л.Ю. Невуевой, Т.А. Сергеевой [1, 56], которые определяют ППС как средство обучения, которое специально создано или адаптировано для учебного процесса, направлено на организацию деятельности обучаемых и обучающего, их совместной деятельности; представления, анализа и преобразования объектов изучения и может быть реализовано в учебном процессе только с помощью средств ИКТ.
Так же в научной и психолого-педагогической литературе, посвященной проблеме информатизации обучения, наблюдается терминологическое многообразие в определении того, что является носителем некого содержания обучения, которое должно быть освоено с помощью компьютера. Чаще всего в литературе прибегают к следующим терминам: «НИТ», «ИКТ», «средства НИТ (ИКТ)», «ЦОР», «ППС». Обычно они употребляются как взаимозаменяемые синонимы. Однако мы считаем нецелесообразным знак равенства между данными терминами и, тем более, между терминами «ИКТ (НИТ)» и «средства ИКТ (НИТ)» и разделяем позиции И.В. Роберт [62, 63], автора значительного числа работ в этой области.
В своих работах она указывает, что «ИКТ» и «средства ИКТ» разные понятия, что в системе образования мы используем средства ИКТ, а не сами ИКТ. «Информационные и коммуникационные технологии» - обобщающее понятие, описывающее различные устройства, механизмы, способы, алгоритмы обработки информации. Важнейшими современными устройствами ИКТ являются компьютер, снабженный соответствующим программным обеспечением, и средства телекоммуникаций вместе с размещенной на них информацией. Под средствами информационных и коммуникационных технологий понимаются программные, программно-аппаратные и технические средства и устройства, функционирующие на базе средств микропроцессорной вычислительной техники, а также современных средств и систем транслирования информации, информационного обмена, обеспечивающие операции по сбору, накоплению, обработке, хранению, продуцированию, передаче, использованию информации, возможность доступа к информационным ресурсам компьютерных сетей (в том числе и глобальных)». [62]
В другой работе И.В. Роберт говорит, что «средства ИКТ» - это «программно-аппаратные средства и устройства, функционирующие на базе микропроцессорной, вычислительной техники, а также современных средств и систем информационного обмена, обеспечивающие операции по сбору, продуцированию, накоплению, хранению, обработке, передаче информации» [63]. При этом систему средств обучения И.В. Роберт определяет, как совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих (в рамках методики их использования) элементов и (или) компонентов системы образующих определенную целостность, единство. [63]
Система средств обучения на базе ИКТ входит в состав системы средств обучения.
Мы принимаем данное определение ССО в качестве основного в своем исследовании. Тем не менее, оно с нашей точки зрения не полно, т.к. в нем не рассмотрены два аспекта. Во-первых, нет уточнения, что ССО информатике на основе ИКТ должна быть построена исходя из потребностей образовательного процесса. Во-вторых, не сказано в рамках какой классификации ГШС будет построена данная система.
Таким образом, определение «ССО» сводится к следующему: ССО - совокупность, построенная исходя из потребностей образовательного процесса по видам учебной деятельности, взаимосвязанных (в рамках классификации ППС) и взаимодействующих (в рамках методики их использования) элементов и (или) компонентов образующих определенную целостность, единство. «ССО на основе ИКТ» является частью ССО.
Дидактические возможности средств обучения на базе ИКТ
Анализ возможностей и дидактической целесообразности использования средств ИКТ в обучении должен опираться не только на обоснование функций 1111С, но и на психолого-педагогическую концепцию применения ППС в образовательном процессе.
Во многих психолого-педагогических и методических исследованиях [14, 15, 17, 19, 22, 27, 32, 35, 38, 48, 60 и др.] отмечается, что СО на базе ИКТ позволяют значительно усилить мотивацию учения, развить интерес и познавательные потребности обучаемых. Это обусловлено, во-первых, возможностью организовать деятельность, общение с компьютером в интерактивном режиме. Во-вторых, способностью средств ИКТ поощрять правильные решения и реагировать на ошибки, не прибегая при этом к негативным оценкам, которыми часто злоупотребляют преподаватели. В-третьих, возможностью для ученика самому выбирать уровень сложности материала. Все это позитивно сказывается на мотивации обучения. Учебная деятельность в соответствии со своим специфическим содержанием выступает, как состоящая из учебных потребностей и мотивов, учебных задач и операций. Содержанием этой деятельности является овладение школьниками теоретически-обобщенными и практически-значимыми знаниями и умениями, опираясь на которые можно успешно решать целые классы предметно-практических и более частных задач и проблем. Потребности и мотивы учебной деятельности связаны с устремлением обучаемого усвоить именно эти знания и умения еще до того, как он столкнется с практическими вопросами, чтобы быть подготовленному к их правильному решению. Особую роль в рамках учебной деятельности играют учебные задачи, специфика которых состоит в том, что при их решении учащимся раскрывается процесс происхождения теоретических понятий и знаний, лежащих в основе умений и навыков, и благодаря этому школьники овладевают обобщенными способами действий в конкретных практических ситуациях.
