Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Развитие содержания обучения информатике в общеобразовательной школе 14
1.1. Становление методической системы обучения информатике в общеобразовательной школе 14
1.2. Развитие гуманитарной направленности общеобразовательного курса информатики 23
Выводы 41
ГЛАВА 2. Разработка и внедрение интегрированного курса информатики и История и культура марийского народа в средних школах республики Марий Эл
2.1. Содержание интегрированного курса информатики и "История и культура марийского народа" 42
2.2. Методические вопросы использования средств и методов информатики в гуманитарном курсе "История и культура марийского народа" 57
2.3. Программные системы и разработки используемые в процессе интеграции курсов информатики и "История и культура марийского народа" 75
2.4. Экспериментальная проверка интегрированного курса информатики и "История и культура
марийского народа" 89
Выводы 94
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 95
ЛИТЕРАТУРА 97
ПРИЛОЖЕНИЯ 105
- Становление методической системы обучения информатике в общеобразовательной школе
- Содержание интегрированного курса информатики и "История и культура марийского народа"
- Программные системы и разработки используемые в процессе интеграции курсов информатики и "История и культура марийского народа"
Введение к работе
В настоящее время основы информатики являются одним из самых молодых, но в то же время одним из самых важных предметов школьного курса.
Первые шаги, связанные с внедрением в школу основ программирования и ЭВМ были сделаны еще в 60-70 гг. И.Н. Антиповым, А.А. Кузнецовым, B.C. Ледневым, В.М. Монаховым, Я.А. Ваграменко, С. Пейпертом, Б. Сендовым, СИ. Шварцбурдом и рядом других. В 1985 году был введен в учебный план отечественной общеобразовательной школы новый предмет "Основы информатики и вычислительной техники". Потребовалось создать соответствующее методическое и программное обеспечение. В разработке методической системы обучения информатике значительную роль сыграли работы отечественных ученых: А.П. Ершова, В.М. Монахова, С.А. Бешенкова, А.Г. Гейна, С.Г. Григорьева, А.А. Кузнецова, Э.И. Кузнецова, М.П. Лапчика, ВТ; Разумовского, И.В. Роберт, А.Ю. Уварова и многих других. Эти работы можно рассматривать как первый этап информатизации школьного образования. Дальнейшая работа по решению этих проблем была направлена на реализацию всего комплекса вопросов, связанных с внедрением компьютеров в щколу.
В последние годы происходят значительные изменения в содержании обучения информатики в общеобразовательной школе. Если вначале курс информатики строился преимущественно как курс программирования, алгоритмизации и информационных технологий, то сегодня акцент все больше склоняется в сторону мировоззренческого аспекта информатики, ее интегративного начала по отношению к другим дисциплинам. Основной смысл этой интеграции сводится к всемерному раскрытию системно - информационной картины мира.
Это в свою очередь приводит к переориентации курса информатики из технологического в гуманитарный.
С другой стороны, Российский общеобразовательный стандарт по информатике наряду с базовым компонентом предусматривает возможность профильного обучения. Это открывает широкие перспективы для интеграции курса информатики с разнообразными гуманитарными дисциплинами.
Общая теоретическая концепция взаимосвязи информатики и гуманитарных наук, основанная на системно - информационном подходе была высказана В.К. Белошапкой, А.С. Лесневским, С.А. Бешенковым и другими исследователями. На основании этого подхода было создано учебное пособие "Информатика и информационные технологии" ( авторы С.А. Бешенков, С.Г. Григорьев, А.Г. Гейн ), ориентированное на гуманитариев. Вместе с тем ясно, что путь модернизации содержания базового курса информатики не является единственно возможным способом реализации гуманитарной направленности общеобразовательного курса информатики.
