Содержание к диссертации
Введение
Глава I Психолого-педагогические основы изучения информатики в классах с углубленным изучением математики
1.1 Социальный заказ на подготовку учащихся в классах с углубленным изучением отдельных дисциплин 15
1.2 Психолого-педагогические особенности организации учебно-познавательной деятельности учащихся на уроках информатики в классах с углубленным изучением математики 32
1.3 Анализ проблемы в теории и практике отечественной и зарубежной школы 58
Выводы 70
Глава II Дидактические основы организации учебно-познавательной деятельности учащихся на уроках информатики в классах с углубленным изучением математики
2.1 Модель отбора содержания обучения информатике в классах с углубленным изучением математики 72
2.2 Дидактические условия актвизации учебно-познавательной деятельности учащихся на уроках информатики в классах с углубленным изучением математики 93
2.3 Методические требования к организации учебно-информационной профессионально-ориентированной среды на уроках информатики в классах с углубленным изучением математики 109
Выводы 118
Глава III Методика организации учебно-познавательной деятельности учащихся на уроках информатики в классах с углубленным изучением математики
3.1 Технология изучения отдельных разделов курса информатики в классах с углубленным изучением математики 121
3.2 Методика проведения занятий по курсу информатики в классах с углубленным изучением математики 140
3.3 Опытно-экспериментальная проверка эффективности предложенной методики 158
Выводы 174
Заключение 175
Список основной использованной литературы 179
Приложение 1 Основные классы задач, расматриваемые на уроках алгебры и математического анализа в классах с углубленным изучением математики и методы их решения 196
Приложение 2 Тематическое планирование учебного материала по информатике для классов с углубленным изучением математики 198
Приложение 3 Измерители уровня обученности по информатике учащихся классов с углубленным изучением математики 210
Приложение 4 Пример выполнения проекта - итоговой работы по окончанию изучения курса информатики в классах с углубленным изучением математики 216
- Социальный заказ на подготовку учащихся в классах с углубленным изучением отдельных дисциплин
- Модель отбора содержания обучения информатике в классах с углубленным изучением математики
- Технология изучения отдельных разделов курса информатики в классах с углубленным изучением математики
Введение к работе
Актуальность исследования
Формирование рыночной экономики в России, сопровождающееся возникновением многообразных форм хозяйствования и интеграцией страны в мировое сообщество, требует изменения структуры и содержания обучения на всех этапах подготовки специалиста в системе непрерывного образования. Глобальная информатизация общества ставит как одну из первоочередных задач перед системой образования подготовку специалиста к деятельности в условиях современной информационной среды.
Изучение основ электронно-вычислительной техники в рамках профессиональной подготовки первоначально было введено в ряде специализированных школ физико-математического профиля с 1959 года. К моменту введения курса «Основы информатики и вычислительной техники» в общеобразовательные школы в 1985 году сложился определенный опыт работы в физико-математических школах, который был обобщен в исследованиях И.Н.Антипова, В.М. Монахова, СИ. Шварцбурда и др. В исследованиях подчеркивалось, что если на начальном этапе введение курса осуществлялось посредством реализации концепции обеспечения компьютерной грамотности, то в настоящее время ставится задача формирования у учащихся определенного уровня информационной культуры.
Подходы к разработке методических основ отбора содержания общеобразовательного курса информатики, определению его места, роли и функций в процессе формирования конкурентоспособного специалиста являются актуальными проблемами дидактики.
В исследованиях С.А. Бешенкова, А.А. Кузнецова, В.М. Монахова подчеркивается, что курс «Основы информатики и вычислительной техники» не может решить всего комплекса задач, связанных с формированием информационной культуры учащихся. В дальнейшем развитие школьной
информатики происходит таким образом, что методы и средства информационных технологий все больше стали отходить в сферу профессиональной и предпрофессиональной подготовки школьников, в то время как сам курс ОИ и ВТ все более ориентировался на изучение основ фундаментальной науки информатики.
Значительный вклад в концептуальную разработку вопросов становления информатики как школьного предмета, совершенствование методики преподавания как базового, так и профильных курсов информатики внесли В.К. Белошапка, С.А. Бешенков, Я.А. Ваграменко, А.Г. Гейн, С.Г. Григорьев, А.П. Ершов, А.А. Кузнецов, Э.И. Кузнецов, А.Г. Кушниренко, B.C. Леднев, А.С. Лесневский, В.М. Монахов, Ю.А. Первин, В.Ф. Шолохо-вич и др.
