Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 ВВЕДЕНИЕ
1.1. Анализ зарубежного опыта использования информационных технологий в технологическом образовании 24
1.2. Анализ отечественного опыта применения информационных технологий в образовательной области «Технология» 33
1.2.1. Анализ статистических данных опросов по применению ИТ в ООТ 33
1.2.2. Анализ направлений использования ИТ в ООТ 43
Выводы по первой главе 61
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА КОМПЛЕКСНОГО ПРИМЕНЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НА ИНТЕГРИРОВАННЫХ УРОКАХ ТЕХНОЛОГИИ В ОСНОВНОЙ ШКОЛЕ 63
2.1. Разработка примерного плана применения ИТ в ООТ в основной школе 63
2.2. Системное обеспечение уроков технологии с применением ИТ 71
2.3. Разработка учебно-методического комплекса для интегрированных с «Информационными технологиями» уроков технологии в 5, 8, 9 классах 81
2.4. Методические аспекты использования компьютерной поддержки в проектной деятельности 116
Выводы по второй главе 127
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ КОМПЛЕКСНОГО ПРИМЕНЕНИЯ ИТ НА ИНТЕГРИРОВАННЫХ УРОКАХ ТЕХНОЛОГИИ 130
Выводы по третьей главе 147
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 149
ЛИТЕРАТУРА 153
ПРИЛОЖЕНИЯ 168
- Анализ зарубежного опыта использования информационных технологий в технологическом образовании
- Разработка примерного плана применения ИТ в ООТ в основной школе
- ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ КОМПЛЕКСНОГО ПРИМЕНЕНИЯ ИТ НА ИНТЕГРИРОВАННЫХ УРОКАХ ТЕХНОЛОГИИ
Введение к работе
Во второй половине XX века человечество вступило в технологический этап своего развития. Появление новых технологий в промышленности и сельском хозяйстве привело к тому, что с 1950 по 2000 гг. мировое общественное производство выросло более, чем в 7 раз. [101] С появлением разнообразной техники способы производства стали различаться своими технологиями, роль которых начала доминировать. Академик П.Р. Атутов [32, с. 6] справедливо отмечал: «Сегодня человечество живёт в условиях, когда уходит в прошлое индустриальный этап научно-технического прогресса с его экстенсивной, технократической идеологией (любой ценой получить максимальный результат). Новый - технологический — этап устанавливает приоритет способа над результатом деятельности с учётом её социальных, экологических, экономических, психологических, эстетических и других факторов».
Страны, которые своевременно поняли приоритет научно-технологического способа производства, в настоящее время составляют мировое технологическое ядро (США, Англия, Франция, Германия, Япония, Южная Корея и др.) и обеспечивают более высокое качество жизни своих сограждан за счет инвестиционного и инновационного развития.
С течением времени ключевые компоненты общества: система ценностей, политическая, экономическая, технологическая системы -изменяются, но с разной скоростью. Это приводит к неравномерности развития человеческого общества. Современная научно-техническая революция привела к ускоренному развитию технологической системы, а вот скорость изменения других систем пока ниже и не удовлетворяет требованиям и особенностям использования новых технических и технологических разработок. Это в полной мере относится и к образовательной системе, которая формирует новых работников, необходимых новой эпохе [92, с. 7].
Таким образом, интенсивное развитие системы образования является необходимой и актуальной задачей.
В 80-х годах XX столетия началось интенсивное развитие вычислительной техники. Создание вычислительных машин обусловило интенсивное развитие информационного мира и высоких, наукоёмких технологий. Резко увеличился объем информации, используемый человеком. Все новые современные технологии неразрывно связаны с применением информационных технологий. Информационная революция последних десятилетий, превратившая мир в единое информационное пространство, является одним из глубочайших переворотов за всю историю человечества; она отразилась на всех сторонах жизни людей.
Время, в которое мы живём, часто называют информационно-технологической революцией, информационной эрой [2, 92, 93, 94, 148]. Для информационной эры или информационного общества характерно доминирование и высокие темпы роста информационного сектора в системе создания национального благосостояния, в структуре занятости населения, в структуре используемых технологий, в системе приоритетов инвестиций.
Для информационного общества главным ресурсом является информация. Именно на основании владения информацией о самых различных процессах и явлениях можно эффективно строить любую деятельность. Человек, использующий новые информационные технологии (ИТ), имеет преимущества перед другими, не владеющими ими. (Термин «информационные технологии» впервые ввел академик В.М. Глушков [28], стоящий у истоков информатизации нашего государства, подразумевая под ним процессы, связанные с переработкой информации с помощью электронно-вычислительной техники). Поэтому актуальным стал вопрос не просто о технологическом образовании, а об информационно технологическом образовании молодёжи. Технологическое образование на всех этапах должно быть интеллектуально насыщенным, подготавливать молодёжь к быстро меняющимся условиям информационного мира с постоянно развивающимися технологиями. В условиях глобальной информатизации общества эффективность трудовой деятельности работников, их готовность к перемене её содержания, конкурентная способность на рынке труда будет ещё в большей мере зависеть от уровня их владения информационными технологиями.
Становится очевидной необходимость изучения информационных технологий на различных ступенях образования. Образование должно отойти от традиционной схемы и готовить граждан к непрерывному обучению. Именно с новыми информационными технологиями образования связываются реальные возможности трансформации образовательной системы и построения открытой образовательной системы, позволяющей каждому человеку выбирать свою собственную траекторию обучения, тем более, что знания, приобретаемые в школе, устаревают за всё более короткое время и традиционная парадигма образования, нацеленная на передачу знаний и умений, в развитом информационном обществе будет не единственной. Поэтому образовательная система должна переориентироваться в первую очередь на то, чтобы прививать навыки самостоятельного обучения. Компьютеры должны играть большую роль в этом преобразовании. Ожидается, что информационные технологии послужат катализатором этого процесса [60, 67].