Развитие современной общеобразовательной школы в Российской Федерации во многом определено национальными и региональными особенностями конкретной территории, что подчеркивается, в частности, Российским общеобразовательным стандартом. Особое значение приобретают гуманитарные курсы, учитывающие национально-региональный компонент. Однако, традиционные формы их преподавания в настоящее время требуют соответствующих изменений. Возможным направлением совершенствования учебного процесса, является интеграция данных предметов с другими учебными дисциплинами, отражающими современные тенденции науки и образования. Перспективным направлением в этих разработках является
интеграция гуманитарных курсов национально- регионального содержания с информатикой. Это позволяет построить профильный курс информатики гуманитарной ориентации, который позволит по-новому раскрыть содержание современного курса информатики и одновременно развить навыки системного мышления, необходимые для более глубокого освоения соответствующей гуманитарной дисциплины.
Данная интеграция объясняется тем, что информатика, с одной стороны, является "латынью современной науки", на которой в настоящее время излагается все возрастающее число научных и учебных дисциплин, с другой дает возможность использовать учебное программное обеспечение для повышения эффективности преподавания.
Настоящая работа посвящена изучению возможностей построения профильного интегрированного курса информатики гуманитарной ориентации с использованием национально-регионального содержания на примере одной из национальных территорий Поволжья -"Республики Марий Эл". Следует сказать, Марий Эл является достаточно характерным примером национального региона России. В качестве гуманитарной дисциплины выбран новый предмет - "История и культура марийского народа" (сокращенно - ИКМН).
В нашем случае, цель такого курса: раскрытие содержания основных системных категорий на примере знакомства с литературно-художественными богатствами народа республики Марий Эл, воспитание любви и уважения к его культуре, развитие национальных чувств и интересов и, вместе с тем, осознание необходимости единства народов, их духовной общности. С другой стороны использование учебных компьютерных программ, разработанных на основе содержания данного курса, позволяет повысить эффективность его преподавания.
Проблема . исследования заключается в противоречии между современным содержанием школьного курса информатики и тенденцией развития методической системы обучения информатике в школе, а также тенденцией развития базовой науки информатики.
Объектом исследования является процесс обучения информатике в средней общеобразовательной школе.
Предметом исследования является содержание профильных курсов информатики гуманитарной ориентации.
Цель исследования состоит в разработке структуры и содержания профильного интегрированного курса информатики гуманитарной ориентации, включающего национально - региональный компонент, который позволяет по-новому раскрыть содержание современного курса информатики.
Цель исследования конкретизируется в следующих основных задачах:
1. Проанализировать тенденции развития учебных курсов
информатики гуманитарной ориентации.
2. Обосновать принципы построения профильного интегрированного
j курса информатики гуманитарной ориентации, который позволит на
примере национально-регионального содержания раскрыть смысл гуманитарной направленности современного курса информатики.
Разработать структуру и содержание профильного интегрированного курса гуманитарной ориентации, включающего национально - региональный компонент (на примере республики Марий Эл).
Разработать машинноориентированный комплекс заданий для данного курса.
5. Практически апробировать разработанный курс.
В процессе работы для решения поставленных задач использовались
следующие методы исследования:
- анализ педагогической и научно-методической литературы по теме
исследования;
изучение и анализ опыта работы преподавателей;
наблюдение и эксперимент.
Работа над диссертацией направлялась гипотезой о том, что создание и внедрение интегрированного курса информатики и гуманитарных предметов, позволяет на основе национально - регионального содержания раскрыть системный характер информатики, что позволяет в данном случае рассматривать культуру марийского народа в контексте российской и мировой культуры.
Научная новизна исследования заключается в определении принципов развития гуманитарной направленности информатики на основе интегрированного подхода с гуманитарными курсами.
Практическая значимость работы состоит в том, что разработан и внедрен интегрированный учебный курс информатика - "История и культура марийского народа". Разработана методика его преподавания с использованием программных средств.
На защиту выносится следующее:
Принципы построения профильного интегрированного курса информатики гуманитарной ориентации с национально региональным компонентом, позволяющие раскрыть мировоззренческий, гуманитарный аспект современного курса информатики.
Структура и содержание профильного интегрированного курса информатики гуманитарной ориентации, обусловленные национально - региональным компонентом, включающие основные системные понятия: "язык", "отношение", "структура" и др.
