Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Теоретические основы использования компьютерных технологий обучения для организации самоуправления деятельностью учащихся 14
1. Самоуправление экспериментальной деятельностью как необходимый компонент учебного труда школьников на уроке физики 14
1.1. Самоуправление деятельностью как психолого-педагогическая проблема 14
1,2. Самоуправление экспериментальной деятельностью в условиях компьютерного обучения 23
2. Возможности школьного физического эксперимента для организации самоуправления деятельностью учащихся 33
3. Использование компьютерных технологий обучения в физическом эксперименте с целью повышения эффективности деятельности школьников 43
3.1. К понятию "компьютерные технологии обучения" 44
3.2. Компьютерные технологии обучения на уроках физики 49
3.3. Инструментальное использование компьютерных технологий обучения в школьном физическом эксперименте 53
Глава II. Организация самоуправления экспериментальной деятельностью учащихся на основе использования компьютерных технологий обучения 61
1, Оптимизация экспериментальной деятельности школьников путем организации самоуправления 61
2. Основные подходы к конструированию компьютерного физического практикума 67
3. Реализация элементов самоуправления деятельностью учащихся в процессе выполнения натурного физического эксперимента 81
Глава III Организация и итоги педагогического эксперимента 103
1. Организация педагогического эксперимента 103
2. Результаты эксперимента 118
2.1. Уровень сформированности навыков самоуправления экспериментальной деятельностью 119
2.2 Оптимизация экспериментальной деятельности 126
2.3. Определение эффективности методики исследования 132
Заключение 141
Библиография 143
Приложения
- Самоуправление экспериментальной деятельностью как необходимый компонент учебного труда школьников на уроке физики
- Оптимизация экспериментальной деятельности школьников путем организации самоуправления
- Организация педагогического эксперимента
Самоуправление экспериментальной деятельностью как необходимый компонент учебного труда школьников на уроке физики
Система образования приблизилась, сегодня к следующему, третьему этапу информатизации образования, цель которого "осуществить подготовленный всем предыдущим развитием переход к изучению образовательных дисциплин по новым программам, предусматривающим естественное использование средств вычислительной техники в процессе их изучения" [133]. Наши представления об условиях жизни учеников в будущем информационном обществе требуют необходимого изменения средств и способов деятельности, и, следовательно, новую организацию учебного процесса. Поэтому наиболее интенсивную разработку получают активные методы обучения с использованием компьютерных технологий.
Внедрение компьютерных технологий в учебный процесс предполагает широкое внедрение новых психолого-педагогических разработок, обеспечивающих переход от форм механического усвоения школьниками готовых знаний к овладению умениями самостоятельно приобретать новые знания. Специалисты утверждают, что главным качеством молодого человека выступает СПОСОБНОСТЬ УЧИТЬСЯ.
Оптимизация экспериментальной деятельности школьников путем организации самоуправления
Объем и характер знаний, современные социально значимые качества личности, формы и методы организации компьютерного обучения в соответствии с требованиями к новым информационным технологиям обучения, ставят учителя перед необходимостью наиболее эффективно организовать экспериментальную деятельность учащихся на уроках физики. Деятельностный подход, акцент на развитие умений самостоятельно планировать и управлять своей экспериментальной деятельностью, обучение экспериментальным методам научного познания должны выступать как непременные составляющие современного естественнонаучного образования.
Использование компьютерных технологий в такой работе - это, в большей мере, применение компьютеров в качестве инструментов познания, помогающих учащимся самостоятельно конструировать знания в данной предметной области и осваивать различные способы деятельности по достижению намеченных целей. Формируемые знания, экспериментальные умения и навыки должны стать более обобщенными, системными, основанными на межпредметных связях учебных дисциплин. "Первостепенную роль должны играть междисциплинарные курсы.... Речь идет о таких знаниях, которые, во-первых, способны формировать широкий, целостный, энциклопедический взгляд на современный мир и место человека в этом мире; во-вторых, позволяют преодолеть предметную разобщенность и изолированность..., которая сегодня становится все большим тормозом на пути формирования целостного научного мировоззрения и овладения основами единой человеческой культуры в ее гуманитарной и естественнонаучной ипостасях" [65].