Учебная деятельность, являясь информационным процессом, в информационном обществе не может не использовать новые достижения в области информационных технологий. Развитие технологий в информационном обществе вынуждает менять методы и способы обучения. Пополнение и обновление научной информации, которой должен овладеть специалист, происходит с такой быстротой, что простое увеличение сроков обучения не решает проблемы. В связи с этим идут поиски интенсивных способов обучения, к ним относятся разрабатываемые в последнее время активные методы обучения с использованием информационных технологий.
Таким образом, задача разработки таких методов обучения становится особенно актуальной.
Одна из первых концепций информатизации образования была подготовлена группой ученых под руководством академика А.П.Ершова в середине 80-х годов [35]. Эта концепция в дальнейшем была уточнена, исходя из реалий сегодняшнего дня [56, 57]. Исходя из этой концепции разработана и действует федеральная программа "Развитие единой образовательной информационной среды на 2001 - 2005 годы" [152]. Так, в этой концепции сказано, что информатизация образования, под которой понимается процесс подготовки человека к полноценной жизни в условиях информационного общества, является основным условием успешного развития информатизации общества.
Концепцией поставлена необходимость решения следующих задач:
1. Создания и развития необходимой материально-технической базы.
2. Разработки высококачественного программно-методического обеспечения. Обеспечения опережающего научно-методического задела.
3. Переподготовки работающих и подготовкой новых поколений педагогов. Формированием новой культуры педагогического труда.
В системе образования информационные технологии (ИТ) обычно используется по следующим направлениям:
• Как средство организации педагогического процесса.
• Как объект изучения.
• Как средство обучения.
С первым направлением связаны построение и поддержка базы данных учебного заведения об учащихся, учебных программах, обработка данных результатов хода обучения, вспомогательные функции автоматизации учительского труда, организация психолого-педагогических исследований с помощью компьютерной техники. Для этого используются разработки общего назначения, в том числе программы бухгалтерского учета, программы составления расписаний учебных занятий, а так же комплексы программ, представляющие собой системы администрирования и контроля процесса обучения.
Решение проблем, связанных со вторым направлением, подробно изложено в работах отечественных учёных и педагогов: А.П. Ершова [35, 36], В.М. Глушкова [28], Н.В. Макаровой [37, 43, 69], Н.Д. Угриновича [22] и др., где обстоятельно рассмотрены проблемы изучения курсов «Основы информатики и вычислительная техника», «Информатика и информационные технологии», «Основы программирования» и др.
Третье направление - применение информационных технологий, как средства обучения позволяет.
• расширить содержание учебного предмета, сделав его более ёмким;
• обеспечить обогащение методики обучения новыми формами;
• сделать методику проведения уроков более эффективной;
• повысить мотивацию обучения.
Внедрение ИТ в систему образования не предполагает замену всех форм и методов обучения, кардинальные изменения программ, а лишь развивает и дополняет его.
Влияние внедрения информационных технологий на всю систему школьного образования в целом рассматривалось в исследованиях Н.В. Апатовой [5, 6], Роберт И.В. [95, 96, 97], Б.С. Гершунского [24, 25], В.В. Рубцова [98], Е.И. Машбица [71], И.М. Бобко [90, 145], Т.Б. Фишер [138], Л.М. Эйгенсон [146], Е.С. Полат [79], Р.Л. Перченок [86] и др. [34, 42]. В этих работах рассматривались вопросы психолого-педагогического обоснования влияния использования компьютеров на учебный процесс в школе, а также влияние ИТ на содержание традиционных учебных дисциплин, выявлялся круг задач, которые целесообразно решать с применением ИТ.
В указанных исследованиях подчеркивалось, что наиболее разумный вариант использования обширных возможностей ИТ в образовании — это осуществление синтеза традиционных и компьютерных методов обучения.
Осуществление синтеза традиционных и компьютерных методов обучения должно способствовать повышению эффективности обучения учащихся. Повышение эффективности и качества обучения за счёт использования ИТ подразумевает:
• Ускорение процесса обучения за счёт сокращения малопродуктивных его элементов (длинные вычисления, построение графиков и диаграмм, поиск справочной информации).
• Повышение качества преподавания за счёт экономии времени и усилий педагогов.
• Практическую подготовку учащихся к жизни и функционированию в условиях новой информационной ступени цивилизации.
Однако в настоящее время внедрение информационных технологий в процесс обучения значительно затруднен. Это определяется следующими факторами:
• недостаточным гфедшествующим опытом и способностями учащихся;
• недостаточно сформированными компьютерными навыками учащихся;
• недостаточной популяризацией опыта использования ИТ в обучении;
• недостаточным количеством подробных разработок сценариев или методик компьютерного обучения;
• слабой подготовкой учителей к проведению занятий с использованием ИТ;
• недостаточной оснащённостью школ компьютерной техникой;
• недостаточным количеством электронных русскоязычных образовательных ресурсов.
Все проблемы, касающиеся информатизации российского образования в равной степени касаются и сравнительно новой, но важной в эпоху интенсивного развития технологий образовательной области «Технология» (ООТ).
Согласно общей концепции Федеральных компонентов государственного образовательного стандарта основного общего и среднего (полного) общего образования [81, 89] в России два курса: «Информатика», и Образовательная область «Технология» (ООТ) имеют в качестве компонентов раздел «Информационные технологии». Информатика имеет три общеобразовательных аспекта:
• мировоззренческий;
• алгоритмический;
• пользовательский.
В программе по ООТ, рекомендованной Департаментом общего среднего образования МОРФ [132] отмечено, что в рамках раздела «информационные технологии» предусмотрено освоение и развитие пользовательских навыков работы с компьютерами, облегчающих и автоматизирующих труд в различных прикладных, практических сферах человеческой деятельности. Кроме того, в программе отмечено, что информационные технологии целесообразно использовать при изучении ряда разделов ООТ. В ООТ содержательная линия «информационные технологии» охватывает все разделы курса. Таким образом, прикладное значение информатики подкрепляется и развивается в ООТ. В отличие от информационных технологий, изучаемых в курсе предмета «Информатика и информационные технологии», раздел «Информационные технологии» образовательной области «Технология» направлен на изучение и поддержку конкретно технологических задач.