3. Машинноориентированный комплекс заданий ,пля данного курса.
Достоверность полученных результатов и обоснованность научных выводов обеспечиваются:
выбором необходимых показателей для подтверждения целесообразности предложенной методики построения курса;
согласованностью выдвигаемой гипотезы исследования с результатами педагогического эксперимента.
Внедрение результатов работы. Документы, подтверждающие внедрение результатов исследования приведены в диссертации.
Апробация результатов работы. Материалы исследования докладывались и получили одобрение на расширенном заседании кафедры естественно-математических наук Марийского института образования г. Йошкар-Ола - 1996 г., на расширенном совместном заседании учителей информатики и учителей ИКМН при Марийском институте образования г. Йошкар-Ола - 1996 г., на Всероссийской научно-практической конференции "Новые технологии обучения, воспитания, диагностики и творческого саморазвития личности." г. Йошкар-Ола - 1996 г., на Всероссийской конференции по проблеме "Диагностико-техническое обеспечение преемственности в образовании" г. Зеленоград - 1997 г., на научно-практической конференции "Психолого-педагогические проблемы совершенствования системы повышения квалификации"- г. Йошкар-Ола, 1996 г.
Основные результаты диссертации опубликованы в 3 работах автора.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложений.
Краткое содержание работы.
Диссертация состоит из двух глав, заключения!, списка литературы и приложений.
Первая глава "Развитие содержания обучения информатике в общеобразовательной школе" представляет собой обзор литературных источников, посвященных вопросам совершенствования содержания школьного курса информатики и возможным методам интеграции курса информатики и гуманитарных предметов, содержащих национально -региональный компонент.
В настоящее время важным путем развития содержания курса информатики является обращение к фундаментальным основам базовой науки, группируемых вокруг ее главной категории - "информация". Это приводит к изменению профиля курса информатики с естественнонаучного на гуманитарный. Оно является следствием самого содержания науки информатики, которая во многом имеет интегративный характер. Методически этот путь исследован не достаточно. Анализ содержания учебного предмета информатика позволяет сделать вывод о появлении нового направления в теории и методике обучения информатике. Это направление состоит в симбиозе философии, лингвистики, формализмов и программирования как фундаментальной основе современного курса информатики.
Существенным этапом в развитии курса информатики является принятие Российского общеобразовательного стандарта по информатике. В соответствии с ним, основная цель школьного курса информатики - обеспечить прочное и сознательное овладение учащимися основами знаний о процессах преобразования, передачи и использования информации. На этой основе перед учащимся раскрывается роль понятий информации, информационных процессов в формировании современной научной картины мира, значение информационной технологии и вычислительной техники в развитии современного. общества, прививаются навыки сознательного и
рационального использования ЭВМ в учебной, а затем и в профессиональной деятельности.
Базовая подготовка по информатике характеризуется в стандарте следующим образом.
Стандарт отмечает, прежде всего, мировоззренческую функцию этого учебного предмета, его вклад в формирование научных представлений о мире. Реализация этой функции связана с раскрытием роли системно-информационной картины мира, информационных процессов (передачи, преобразования, хранения и т.д.) в живой природе, технике, обществе, значения информатики и вычислительной техники в развитии производительных сил общества, изменении характера труда человека.
На развитии мировоззрения ориентированы и гуманитарные курсы национально - регионального содержания. Эта проблема рассматривается в контексте интересующего нас курса "История и культура марийского народа" (ИКМН), изучаемого в средних школах республики Марий Эл. Программа данного курса опубликована в 1993, имеется хрестоматия, вместе с тем данный курс недостаточно обеспечен учебными пособиями. Преподавателю приходится использовать различные книги, статьи в периодических изданиях, которые, к сожалению мало адаптированы к восприятию ребенка.
Курс ИКМН является синтетическим. Он содержит сведения из разных отделов знаний и включает в себя такие разделы как экономика, экология, география, архитектура, литература и искусство, музыка, история, элементов марийского языка. В каждой из данных областей традиционно сложились свое содержание и методы изучения.