В рамках нашего исследования мы хотим показать, что компьютерные технологии обучения являются мощным средством формирования у школьников навыков самоуправления деятельностью, в частности, при их инструментальном использовании в процессе выполнения натурного физического эксперимента. И тем самым может быть достигнут новый уровень оптимизации экспериментальной деятельности школьников на уроках физики.
Вопросы оптимизации учебно-воспитательного процесса всесторонне рассмотрены в трудах Ю.К. Бабанского.
Термин "оптимальный" означает наилучший для данных условий с позиции определенных критериев, основными из которых определяются эффективность и время решения поставленной задачи. В педагогических целях указанные критерии понимаются нами соответственно как адекватность целей результату и интенсивность деятельности. Говоря об оптимизации экспериментальной деятельности, мы понимаем, что она всегда относительна и не дает идеального решения. Тем не менее, оптимизация деятельности школьников позволяет приблизиться к идеальному варианту организации процесса выполнения натурного физического эксперимента.
Под оптимизацией экспериментальной деятельности мы понимаем выбор "наилучшего" для конкретных условий сочетания содержания, методов и средств достижения её целей при минимальных затратах времени. Такой процесс может опираться на использование различных средств обучения, основным из которых на уроках физики выступает эксперимент в его различных видах: демонстрационные и фронтальные опыты, лабораторные работы, физический практикум, домашние опыты.
Усовершенствование физического эксперимента средствами компьютерных технологий предоставляет новые возможности оптимизации экспериментальной деятельности школьников. Уже само их внедрение при правильной организации учебного процесса, обеспечивает повышение эффективности экспериментальной деятельности и сокращение времени на ее совершение за счет передачи компьютеру обслуживающей составляющей деятельности школьника (выполнение рутинных вычислений по обработке результатов эксперимента, быстрое наглядное (графическое) представление полученных результатов и т.п.).
Наиболее эффективным, на наш взгляд, в сложившихся условиях выступает сочетание использования аудиовизуальных преимуществ компьютера и самостоятельного управления школьниками экспериментальной деятельностью.
Под оптимизацией экспериментальной деятельности учащихся мы понимаем оптимизацию основной ее составляющей в процессе выполнения физического эксперимента (получение и усвоение знаний), т.е. той, которая является продуктом личной деятельности каждого ученика и не может быть передана компьютеру. Оптимизации именно этой составляющей экспериментальной деятельности школьника способствуют устойчивые обобщенные навыки самоуправления деятельностью и на формирование которых принципиальное положительное воздействие оказывает использование компьютерных технологий.
Основные идеи предлагаемой методики организации самоуправления деятельностью средствами компьютерных технологий обучения в процессе натурного физического эксперимента обеспечивают оптимизацию экспериментальной деятельности школьников по трем, указанным П.В. Зуевым, направлениям оптимизации экспериментальной подготовки школьников [57].
Более того, мы включаем в круг обобщенных экспериментальных умений и навыки самоуправления экспериментальной деятельностью, как имеющие наибольшую степень обобщенности.
Организация педагогического эксперимента
Успех современного педагогического эксперимента зависит от разнообразных исследовательских методов, обеспечивающих получение достоверного фактического материала как о состоянии проблемы в практике преподавания, так и о реализованных возможностях на отдельных этапах эксперимента.
Выбранная методика поиска и изучения путей оптимизации экспериментальной деятельности школьников определяется гипотезой исследования. При выявлении методики исследования нами применялись общепедагогические методы, такие как, беседы, опросы и анкетирование учителей, самооценка учащихся, наблюдения за временными затратами школьников на отдельных этапах выполнения экспериментальных заданий и за ходом констатирующего и формирующего эксперимента.