Для уменьшения разрыва между содержанием труда в школьных мастерских и организацией труда на современном производстве, в связи с потребностями современного технологического общества, одной из важнейших целей программы образовательной области «Технология» выдвигается освоение информационных технологий для применения их в различных сферах деятельности [132]. Насущной задачей общеобразовательной пжолы является ознакомление учащихся с возможностями практического использования ИТ.
В работах А.А. Богуславского [13], В.М. Казакевича [45, 46], В.А. Колесникова [53], Г.А. Мочалова [73], Г.Н. Некрасовой [77, 78], Г.М. Пташкина, А.В. Лызлова [91], А.Н. Терёхина [131], Н.П. Шипицина [144] и др. обоснованы дидактические проблемы теории и практики применения информационных технологий как дидактического средства в технологическом образовании.
Из этих работ следует, что применение ИТ особенно актуально в образовательной области «Технология», т.к. необходимость использования ИТ в процессе технологического и допрофессионального обучения школьников обусловлена тем, что ИТ являются:
• основой в системах автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР);
• основой работы технологических, транспортных роботов.
• единственным современным методом обработки информации, необходимой для обучения технологиям создания изделий или услуг.
• необходимой составной частью метода проектов - одного из основных методов обучения технологии.
Из вышесказанного следует органическая взаимосвязь всех разделов ООТ с разделом «Информационные технологии» и необходимость их интеграции.
Среди педагогов нет общего мнения о сущности процесса интеграции в сфере образования:
• одни понимают под интеграцией объединение нескольких учебных ддсциплин (или частей) для совместного изучения,
• другие - использование знаний по нескольким учебным дисциплинам при решении комплексных задач [76].
«История интеграции образования последовательно проходит этапы комплексного обучения в трудовой школе, межпредметных связей, поднимается на уровень интеграции и затухает в системе интегрированных курсов, которые... развивают традиционную предметную систему образования» [33, с. 84]. На сегодняшний день интегрированный подход в обучении предполагает комплексное использование всех познавательных способов и форм обучения (межпредметные конференции и семинары, интегрированные курсы, интегрированные уроки и т.д.) [33, 44], обеспечивает формирование целостной системы обобщенных знаний, способов и видов деятельности. Интегрированный подход позволяет создать у учащихся целостное представление об окружающем мире, о взаимодействии деятельности человека с объектами, осуществить связь понятий, разобщенных в различных курсах. Интеграция, в обучении есть конструирование курсов, блоков уроков, отдельных уроков - из отдельных частей, относящихся к разным предметам. В отличие от реализации концепции межпредметных связей, служащих лишь дидактическим дополнением к сложившейся предметной системе образования, «интегрированный курс или урок — это система межпредметных связей, доведенная до практического использования» [33, с. 35]. Межпредметные связи множественны, аморфны. Область их распространения совпадает с границей образовательного процесса, как такового. Интегрированные курсы и уроки локальны, предметны, конкретны. Можно выделить следующие виды интеграции: внутрипредметная (между модулями и разделами курса), межпредметная (объединение в единый курс двух дисциплин), проблемная, синтезирующая материал из различных учебных курсов или предметов вокруг одной проблемы [65]. При изучении ООТ наиболее выражена интеграция внутрипредметная и проблемная. Условия осуществления интеграции в технологической подготовке школьников рассмотрены ЮЛ. Диком [34]. Внутрипредметная и проблемная интеграция в ООТ может осуществляться на разных уровнях: на уровне интегрированного курса, проблемы в проектной деятельности, темы, блока уроков, отдельного урока. Интегрированный урок - это специфичная форма изучения объектов или явлений, стоящих на стыках двух предметов (в рамках изучения технологии - двух разделов ООТ). При этом содержание одного раздела помогает при изучении содержания другого. В нем реализовано диалектическое единство интеграции и дифференциации. Назовем урок интегрированным в том случае, если в нем достигнуты цели и решены задачи двух (или более) разделов ООТ. В этом случае межпредметные связи реализуются как соїгутствующие связи. Предварительные межпредметные связи (которые готовят учеников к восприятию нового материала) и последующие (которые актуализируют ранее пройденный учебный материал) [33, с. 67] могут реализовываться, как дидактическое дополнение. В настоящий момент проблемы интеграции «Информационных технологий» с другими разделами ООТ в основной общей школе не решены.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что имеются противоречия между следующими объективно существующими ситуациями:
• требованием Концепции информатизации российского образования по разработке программного и методического обеспечения процесса обучения с применением ИТ, в том числе в образовательной области «Технология» и отсутствием достаточного количества таких разработок.
• требованием выполнения дидактического принципа интегративности и недостаточным количеством исследований методических аспектов применения ИТ для организации обучения разделам ООТ в форме интегрированных уроков в основной школе.
• требованием общества по подготовке работников различных уровней, умеющих применять средства и методы ИТ на практике и реальностью предоставления учащимся прикладных знаний по применению ИТ
Особую роль приобретает задача разработки методики применения ИТ на уроках технологии в основной школе в связи с реализацией идей завершенности основного общего, в том числе технологического, образования учащихся.
Есть основания полагать, что на разрешение этих противоречий может повлиять комплексное применение ИТ, использование ИТ на различных этапах урока, решение на одном интегрированном уроке учебных задач двух разделов ООТ.
Существование этих противоречий обусловило аісгуальность темы исследования «Комплексное применение информационных технологий на интегрированных уроках технологии в основной школе».
Проблема исследования: решение вопроса о том, какие именно ИТ и формы организации урока могут способствовать повышению качества технологических знаний учащихся основной школы.
Цели исследования: обосновать, разработать и экспериментально проверить методику комплексного применения ИТ для обучения технологии в форме интегрированных уроков в основной школе.
Объект исследования: процесс обучения в рамках образовательной области «Технология» в основной школе.
Предмет исследования: методика применения ИТ на интегрированных уроках ООТ в основной школе.