Сведение этих областей в единый курс требует единой методологической основы, которой может служить системный информационный подход. Отмечается, что использование средств
компьютерной техники позволяет существенно повысить эффективность преподавания курса ИКМН.
Вторая глава диссертации - "Разработка и внедрение интегрированного курса информатики и "История и культура марийского народа" в средних школах республики Марий Эл". В ней рассмотрены вопросы разработки содержания и методики интегрированного курса информатики и ИКМН, выбора и адаптации программных средств и приводятся данные о его практической реализации.
В Федеральном компоненте государственного образовательного стандарта по информатике существенная роль отводится развитию мировоззренческого аспекта обучения информатике. Вопросы мировоззрения не могут быть рассматриваемы сами по себе в отрыве от реальной действительности и окружающего мира. Одним из эффективных аспектов развития мировоззрения может служить изучение гуманитарных предметов, имеющих национально - региональное содержание. Традиционный подход к данным курсам предполагает развитие у учащихся интереса к истории, искусству и культуре родного края, проблемам экологии, особенностям природных условий. Особую роль подобный курс играет в национально-территориальных образованиях Российской Федерации, которой является республика Марий Эл. На основе имеющейся программы курса ИКМН и системного анализа предмета изучения построена программа, приведенная в тексте работы.
В диссертации описана методика проведения занятий. Она включает несколько этапов.
Первые два урока по данному курсу являются вводными, и строятся в виде беседы, которая посвящена рассказу о системно - информационном
взгляде на мир.
В основном, уроки курса ИКМН построены по следующей схеме:
Организационный момент. 1 мин.
Актуализация опорных знаний. 2 мин.
Изложение нового материала. 10 мин.
Самостоятельная работа учащихся 20 мин.
Закрепление нового материала. 8 мин.
Подведение итогов. 2 мин.
Особое внимание уделяется самостоятельной работе, при этом используется следующий алгоритм самостоятельного изучения темы:
Ознакомление с новым материалом. Работа с использованием компьютера (база данных);
Изучение текста учебника;
Работа с понятийным аппаратом темы (письменная, на бумаге, устная в виде беседы);
Вторичное обращение к учебной базе данных в компьютере.
В тексте работы приведены примеры работы учащихся с различными программными средствами.
Далее подробно описываются средства компьютерной поддержки.
В диссертации приведены характеристики программных средств и указаны их типы, которые с одной стороны удовлетворяют поставленным' методическим целям, а с другой могут работать при достаточно ограниченных ресурсах школьных компьютеров. Отдельные типы программных средств были доработаны. В частности текстовый редактор Лексикон модифицирован набором марийский шрифтов (добавлено восемь дополнительных символов). Разработана библиотека национальных орнаментов для графического редактора. На основе данной библиотеки создан комплект практических заданий к теме
"Декоративно - прикладное искусство". В тексте приводится их описание. Специально для поддержки курса разработана автоматизированная система контроля знаний учащихся, адаптированная к использованию символов марийского алфавита.
Автором разработан комплекс контрольных заданий по всем, охватывающая весь учебный материал. Перечень контрольных заданий и примеры орнаментов приведены в Приложениях к работе.
В ходе эксперимента осуществлена проверка интегрированного курса на практике.
В целом экспериментальная работа подтвердила устойчивость наблюдаемых результатов и основные гипотетические положения, сформулированные во введении.
В заключении кратко сформулированы основные результаты работы.