Активное внедрение профильной дифференциации в образовательных учреждениях выявило необходимость проведения исследований, посвященных многоуровневому, дифференцированному обучению информатике в классах с различной специализацией (Т.Б. Захарова). Как показали исследования и опыт практической работы в условиях классов с углубленным изучением математики, особую значимость приобретает интеграция образовательных областей "Математика" и "Информатика". Наиболее актуальной проблемой становится практическое освоение учащимися информационных технологий и приемов работы с информацией в процессе изучения объектов образовательной области "Математика". Такой подход способствует осуществлению целенаправленной подготовки учащихся к профессиональной деятельности (Е.Л. Белкин, А.А. Бондарева, В.Д. Горский, А.Л. Денисова, Э.И. Кузнецов, А.В. Щербакова и др.) в условиях современной информационной среды.
Однако, несмотря на накопленный опыт преподавания информатики в специализированных классах физико-математического профиля, вопро-
сы, связанные с отбором содержания обучения информатике на теоретическом и методическом уровнях, требуют дополнительного изучения.
Исследования показали, что основными противоречиями в процессе организации подготовки учащихся в классах с углубленным изучением математики являются противоречия между:
постоянно увеличивающимся объемом учебной информации в классах с углубленным изучением математики и существующими подходами к отбору содержания обучения;
требованиями к уровню математической подготовки учащихся специализированных школ и программно-методическими средствами, обеспечивающими заданный уровень подготовки;
необходимостью активно использовать современные инструментальные средства информатики в процессе изучения объектов образовательной области «Математика» и уровнем готовности учащихся к данному виду деятельности;
уровнем развития информационной индустрии, науки информатики и математики и содержанием учебников и учебных пособий по данным дисциплинам;
уровнем современной научной области "Математика" и ее отражением в традиционных математических курсах;
уровнем развития современных информационных и коммуникационных технологий и реальным состоянием аппаратно-программных средств информационных технологий, используемых на уроках информатики в школах.
Разрешение сформулированных противоречий является проблемой исследования.
Цель исследования - теоретическое обоснование, разработка и реализация методических основ отбора содержания обучения информатике в
классах с углубленным изучением математики.
Объект исследования - процесс обучения информатике в специализированных школах.
Предмет исследования - содержание обучения информатике в классах с углубленным изучением математики.
В основу исследования положена гипотеза, согласно которой процесс формирования готовности выпускника класса с углубленным изучением математики к активному восприятию и переработке информации, освоению и использованию новых знаний будет эффективным, если:
1. При отборе содержания обучения информатике в классах с углублен
ным изучением математики реализованы следующие положения, опре
деляющие методическую основу отбора:
ориентация на изучение и реализацию социального заказа на подготовку учащихся в классах с углубленным изучением математики;
отражение в содержании обучения информатике новейших достиже-
ний научно-технического прогресса в области новых информационных и коммуникационных технологий;
рассмотрение информатики как учебного предмета, с одной стороны,
обеспечивающего поддержку курса математики, вооружая учащихся инструментальными средствами научной области "Информатика" с целью моделирования и изучения объектов образовательной области "Математика", а с другой, направленного на формирование системно-целостной информационной картины мира;
направленность на активизацию учебно-познавательной деятельно-
сти учащихся на уроках информатики;
обеспечение учета преемственности стандартов школьного и вузов-
ского курсов информатики.
2. Реализация содержания обучения информатике осуществляется в усло
виях специально организованной учебно-информационной профессио-
нально-ориентированной среды, обеспечивающей активизацию учебно-познавательной деятельности учащихся в процессе подготовки.
В соответствии с целью и гипотезой в исследовании решаются следующие задачи:
проанализировать социальный заказ на подготовку учащихся в классах с углубленным изучением отдельных дисциплин;
выявить психолого-педагогические особенности организации учебно-познавательной деятельности учащихся на уроках информатики в классах с углубленным изучением математики и на основе полученных результатов разработать модель организации подготовки;
сформулировать основные положения, определяющие методические основы отбора содержания обучения информатике в классах с углублённым изучением математики, и разработать модель их реализации;
определить дидактические условия активизации учебно-познавательной деятельности учащихся в процессе изучения курса информатики в классах с углубленным изучением математики;
сформулировать методические требования к организации учебно-информационной профессионально-ориентированной среды на уроках информатики в классах с углубленным изучением математики;
разработать методику организации учебно-познавательной деятельности учащихся на уроках информатики в классах с углубленным изучением математики;
провести опытно-экспериментальную проверку эффективности предложенной методики.