1. На основе анализа состояния объекта исследования была сформулирована гипотеза исследования: если дополнить традиционные методы технологического обучения методами, основанными на комплексном применении ИТ на интегрированных уроках технологии, то это позволит повысить качество знаний учащихся, будет способствовать их творческой активности. Цель и гипотеза исследования определили следующие задачи: Изучить и проанализировать философскую, научную, научно-методическую, психолого-педагогическую, учебную и нормативную литературу по теме исследования.
2. Определить условия внедрения ИТ в процесс обучения технологии.
3. Проанализировать существующие компьютерные программные средства для возможного использования их на уроках технологии.
4. Определить направления использования компьютерных программных средств в ООТ.
5. Разработать структурные модели интегрированных уроков технологии, на основе анализа тематического планирования разделов ООТ и выявления тех тем, которые можно изучать на интегрированных уроках.
6. В соответствии со структурными моделями интегрированных уроков разработать алгоритм создания планов-конспектов тех этапов интегрированного урока технологии, на которых целесообразно использовать ИТ.
7. Разработать учебно-методический комплекс для интегрированных уроков технологии, включающий планы-конспекты уроков, методические рекомендации для создания комплексных проектов, дидактические средства, созданные на основе универсальных, специальных, авторских компьютерных программ, в том числе тестовые материалы для внедрения Московским институтом открытого образования, главы учебников по технологии, методические пособия для учителей.
8. Экспериментально проверить эффективность использования алгоритма создания планов-конспектов этапов интегрированных уроков на основе их структурных моделей, результативность применения учебно-методического комплекса для интегрированных уроков технологии.
Методологической основой диссертации являются идеи, отражённые в Законе РФ «Об образовании» [81], идеи гуманизации и культуросообразности образования, отражённые в содержании общего образования [81], обеспечивающем обучение всем аспектам человеческой культуры, включая технологический и информационный; идеи практической ориентации общего среднего образования; идеи усиления деятельностного компонента в содержании образования; идеи обеспечения целостности представлений учащихся о мире путём интеграции образования; принципьі личностно-ориентированного подхода к учащимся, положения концепции трудовой подготовки и профессионального самоопределения молодёжи, Московская Программа развития единой образовательной информационной среды, являющаяся составной частью Программы московского образования "Столичное образование 3", базирующаяся на Законе о развитии образования в городе Москве [151], Концепция модернизации российского образования, федеральные целевые программы "Развитие единой образовательной информационной среды на 2001- 2005 гг." и "Электронная Россия" [152].
При решении поставленных задач использовались следующие методы исследования:
• Аналитические (анализ философской, психолого-педагогической литературы, наблюдения, беседы с учащимися и родителями, изучение программного обеспечения, анализ результатов педагогического эксперимента, изучение педагогического опыта).
• Диагностические (анкетирование, тестирование, изучение результатов деятельности учащихся).
• Формирующие (теоретические и практические учебные занятия, проектная деятельность, внеклассная деятельность).
• Моделирование образовательного процесса при проведении интегрированных с «Информационными технологиями» уроков ООТ.
• Педагогический эксперимент со статистической обработкой его результатов с целью определения эффективности предлагаемой методики.
Научная новизна исследования:
• определены необходимые условия внедрения ИТ в процесс обучения технологии: повышение квалификации учителей и разработка методических и дидактических средств;
• установлено соответствие между направлениями использования компьютерных программных средств в обучении технологии и этапами интегрированного урока;
• разработаны структурные модели интегрированных уроков технологии;
• разработан алгоритм создания планов-конспектов тех этапов интегрированного урока технологии, на которых целесообразно использовать ИТ;
• разработана методика организации проектной деятельности при комплексном использовании компьютерных программных средств.
Теоретическая значимость исследования состоит в развитии идеи компьютеризации обучения применительно к образовательной области «Технология», а именно:
• обоснована целесообразность применения ИТ в обучении технологии на интегрированных уроках для повышения качества знаний школьников;
• доказана необходимость применения при обучении технологии методических и дидактических средств, созданных на основе универсальных, специальных, авторских компьютерных программ в единстве.
Практическая значение исследования:
• составлен перечень существующих компьютерных программных средств, которые рекомендуется использовать на уроках технологии;
• разработаны авторские компьютерные программные средства для проведения уроков технологии с применением ИТ;
• составлены планы-конспекты интегрированных уроков технологии в основной школе;
• разработаны методические рекомендации по применению ИТ в проектной деятельности;
• разработаны для учащихся 9 класса основной школы тестовые материалы, внедренные Московским институтом открытого образования,
• разработаны опубликованные материалы для проведения экзаменов по ИТ в 9 классе;
• подготовлены к публикации главы учебников по технологии для 5 классов для городских школ и для сельских школ;
• подготовлена к публикации книга для учителя «Современный урок технологии с использованием компьютера»;
• написан ряд статей для постоянной рубрики «С компьютером на ты» в научно-методияеском журнале «Школа и производство».
На защиту выносятся следующие положения:
• в преподавании технологии в дополнение к традиционным методам целесообразно комплексное применение ИТ на интегрированных уроках в основной школе;
• комплексное применение ИТ на интегрированных уроках технологии предполагает: 1) использование средств ИТ на различных этапах уроков,
2) использование средств ИТ в сочетании с другими средствами обучения,
3) одновременное достижение нескольких дидактических целей - повышение качества знаний и умений учащихся по разделу «ИТ» и другим разделам ООТ, совершенствование умений в работе с компьютерной техникой, повышение мотивации учащихся к учению, повышение творческой активности учаїцихся.
• комплексное применение ИТ на интегрированных уроках технологии должно удовлетворять требованиям: 1) соответствия дидактическим принципам обучения, 2) обеспечения условий для развития творческой активности учащихся, 3) разнообразия видов и дифференцированности заданий, 4) соответствия возможностям учащихся и создания условий для повышения качества знаний;
• учебно-методический комплекс для интегрированных уроков технологии должен включать. 1) планы конспекты уроков, 2)методические рекомендации создания комплексных проектов, 3) дидактические средства, созданные на основе универсальных, специальных, авторских компьютерных программ, в том числе тестовые материалы, 4) главы учебников по технологии, методические пособия для учителей.