Становление методической системы обучения информатике в общеобразовательной школе
Еще в конце 50-х годов отечественная школа сделала первые шаги на пути компьютеризации. В ряде специализированных школ Москвы, были введены занятия по программированию с использованием в преподавании вычислительной техники. Начиная с середины 60-х годов, факультативные курсы основ программирования стали нередким явлением в школах страны. Эта работа связана с именами СИ. Шварцбурда, И.Н. Антипова, В.М. Монахова, А.А. Кузнецова, B.C. Леднева и других. Одну из ведущих позиций в этом процессе занимал Новосибирский научный центр СО АН СССР, коллектив которого под руководством академика А.П. Ершова провел в 1976-1984 годах достаточно широкую программу экспериментов, исследований и разработок [32]. Активизация процесса информатизации образования пришлась на начало 80-х годов. В марте 1985 года было принято правительственное решение политического уровня. Именно в это время было принято решение о введении в школе нового предмета "Основы информатики и вычислительной техники". Достаточно подробный анализ содержания обучения на данном этапе был дан в статье В.М. Монахова, А.А. Кузнецова, СИ. Шварцбурда [57], и в книге Н.В. Апатовой [2] и других исследованиях. Содержание курса информатики во многом определяется содержанием понятия "компьютерная грамотность". Этот термин получил широкое распространение с середины 70-х годов, когда появились персональные ЭВМ и возникли объективные условия для широкого их применения. Необходимость специальной подготовки к использованию ЭВМ в различных областях человеческой деятельности стала очевидной. Возможности этого нового компьютера оказались столь велики, что сразу возникла идея использовать его в образовании. Весьма полное представление об этом дает статья В.М. Монахова, А.А. Кузнецова, Д.О. Смекалина [58]. Первоначально эта идея повторяла традиционные подходы и методы, в частности, ориентацию обучения информатике на изучение основ программирования и ЭВМ. Однако, скоро стало ясным, что этот подход, являясь излишне общим, не обеспечивает минимального набора представлений о современной информатике. Так возникла задача обеспечения "компьютерной грамотности" как необходимого компонента общего образования.
Ядром содержания понятия компьютерной грамотности первоначально явилось изучение алгоритмов и реального языка программирования. Этот подход и был принят, как уже говорилось, в первом отечественном курсе основ информатики и вычислительной техники. Характерной особенностью этого курса являлся "пользовательский" характер. Основная его задача состояла в том, чтобы научить школьников основным приемам общения с компьютером и решению простейших задач с использованием языка программирования.
В безмашинном варианте центр тяжести переносился на изучение алгоритмов как основы языка программирования и средств их записи, таким средством был алгоритмический язык, предложенный А.П. Ершовым [33].
Далее развитие курса информатики имело два основных пути, в неявном виде существующие и в пробном учебном пособии. Первый из них состоит в переносе основного акцента изучения информатики с алгоритмического языка и приемов программирования на изучение компьютерного подхода к решению задач с использованием готовых программных средств (различного вида редакторов, прикладных программ и др.). В пробном учебном пособии этот путь намечен в уже упомянутом разделе "Построение алгоритмов для: решения задач". Этот подход получил в настоящее время большое распространение [15], [25], [27], [64], [79]. Близка к данному подходу и идея, лежащая в основе курсов, посвященных знакомству учащихся с отраслью общественного производства, обеспечивающей разработку, производство и обслуживание средств промышленной эксплуатации информационных ресурсов, или иначе "промышленностью обработки данных". Последователи этой, безусловно важной концепции с самого начала столкнулись с рядом методических проблем.
Оказалось, что достаточно сложно найти доступные школьникам содержательные задачи, на которых можно было бы эффективно отработать всю технологическую цепочку от построения модели до анализа результатов. Тем не менее, именно на этом пути ряд специалистов видят перспективы развития школьной информатики [86].
Содержание интегрированного курса информатики и "История и культура марийского народа"
В Федеральном компоненте государственного образовательного стандарта начального, общего основного общего и среднего образования (образовательная область информатика) существенная роль отводится развитию мировоззренческого аспекта обучения информатике. Однако необходимо заметить, что вопросы мировоззрения не могут быть рассматриваемы сами по себе в отрыве от реальной действительности и окружающего мира. Одним из эффективных аспектов развития мировоззрения может служить изучение гуманитарных предметов, имеющих национально - региональное содержание. Традиционный подход к данным курсам предполагает развитие у учащихся интереса к истории, искусству и культуре родного края, проблемам экологии, особенностям природных условий.