Теоретико-методологической основой исследования явились теории личности, деятельности, общения, теории познания и творчества, саморегуляции и самореализации личности в процессе деятельности, подходы к активизации познавательной деятельности. В частности, идеи об интегральных характеристиках личности (Б.Г. Ананьев, Л.И. Божович,
С.Л. Рубинштейн), идеи о необходимости формирования ориентировочной основы деятельности (Л.С. Выготский, П.Я. Гальперин, В.В. Давыдов), о значении формирования в процессе обучения особых познавательных структур - обобщенных схем мышления (П.Я. Гальперин), об особенностях и этапах творческой деятельности (Я.А. Пономарев, И.Я. Лер-нер, Л.Л. Гурова, А.З. Рахимов и др.), о дидактических особенностях организации учебно-познавательной деятельности учащихся (Ю.К. Бабан-ский, В.П. Беспалько, И.Я. Лернер, М.И. Махмутов, Н.Ф. Талызина, Д.Б. Эльконин, И.С. Якиманская и др.).
Использованы теоретические положения о закономерностях формирования и развития мотивации (Л.С. Выготский, С.Л. Рубинштейн).
Существенное значение имели теоретические разработки вопросов использования информационных технологий в обучении (Н.Е. Астафьева, С.А. Бешенков, Е.П. Велихов, А.Л. Денисова, B.C. Леднев, В.М. Монахов, В.Г. Уваров и др.).
В процессе реализации методических основ отбора содержания обучения информатике особую значимость имели теоретические основы: оценки качества образовательных услуг (И.Я. Лернер, Н.А. Селезнева, М.Н. Скаткин, Т.И. Шамова и др.); совершенствования процесса обучения учащихся математике (В.М. Монахов, М.П. Лапчик, А.А. Михно, А.А. Столяр, Л.П. Червочкина и др.); включения идей математического моделирования как в школьное, так и вузовское обучение (Т.А. Арташки-на, А.В. Бобровская, Р.А. Майер, А.В. Могилев, А.Г. Мордкович, А.С. Раухман, И.Н. Скаткин и др.); использования задачного и проблемного подходов в обучении (Г.А. Балл, Д.Б. Богоявленский, А.В. Брушлинский, В.В. Давыдов, A.M. Матюшкин, Е.И. Машбиц, А.Г. Мордкович и др.); использования разнообразных учебных задач и проблемный способ представления учебного материала при обучении информатике и другим предметам с применением компьютерной техники (И.Т. Белавина, С.А.
Бешенков, А.А. Вербицкий, А.Л. Денисова, В.Т. Дорохина, В.М. Мона-
"' хов, В.В. Репкин, Н.Д. Угринович и др.).
Теоретической основой информационного моделирования учебно-познавательной деятельности учащихся на уроках информатики послужили методологические подходы к использованию информационных технологий в образовании А.Л. Денисовой, Э.И. Кузнецова, С. Пейперта, И.В. Роберт, А.Ю. Уварова.
Выбор комплекса методов исследования определялся целями и за
дачами исследования. Применялись следующие методы: теоретико-
методологический анализ литературных источников; моделирование сис
тем и процессов; изучение и обобщение педагогического опыта препода
вания математики и информатики в профильных классах; эмпирические
методы (наблюдение, опрос, анкетирование), праксеометрический метод
(анализ результатов деятельности учащихся); педагогический экспери
мент; тестирование; статистические методы обработки данных.
Опытно-экспериментальная база исследования
Исследования проводились в лицее № 2, средней школе № 15 с уг-
щ, лубленным изучением отдельных предметов, средних школах №№ 33, 91
г. Воронежа и средней школе № 1 г. Нововоронежа. Исследованием были охвачены учащиеся 8-11 классов, учителя - всего около 350 человек.
Исследование проводилось с 1992 по 2000 г.г. и было реализовано в три этапа.
На первом этапе (1992-1994 г. г.) изучалось состояние проблемы в теории и практике, а именно: проводилось изучение и анализ научных исследований по теме с целью определения степени разработанности проблемы. Изучались психолого-педагогические особенности организации учебно-познавательной деятельности учащихся на уроках информатики в классах с углубленным изучением математики. Проводился анализ содержания курсов математики и информатики в классах с углубленным изуче-
ниєм математики, изучалась возможность овладения учащимися информационными технологиями и приемами работы с информацией в процессе решения математических задач. Анализировались различные методики преподавания информатики в средней школе. Были сформулированы гипотеза, цели и задачи исследования, на основе обобщения результатов состояния проблемы в теории и практике отечественной и зарубежной школы определены методические основы отбора содержания обучения информатике. Был проведен констатирующий эксперимент.
На втором этапе (1994-1997 г. г.) были сформулированы методические основы отбора содержания обучения информатике в классах с углубленным изучением математики и на их основе была разработана программа курса информатики, определены дидактические условия активизации учебно-познавательной деятельности учащихся, сформулированы методические требования к организации на уроках информатики учебно-информационной профессионально-ориентированной среды. Разрабатывалась и апробировалась методика преподавания информатики в классах с углубленным изучением математики. Проводился обучающий эксперимент.