Экспериментальная работа: проводилась на базе московских общеобразовательных средних школ № 661, № 330, № 613, № 1225, в контрольном эксперименте участвовали школы № 661, № 330, № 613, № 1225, № 397, № 1035, Центр образования № 293. Достоверность результатов исследования подтверждена в ходе опытно-экспериментальной работы, проведенной в течение 1997-2003 гг. В целом в педагогическом эксперименте приняло участие:
• 106 учителей технологии России, среди которых 11 учителей принимало участие в обучающем этапе педагогического эксперимента
• около 600 учащихся 9 классов московских школ (школы, изучающие технологию в МУК-25 "Центральный": 1225, 661, 330, 613, а также Центр Образования № 293, средние полные общеобразовательные школы № 1035, № 397). В заключительном обучающем этапе эксперимента участвовало 364 учащихся, среди которых 113 входило в экспериментальную группу. Результаты экспериментальной работы обработаны методами математической статистики в Лаборатории Аттестационных Технологий (ЛАТ) Московского института открытого образования (МИОО) с использованием программного обеспечения, разрабатываемого для проведения регулярного тестирования в школах Москвы.
Апробация результатов исследования: Ход и результаты исследования на различных этапах его проведения получили одобрение в научных обсуждениях, конференциях, конкурсах:
• Международных конференциях по технологии в 2001 - 2002 гг. [106, 112, 114, 125, 128], на конференции в Тульском Государственном педагогическом Университете [116], на страницах научно-методического журнала «Школа и производство» [29, 38, 39, 40, 107, 108, 109, ПО, 111, 113, 115, 117-124];
• Федеральном Экспертном Совете МОРФ при обсуждении учебников «Технология» для 5 класса для городских и для сельских школ, «Материалов для подготовки и проведения экзамена по технологии 9 класс»;
• На научно-методических семинарах с научными руководителями экспериментальных школ, со студентами факультета технологии и предпринимательства Mill У;
• На Московских и Российских олимпиадах по технологии, в которых принимали участие школьники, обучаемые по разработанным методикам. Результатами участия в олимпиадах являются ежегодные (с 1998 года) победы.
Результаты работы были отмечены в средствах массовой информации: газете «Пионерская правда», журнале «Наша школа», трансляциях кабельного телевидения пяти центральных районов г. Москвы. Педагогическая работа по внедрению проектного метода с использованием ИТ проводилась также в Международном компьютерном лагере «Юнивер» в Словакии в 1998 - 1999 годах. Проект «Мультфильм Стрекоза и Мурвей с героями, выполненными из бисера», был отобран в качестве образца проектной деятельности российских школьников педагогами из США (см. приложение 11).
Статистическая обработка педагогического эксперимента проводилась в ЛАТ МИОО. Данные эксперимента показали, что уровень знаний у учащихся в экспериментальной группе на 16 % выше, чем в контрольной.
Разработанные методики проведения интегрированных уроков были внедрены в 16 школах г. Москвы, тестовые материалы в ЛАТ МИОО (см. приложения 14-17). Написаны главы учебников «Технология» для 5 класса для городских и для сельских школ, «Материалов для подготовки и проведения экзамена по технологии 9 класс», книга для учителя технологии «Современный урок технологии с использованием компьютера», что также является внедрением результатов исследовательской работы.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографии и приложений. Общий объём работы: 212 страниц, основной текст работы составляет 167 страниц. Работа включает 1 схема, 16 таблица, 7 диаграмм, 18 рисунков, 20 приложение. Список литературы составляет 158 наименований.
Основное содержание и выводы исследования:
Во введении показана актуальность проблемы, сформулированы цель, задачи, определены объект и предмет исследования, указаны научная, теоретическая и практическая значимость исследования.
В первой главе проведен анализ научно-методической, психолого-педагогической, философской, нормативной, учебной литературы, а также практики зарубежного и отечественного технологического обучения. Кроме того, выявлены особенности и направления применения ИТ в образовательной области «Технология», изучен опыт применения программных средств в ООТ. Для определения условий внедрения ИТ в процесс обучения технологии был проведен статистический анализ на основании опросов учителей технологии России и сравнение полученных данных с результатами официальных опросов.
Во второй главе представлены результаты исследования, проводимого согласно поставленным задачам.
1. Разработано дополнение к программе по технологии МО РФ - план компьютерной поддержки уроков технологии в основной общей школе.
2. Определены направления необходимых разработок для реализации этого плана.
3. Разработаны компьютерные программы для обучения технологии.
4. Разработан алгоритм конструирования методик уроков технологии с применением ИТ, который реализован в компьютерной программе.
5. Разработаны модели интеграции «Информационных технологий» с другими разделами ООТ для 5, 8 и 9 классов.
6. Разработаны план-конспекты интегрированных с «Информационными технологиями» уроков для 5, 8 и 9 классов.
7. Разработаны методические рекомендации проведения занятий проектной деятельности с использованием ИТ.
В третьей главе описано проведение педагогического эксперимента по комплексному применению ИТ на интегрированных уроках технологии, состоящего из трех этапов: констатирующего, поискового и обучающего.
Оценка эффективности по комплексному применению ИТ на интегрированных уроках технологии проводилась методом тестирования знаний и умений учащихся 9 класса в экспериментальной и контрольной группах. Результаты тестирования обрабатывались на базе Лаборатории аттестационных технологий Московского института открытого образования. Для объективности анализ знаний экспериментальных и контрольных групп девятиклассников проводился дважды в течение учебного года - в начале года - стартовое тестирование и в конце года - диагностическое итоговое тестирование.
Кроме того оценка эффективности комплексного применения ИТ на интегрированных уроках технологии была проверена путем участия в московских и всероссийских олимпиадах по технологии в течении пяти лет.
Результат обучения по разработанным методикам в течение 6 лет следующий:
• Тестирование учащихся, обучаемых по экспериментальной программе в 2002-2003 уч. годах, показало превышение уровня знаний в экспериментальных группах в среднем на 16 %.