При выполнении школьниками учебных действий, направленных на овладение системой теоретических знаний и обобщенных способов решения разнообразных задач практического характера, в рамках деятельности, в которую включен компьютер, ППС приобретают особое значение. Они, с одной стороны, должны выстраивать для учащегося структуру предметных действий, ориентированных на решение определенных задач, а, с другой стороны, - выступать носителем предметной среды, являющейся условием репрезентации, моделирования и преобразования объекта усвоения.
ППС, функционирующие в учебном процессе, опосредуют отношение двух систем деятельности: учащегося и учителя, одной из которых, - а именно деятельности учащегося - следует придавать предпочтительное значение. Это необходимо для того, чтобы еще раз подчеркнуть, что путь повышения эффективности образовательного процесса лежит в направлении принципиального совершенствования познавательной активности школьников.
Итак, теоретическим основанием для выделения функций ППС выступает структура учебной деятельности. Выше были обозначены основные структурные компоненты деятельности. Для определения на их основе функций ППС последовательно рассмотрим каждый из названных компонентов.
Первый структурный компонент учебной деятельности — учебная задача. Фактически этот компонент связан с превращением учащегося в субъект собственной деятельности. Такое включение ребенка в учебную активность сопровождается появлением положительного мотива деятельности. В процессе решения учебной задачи строится проблемная ситуация введения учащихся в предметное содержание, актуализирующая у школьников в необходимый момент сформированные умения и навыки, поддерживается готовность к продолжению учения и т.д.
Требования, предъявляемые к средствам обучения на базе ИКТ
Дидактические требования соответствуют потребностям учебного процесса и, соответственно, дидактическим принципам обучения.
Все, без исключения, информационные источники, используемые в системе образования, должны удовлетворять дидактическим требованиям, предъявляемым к традиционным СО, таким как учебники, учебные и методические пособия. Дидактические требования соответствуют потребностям учебного процесса и, соответственно, дидактическим принципам обучения. Далее рассмотрены стандартные дидактические требования к СО на основе ИКТ и их компонентам.
Требование обеспечения научности обучения с использованием ППС означает достаточную глубину, корректность и научную достоверность изложения содержания учебного материала, предоставляемого СО на основе ИКТ с учетом последних научных достижений. В соответствии с потребностями системы образования процесс усвоения учебного материала с помощью СО на основе ИКТ должен строиться с учетом основных методов научного познания: эксперимент, сравнение, наблюдение, абстрагирование, обобщение, конкретизация, аналогия, индукция и дедукция, анализ и синтез, моделирование и системный анализ.
Требование обеспечения доступности обучения,
осуществляемого с использованием СО на основе ИКТ, означает необходимость определения степени теоретической сложности и глубины изучения учебного материала сообразно возрастным и индивидуальным особенностям учащихся. Недопустима чрезмерная усложненность и перегруженность учебного материала, при которой овладение этим материалом становится непосильным для обучаемого.
Требование обеспечения проблемности обучения обусловлено сущностью и характером учебно-познавательной деятельности. Когда учащийся сталкивается с учебной проблемной ситуацией, требующей разрешения, его мыслительная активность возрастает. Уровень выполнимости данного дидактического требования с помощью СО на основе ИКТ может быть значительно выше, чем при использовании традиционных учебников и пособий.
Требование обеспечения наглядности обучения означает необходимость учета чувственного восприятия изучаемых объектов, их макетов или моделей и их личное наблюдение учащимся. Требование обеспечения наглядности в случае использования СО на основе ИКТ должно реализовываться на принципиально новом, более высоком уровне. Распространение систем виртуальной реальности позволит в ближайшем будущем говорить не только о наглядности, но и о полисенсорности обучения.
Требование обеспечения сознательности обучения, самостоятельности и активизации деятельности обучаемого предполагает обеспечение с помощью СО на базе ИКТ самостоятельных действий учащихся по извлечению учебной информации при четком понимании конечных целей и задач учебной деятельности. При этом осознанным для учащегося является то содержание, на которое направлена его учебная деятельность. В основе функционирования и использования СО на базе ИКТ должен лежать деятельностный подход. Поэтому в соответствующих 1І1ІС должна прослеживаться четкая модель деятельности обучаемого. Мотивы его деятельности должны быть адекватны содержанию учебного материала. Для повышения активности обучения подсистемы СО на базе ИКТ должны генерировать учебные ситуации, формулировать вопросы, предоставлять обучаемому возможность выбора той или иной траектории обучения, возможность управления ходом событий.
Похожие диссертации на Формирование системы средств обучения информатике на основе информационных и коммуникационных технологий