Особую роль подобный курс играет в национально территориальных образованиях Российской Федерации, В раде территорий народ коренной национальности составляет меньшую часть населения. В данных случаях преподавание гуманитарных курсов, имеющих национально - региональное содержание, имеет двоякую цель. С одной стороны, для народа коренной национальности, рассказать о национальной культуре и истории предков для остальных наций о культуре и истории народа, земля которого стала родной и для них. Для всех наций и народов, и это, наверное, главное воспитать взаимное уважение и понимание между людьми разных народов, живущими рядом, на одной земле.
В средних школах республики Марий Эл гуманитарным курсом национально - регионального содержания является курс, называемый "История и культура марийского народа" или сокращенно ИКМН. Традиционно, с точки зрения содержания этот курс основан на разработках ряда авторов, изложенных прежде всего учебной хрестоматии [34]. Специалистами педагогами Марийской республики разработана и издана программа данной дисциплины [74].
Цель такого курса:
- знакомство с литературно-художественными богатствами народа нашей республики;
- воспитание любви и уважения к их культуре.
Курс учитывает диалектику сторон нашего мировоззрения: с одной стороны, национальные чувства и интересы, с другой - осознание необходимости единства народов, их духовной общности.
Качественное и количественное преобразование взаимодействующих элементов в интегративном процессе типа "информатика - ИКМН" проявляются в определении оптимальных вариантов и форм организации учебного процесса, направленных на решение традиционных дидактических задач.
В данном разделе настоящей работы будет сделана попытка интегрирования содержания курсов информатики и ИКМН с целью развития мировоззренческого аспекта курса информатики на основе системно информационного подхода к изучению национально -регионального гуманитарного курса ИКМН.
Программные системы и разработки используемые в процессе интеграции курсов информатики и "История и культура марийского народа"
Обучение в условиях применения средств и методов информатики предполагает включение в учебный процесс совокупности технических и программных средств.
Включая методы и средства информатики в процесс обучения, изначально ставилась задача эффективного и адекватного их включения в учебно-воспитательный процесс. Темпы развития компьютерной техники и создания программного обеспечения настолько высоки, что оказывается бессмысленно вооружать учащихся конкретными знаниями, жестко привязанными к определенному типу ЭВМ.
В идеале подготовка школьников должна обеспечить им легкость и гибкость восприятия любых систем и программных концепций. В нашей работе мы учитывали реальную возможность приобретения практических навыков при работе с клавиатурой, овладению техникой работы с программными средствами: базами данных, текстовым и графическим редакторами. Те разделы курса, которые требуют применения перечисленных выше программных средств удобнее привести в виде таблицы 2.3.1.
При изучении каждой темы используются контролирующая программа. Все разработанные и использованные задания по каждой теме курса ИКМН приведены в Приложении 1.
К числу ограничений, которые должны быть учтены при выборе и разработке учебных программных средств для интегрированного курса "Информатика - ИКМН" это вычислительные ресурсы используемых компьютеров. Как правило это компьютеры типа IBM-PC с процессором от i80286. Это прежде всего означает, что чрезвычайно трудно рассчитывать на использование современных программных оболочек таких как Windows. С другой стороны необходимо наличие графических средств не ниже VGA и достаточно развитых технических систем для воспроизведения звука.
К числу средств общения с ЭВМ относятся не только технические средства (клавиатура, монитор, канал связи и др.); не менее важны языки, служащие для взаимодействия человека с машиной.
Считается, что главным средством такого взаимодействия являются языки программирования. На самом деле имеется много других языковых средств. Это языки запросов, языки заданий, языковые средства пакетов прикладных программ и т.п.
Необходимо отметить, что учащиеся приступают к изучению интегрированного курса информатика - ИКМН, уже имея навыки пользовательской подготовки, получаемые в базовом курсе информатики. Основная цель данного курса состоит в формировании мировоззренческого подхода к анализу окружающего мира.