• Все комплексные проекты, выполненные под руководством автора исследования, создавались учащимися, обучаемыми по разработанным методикам. Все представленные на конкурсы проекты в течение пяти лет занимали первые места на Московских и призовые на Российских Олимпиадах по технологии.
Основное содержание диссертации отражено в 28 публикациях: Учебники и методические пособия
1. Ставрова О.Б. Глава по информационным технологиям // Материалы для подготовки и проведения экзамена: Технология: 9 классы — М. : Просвещение, 2002 г. - 112 с. (соавторы: Марченко А.В., Кожина О.А., Хотунцев Ю.Л. и др., 7 п.л., 5% авторских)- Гриф Минобразования РФ.
Статьи и тезисы докладов
2. Жихарская О.Б. (Ставрова О.Б.), Чернякова В.Н. Комбинированный урок по технологии и информатике // Школа и производство. 1998. - №5. - С.44-46, 0,2 п.л., 50% авторских.
3. Жихарская О.Б. (Ставрова О.Б.) Создание орнаментов на компьютере // Школа и производство. 1999. - №2. - с. 29-31, 0,2 п.л..
4. Жихарская О.Б. (Ставрова О.Б.) Использование компьютеров при обучении школьников бисеронизанию // Школа и производство. 1999. №6. С. 60-62, 0,2 п.л..
5. Ставрова О.Б. Работы флористической детской фирмы «Цветочная радуга» // Детский сад: приложение для детей журнала «Цветоводство». -2000. - №6.-С. 29, 0,1 п. л..
6. Ставрова О.Б. Великий Устюг -Родина Деда Мороза // Школа и производство - 2002. - №1. - С.70, 0,1 п.л..
7. Ставрова О.Б Создание цветочной аранжировки в виде фонтанчика // Школа и производство. - 2001. - №8. - С. 34-35, 0,2 п.л..
8. Ставрова О.Б, Миронова Е.Н. Сокровища декоративно-прикладного искусства в интернете // Школа и производство, 2002. - №3 - С. 24 — 25, 0,1 п.л., авторских 50%.
9. Ставрова О.Б Использование программы Power Point для создания анимационного фильма // Школа и производство. - 2002. - №5. - С. 44-46, 0,2 п.л..
10. Ставрова О.Б Поиск информации в сети Интернет II Школа и производство. 2002. - №6. - С. 3-6, 0,3 п.л..
11. Ставрова О.Б Электровикторина «Мир моря» // Школа и производство. -2002. - №7. - С. 72-73, 0,1 п.л..
12. Гончарова О.Б. (Ставрова О.Б.), Маклакова Т.М. Компьютерная поддержка уроков электротехники // Школа и производство. - 2002. -№7. - С. 23-25, 0,2 п.л., авторских 50%.
13. Ставрова О.Б Требования к знаниям учителей технологии и предпринимательства, необходимые для использования компьютеров на уроках технологии // Межвузовский сборник статей. - Тула: ТГПУ им. Толстого - часть 1. - 2002. - С.71-72, ОД п.л..
14. Гончарова О.Б. (Ставрова О.Б.) Музей ожившей старины // Школа и производство. - 2002. - №8 - С.З., 0,1 п.л..
15. Ставрова О.Б. Компьютерная презентация учебного проекта // Школа и производство. 2002. - №8 - С. 28-34, 0,45 п.л..
16. Ставрова О.Б. Компьютер на уроках обслуживающего труда // Школа и производство. 2003. - №1 - С. 26-29, 0,3 п.л..
17. Ставрова О.Б. Первое знакомство с ПЭВМ: С компьютером на Ты II Школа и производство. - 2003. №2. - С. 15-18, 0,3 п.л..
18. Ставрова О.Б. Первое знакомство с ПЭВМ: С компьютером на Ты. II Школа и производство. - 2003. №3.- С. 16-23, 0,5 п.л..
19. Ставрова О.Б. Первое знакомство с ПЭВМ: С компьютером на Ты II Школа и производство. - 2003. №4. - С.24-30, 0,45 п.л..
20. Ставрова О.Б. Первое знакомство с ПЭВМ: С компьютером на Ты II Школа и производство. - 2003. №5.- С.22-27, 0,4 п.л..
21. Ставрова О.Б. рубрика Первое знакомство с ПЭВМ: С компьютером на Ты II Школа и производство. - 2003. №6. - С.30-37, 0,5 п.л..
22. Ставрова О.Б. Первое знакомство с ПЭВМ: С компьютером на Ты II Школа и производство. - 2003. №7. - С. 18-23, 0,4 п.л..
23. Ставрова О.Б. Первое знакомство с ПЭВМ: С компьютером на Ты II Школа и производство. - 2003. №8, 0,5 п.л..
24. Ставрова О.Б. Компьютер помогает создать методику занятия // Школа и производство. - 2004. №2, 0,4 п.л..
Материалы конференций:
25. Ставрова О.Б. Роль предмета Информационные технологии в развитии творческих способностей ребёнка // Труды VII Международной конференции по преподаванию технологии в школе—2001.- октябрь. - С.74-76, 0,2 п.л..
26. Ставрова О.Б. Опыт применения компьютерных технологий в разработке интегрированных уроков и проектов в образовательной области «Технология»» // Труды VII Международной конференции по преподаванию технологии в школе - 2001. - октябрь. - С.71-74
27. Ставрова О.Б., Волкова Т.А. Методические разработки по курсу "Информационные технологии"// Тезисы VIII Международной конференции по преподаванию технологии в школе - 2002. - октябрь-С.98-100, 0,2 п.л., авторских 50%.
28. Ставрова О.Б. Предложения о совершенствовании конкурса проектов по технологии // Тезисы VHI Международной конференции по преподаванию технологии в школе - 2002. - октябрь. - С.94-96, 0,2 п.л..
Анализ зарубежного опыта использования информационных технологий в технологическом образовании
Для повышения качества отечественного образования надо учитывать всё лучшее, что существует в технологической подготовке школьников в наиболее развитых странах мира [140]. В настоящее время технологическое образование школьников становится важным направлением образования во всём мире. ЮНЕСКО реализует программу «2000+» - Международный проект по научной и технологической грамотности для всех.