Проведенное педагогическое исследование было направлено на реализацию следующих задач:
1. Изучение состояния проблемы организации самоуправления деятельностью школьников в процессе физического эксперимента и выявление реального уровня сформированности данных навыков у старшеклассников. 2. Внедрение разработанной методики организации самоуправления экспериментальной деятельностью учащихся в практику преподавания средней школы;
3. Проверка эффективности разработанной методики путем:
- бесед и анкетирования учителей, самооценки учащихся с целью определения уровня сформированности навыков самоуправления экспериментальной деятельностью школьников;
- наблюдения за изменениями показателей успеваемости и обучаемости школьников экспериментальных групп;
- установления положительной динамики процессов формирования навыков самоуправления и оптимизации экспериментальной деятельности;
- повышения профессионального мастерства учителя физики.
Экспериментальное решение задач оказалось достаточно трудным по ряду причин, а именно:
1. Доказательность оптимизации экспериментальной деятельности путем организации ее самоуправления средствами компьютерных технологий обучения обеспечивается множественностью факторов проверки;
2. Уникальность необходимого специального оборудования, а именно, кабинет ВТ на базе компьютеров IBM 486DX и сопряженное с ним усовершенствованное физическое оборудование пока не имеет массового распространения. Занятия со школьниками проводились в лаборатории ВТ физико-математического факультета Мурманского государственного педагогического института.
3. Успешность педагогического эксперимента обуславливалась тем, что учитель, реализующий компьютерный физический практикум, должен был в равной степени владеть знаниями по физике и информатике.
В соответствии с поставленными задачами эксперимент осуществлялся в три этапа (поисковый, констатирующий, формирующий) в 1994-1998 гг. на различных уровнях учебного процесса: в педагогическом вузе и в средней школе. Опытно- экспериментальная работа проводилась лично автором
- как одно из направлений курса "Использование ВТ в обучении", со студентами 3 курса отделения "Физика, труд" и 4 курса отделения "Физика, информатика" физико-математического факультета Мурманского государственного педагогического института в 1995 1997г.;
- в рамках спецкурса "Компьютерная лаборатория" для учащихся 9, 10, 11 классов средней школы № 57 города Мурманска в 1997-1998 гг. Для проведения компьютерного физического практикума по разработанной методике привлекались учителя физики и информатики школы № 57 г. Мурманска. К разовым экспериментам для обеспечения относительно минимального объема выборки привлекались учителя естественнонаучного цикла школ № 51 и № 57.
Фактором, повышающим достоверность полученных в результате эксперимента результатов, является применение методов статистической обработки. Основанием для использования которых явилось подчинение нормальному закону распределения полученных данных и результатов, что является признаком взаимной компенсации разнообразных побочных неконтролируемых эффектов.
На поисковом этапе педагогического эксперимента методами теоретического поиска и анализа реального учебного процесса по физике изучалось состояние проблемы организации самоуправления экспериментальной деятельностью школьников. С этой целью был произведен анализ психолого-педагогической, методической литературы, в процессе которого выявлялись необходимые психологочпедагогические условия, методы и средства формирования навыков самоуправления экспериментальной деятельностью учащихся; изучались возможности школьного натурного физического эксперимента для формирования навыков и организации самоуправления деятельностью; рассматривалось применение компьютера в экспериментальной деятельности учащихся и выявлялись возможности применения КТО в качестве средства организации самоуправления деятельностью.
На основе анализа психолого-педагогической литературы нами рассматривалось влияние компьютерных технологий обучения на формирование качеств личности школьника. Различные, порой противоречивые мнения ученых и исследователей по рассматриваемой проблеме и изучение реального учебного процесса по физике подтвердили, что КТО стали неотъемлемой частью современного учебного процесса, оказывающими несомненное влияние не только на сам процесс, но и на развитие различных качеств личности всех его непосредственных участников.
Данные обстоятельства требуют от педагогов и психологов поиска и разработки новых путей не только использования их всевозрастающего положительного влияния, но и разработки своевременных мер для предупреждения возможных негативных процессов.
С целью получения фактического материала нами проводилось изучение реального состояния исследуемой проблемы.
В учебном процессе по физике компьютерные технологии обучения представлены в виде:
- компьютерных моделей для демонстрации физических процессов и явлений, используемых с целью повышения наглядности обучения;
- пакетов прикладных программ обучающего и контролирующего характера, применяемых для отработки умений и навыков решения задач, проверки уровня усвоения знаний отдельных тем и разделов курса физики и т.п.