Во многих зарубежных странах широко распространена система технологической подготовки учащихся. Об этом свидетельствуют проводимые регулярно международные конференции по технологическому образованию. По результатам работы конференций можно сделать выводы, что существует большое количество путей создания концепций и реализации технологического образования. Этот предмет не рассматривается теперь как обучение ремесленной деятельности, а скорее как перспективный подход помочь понять рукотворный мир, развить практические способности в проектировании, конструировании, создании устройств и систем на основе использования новых, в том числе информационных технологий, и оценить социальные (в том числе экологические) последствия применения технологий.
На проходившей в 1996 году Второй Международной конференции по научному и технологическому образованию [149] подчёркивалось, что среди различных путей технологического образования, как обязательного и необходимого компонента общего образования, изучение информационных технологий имеет решающее значение.
Анализ преподавания технологии в Великобритании, Нидерландах, Франции, Швеции, Болгарии, США, Израиле, Германии позволяет выявить много общего в подходах педагогов этих стран к технологическому образованию школьников, а также и различия.
Так, в Великобритании технологическая подготовка школьников объединяет пять направлений:
Ремесло.
Искусство и дизайн.
Бизнес.
Домашняя экономика.
Информационные технологии.
Первые четыре направления объединены в раздел «Дизайн и технология». Информационные технологии рассматривают широкую сферу знаний и умений, связанных с использованием компьютеров.
Большой интерес представляет направленность данного предмета на развитие не только трудовых (это было и раньше), но и интеллектуальных знаний и умений учащихся. Сочетание элементов искусства и дизайна, сочетание элементов бизнеса, информационных технологий в разделах, связанных с работой с деревом, металлом, пищевыми продуктами, тканями, разработка проектов - представляет собой хорошую возможность приобрести знания и развить навыки, необходимые работнику в условиях научно-технологической революции, глобальной информатизации общества.
Учащиеся учатся использовать разные технологические процессы и ресурсы, чтобы достичь высокого качества выполнения изделий.
В 1995 году в Великобритании был разработан стандарт технологического образования для государственных школ для детей 6-16 лет, где большое внимание уделяется политехническому, творческому, управленческому и экологическому развитию учащихся. Изучение элементов информационных технологий, согласно стандарту Великобритании, начинается с 11 лет.
В Нидерландах технология изучается в течение трёх лет школьниками в возрасте от 12 до 15 лет. Технология в Нидерландах - практически ориентированный предмет, тесно связанный с использованием информационных технологий.
Предмет «Технология» в Нидерландах содержит шесть разделов:
Технология и общество, связь между технологическим процессом и экономическими социальными условиями, производственный процесс, технология в профессиональной деятельности, окружающая среда;
Создание технологической продукции (принципы действия машин и технических систем, движение и трансмиссии, преобразование энергии, автоматизация, использование техники);
Технология производства (подготовка к работе, конструирование, черчение, интерпретация чертежей, обработка конструкционных материалов и тканей);
Индустриальные технологии;
Информационные технологии, которые включаются во все разделы «Технологии»;
Защита окружающей среды.
В Нидерландах доказана необходимость знакомить учащихся с современными технологиями и организовывать экскурсии на предприятия для профориентации.
Во Франции обязательное преподавание технологии вводится в начальной и средней школе с 1985 года. Здесь технология является теоретической и практической дисциплиной, заключающей в себе интеллектуальное исследование и его конкретную реализацию. «Технология» в средней школе основана на использовании различных технологических проектов.
Разработка примерного плана применения ИТ в ООТ в основной школе
В развитие программы по технологии МО РФ в плане предлагается непрерывное использование и изучение информационных технологий, начиная с пятого класса, что соответствует дидактическому принципу «непрерывность обучения», и изучение различных компьютерных программных средств, которые целесообразно использовать для усвоения знаний по технологии, средств, облегчающих и автоматизирующих труд в различных прикладных сферах человеческой деятельности.
Примерный план компьютерной поддержки ООТ для 5-9-ых классов, является дальнейшим развитием действующей Программы по технологии, создан в соответствии с обязательным минимумом содержания основного общего образования, который по разделу «Информационные технологии» ООТ и содержит: «способы и средства поиска, переработки, хранения и систематизации информации; компьютерную обработку технико-технологической информации; работу с прикладными программами» [132]. Обучение по предлагаемому примерному плану компьютерной поддержки ООТ основывается на идее системного подхода к решению проблем и задач, системно-информационной концепции, разработанной профессором Н.В. Макаровой [69].
В примерном плане предлагается курс, систематизирующий и закрегшяющий знания по информационным технологиям и другим разделам ООТ.
Системно-информационная концепция определяет интегрирующую роль информационных технологий среди всех других разделов ООТ.
Информационные технологии позволяют аккумулировать знания из разных областей знаний. За счёт организации связей между разделами интегрированной образовательной области «Технология», на интегрированных с информационными технологиями уроках реализуется решение разноплановых задач, и появляется возможность закреплять и углублять знания, полученные на уроках изучения различных разделов технологии.
Наш примерный план основан на знакомстве учащихся с широким спектром задач, где эффективно могут применяться информационные технологии. При этом используется два основных методических подхода: первый - на основе методики освоения программной среды, а другой — на основе методики моделирования.
Освоение любой программной среды осуществляется в процессе решения конкретной задачи. Задачи при этом выбираются из технологических областей. Целью является получение результата, а для этого учащемуся предлагается необходимый компьютерный инструментарий и тщательно разработанная пошаговая методика его освоения, основанная на принципе «от простого к сложному». Прежде всего, необходимо сформировать у учащихся правильное представление о назначении данной среды и о классе задач, которые могут быть в ней реализованы.
Моделирование основано на выявлении тех свойств объектов или процессов, которые необходимо изучить или спроектировать [69]. Моделирование является необходимым для успешной практической деятельности. Информационное моделирование, проводимое на компьютерах, помогает имитировать существенные черты объектов-оригиналов и достаточно точно воспроизводить их поведение.
В настоящее время существуют две основные проблемы реализации программы по технологии, рекомендованной МО РФ, решение которых предлагается в настоящем исследовании:
Отсутствие во многих школах необходимой материально-технической базы для обучения отдельным разделам ООТ.
Длительность изучения раздела «Информационные технологии» недостаточен для решения тех задач, которые перед ним ставятся в программе.
Предлагаемое нами направление компьютерного моделирования технологических процессов, явлений позволяет реализовывать программу по технологии, частично разрешая первую проблему.
Изучая и используя средства и методы информационных технологий на протяжении всего курса, на всех этапах изучения ООТ, учащиеся приобретают и углубляют знания и умения, которые указаны в программе по «Информационным технологиям», тем самым частично решая вторую проблему.
Цели курса, изучаемого по примерному плану применения ИТ в ООТ:
Формирование у учащихся технологической культуры и деловых межличностных отношений.
Формирование у учащихся качеств творчески думающей, активно действующей личности.
Приобретение умений в прикладной практической деятельности.
Социально-трудовая адаптация на основе профессионального самоопределения.
Формирование информационной культуры учащихся, под которой понимается наличие знаний и умений для целенаправленной работы с информацией и использования для этого возможностей компьютера.
Формирование экологической культуры.
Развитие логического мышления, творческого и познавательного потенциала школьника с использованием для этого богатого компьютерного инструментария.
Развитие чувства ответственности учащихся за результат обучения.
Воспитание и обучение конкурентоспособных в современных условиях будущих работников.
Экспериментальное обоснование комплексного применения ит на интегрированных уроках технологии
Экспериментальная работа проводилась на базе московских общеобразовательных средних школ № 661, № 330, № 613, № 1225, в контрольном эксперименте участвовали школы № 661, № 330, № 613, № 1225, № 397, № 1035, УВК 293.
Исследование проводилось с 1997 по 2003 годы в три этапа:
На первом этапе - констатирующем этапе исследования - проводился сбор информации по тематике диссертации: изучение педагогической литературы по проблеме применения информационных технологий в образовании, анализ практического опыта работы учителей-экспериментаторов по применению информационных технологий в учебном процессе преподавания разделов ООТ; проведено исследование готовности учителей технологии применять информационные технологии на уроках, для чего было проведено анкетирование учителей технологии России и студентов выпускного курса факультета технологии и предгфинимательства Ml И У. Был проведён анализ собранной информации, поставлена задача и осуществлён выбор путей решения проблем.
На втором этапе исследования - поисковом - были разработаны План компьютерной поддержки ООТ для основной общей школы, как дополнение к программе по технологии, рекомендованной МО РФ, компьютерные программы для обучения технологии, алгоритм конструирования методик проведения уроков ООТ с использованием ИТ в соответствии с различными направлениями применения компьютеров, модели интегрированных уроков ООТ, методики проведения интегрированных с «Информационными технологиями» уроков ООТ, методические рекомендации применения информационных технологий в проектной деятельности. По разработанным методикам, с использованием разработанных компьютерных программных средств был произведён эксперимент на базе МУК-25 «Центральный» г. Москвы (школы № 661, № 330, № 613, № 1225). На основе анализа результатов были доработаны методики проведения интегрированных с «Информационными технологиями» уроков технологии и методика применения информационных технологий в проектной деятельности.
На третьем этапе исследования был проведен обучающий эксперимент, осуществлена проверка гипотезы исследования. Была осуществлена экспериментальная проверка знаний и умений учащихся в экспериментальной и контрольной группах в виде тестирования, обработанного на базе Лаборатории аттестационных технологий Московского института открытого образования. В контрольном эксперименте участвовали школы № 661, № 330, № 613, № 1225, № 397, № 1035, УВК 293.На этом этапе также были проанализированы общие итоги педагогического эксперимента, проведены осмысление, проверка, обобщение и систематизация результатов.
Для выявления и доказательства эффективности разработанной методики -заключительного этапа педагогического эксперимента - были поставлены следующие задачи:
1. Определить относительный уровень знаний и умений учащихся на начальном и конечном этапах эксперимента.
2. Провести сравнительный анализ результатов, полученных при традиционном и экспериментальном обучении.
Выбор методов и средств контроля в ООТ осложняется разнообразием видов учебной деятельности и необходимостью обеспечить, с одной стороны, полноту охвата пройденного материала и всех учащихся, а с другой - объективность и оперативность получения результата. Традиционные методы контроля не всегда полностью отвечают этим требованиям, что затрудняет управление познавательной деятельностью учащихся, не позволяет получать объективные данные об уровне их обученности, что отрицательно сказывается на уровне технологической подготовки учащихся [139].
В настоящее время большое внимание уделяется объективности оценки знаний и умений учащихся в рамках государственной программы ЕГЭ. В лаборатории аттестационных технологий (ЛАТ) Московского института открытого образования (МИОО) были проведены научные разработки по компьютерному тестированию школьников [90]. Для определения эффективности внедрения разработанной методики проведения интегрированных с Информационными технологиями уроков ООТ было проведено тестирование с использованием научной и технической базы ЛАТ. Обработка результатов тестирования производилась на программном обеспечении, предназначенном для аттестации учащихся всех классов московских школ.
Для решения поставленных задач мы провели тестирование учащихся экспериментальных и контрольных групп учащихся 9-х классов. В экспериментальную группу входило 112 учащихся из школ, сотрудничающих с МУК-25 «Центральный», в контрольную группу - 178.
Для объективности исследований анализ знаний девятиклассников проводился дважды в течение учебного года - в начале года — стартовое тестирование по знаниям и умениям за 8 класс - и в конце года — диагностическое итоговое тестирование по разделам ООТ, по которым велось обучение по экспериментальной методике, разработанной в рамках настоящего исследования. Цель такого эксперимента состояла в том, чтобы выявить динамику качества знаний учащихся и, обобщив результаты, сделать выводы об эффективности использования методики проведения интегрированных уроков ООТ, созданной по разработанному алгоритму.