На третьем этапе (1997-2000 г. г.) анализировались и обобщались результаты опытно-экспериментальной работы по проверке эффективности влияния разработанных методических основ отбора содержания обучения информатике в классах с углубленным изучением математики на результативность обучения информатике, а также влияние на качество математических знаний учащихся. Выполнены обобщение, систематизация и статистическая обработка экспериментальных данных. Сформулированы выводы, завершено оформление диссертации.
Научная новизна исследования заключается в: обосновании необходимости и целесообразности формирования готовности выпускника класса с углубленным изучением математики к ак-
тивному восприятию и переработке информации, освоению и использованию новых знаний посредством организации подготовки учащихся на уроках информатики, обеспечивающей создание условий, мотивирующих процесс активного использования инструментальных средств научной области "Информатика" для моделирования и изучения объектов образовательной области «Математика»;
разработке методических основ отбора содержания обучения информатике в классах с углубленным изучением математики, направленных на реализацию социального заказа общеобразовательной школе и удовлетворение потребностей личности в получении конкурентоспособных знаний;
разработке и обосновании модели организации подготовки учащихся по информатике в классах с углубленным изучением математики и методики ее реализации в условиях учебно-информационной профессионально-ориентированной среды.
Теоретическая значимость исследования состоит в:
разработке, посредством реализации методических основ, модели отбора содержания обучения информатике в классах с углубленным изучением математики;
определении дидактических условий активизации учебно-познавательной деятельности учащихся в процессе изучения курса информатики в классах с углубленным изучением математики;
обосновании системы методических требований к организации учебно-информационной профессионально-ориентированной среды как средства активизации учебно-познавательной деятельности учащихся на уроках информатики в классах с углублённым изучением математики.
Практическая значимость исследования состоит в том, что:
разработанная программа курса информатики для классов с углублен
ным изучением математики на основе модели отбора содержания обу-
чения обеспечивает формирование готовности выпускника к активному восприятию и переработке информации, освоению и использованию новых знаний посредством организации познавательного процесса на уроках информатики, обеспечивающего создание условий, мотивирующих активное использование инструментальных средств научной области "Информатика" для моделирования и изучения объектов образовательной области «Математика»;
разработанная технологическая цепочка изучения отдельной темы (раздела) учитывает психолого-педагогические особенности организации учебно-познавательной деятельности учащихся и обеспечивает эффективную организацию образовательного процесса на уроках информатики в классах с углубленным изучением математики;
построенная методическая система организации подготовки учащихся по информатике в классах с углубленным изучением математики адаптивна и может быть использована для организации обучения информатике в классах другого профиля.
На защиту выносятся:
Основные положения, определяющие методические основы отбора содержания обучения информатике в классах с углубленным изучением математики.
Модель отбора содержания обучения информатике в классах с углубленным изучением математики.
Дидактические условия активизации учебно-познавательной деятельности учащихся на уроках информатики в классах с углубленным изучением математики.
Апробация и внедрение результатов. Теоретические идеи и материалы исследования обсуждались на заседаниях педагогических советов лицея № 2, средней школы № 15 с углубленным изучением отдельных предметов, средней школы № 33 г. Воронежа (1994, 1996 - 1999), методи-
ческих объединениях учителей информатики Левобережного района г. Воронежа и семинарах информационно-методического центра г. Воронежа (1996 - 1999), на конференции «Информационные технологии и системы. Технологические задачи механики сплошных сред» (г. Воронеж, 1992), на IV, V Всероссийских научно-практических конференциях по новым информационным технологиям в образовании «Черноземье -98», «Черноземье - 2000» (г. Воронеж, 1998, 2000). Основные результаты исследования докладывались на заседаниях лаборатории «Информационные технологии в обучении» Тамбовского государственного технического университета.
Результаты исследования внедрены в образовательный процесс: Воронежского и Тамбовского ИПКРО, лицея № 2, средней школы № 15 с углубленным изучением отдельных предметов, средней общеобразовательной школы № 33, школы профессионального образования Левобережного района (г. Воронеж), средней общеобразовательной школы № 1 (г. Ново-воронеж).
Социальный заказ на подготовку учащихся в классах с углубленным изучением отдельных дисциплин
Современный этап научно-технического прогресса характеризуется стремительным внедрением средств вычислительной техники, информационных технологий в различные сферы жизнедеятельности человека. Выпускник школы, вуза должен быть готов к овладению наукоемкими технологиями и специальностями, жизни в информационном обществе. Поддерживая точку зрения Т.А. Бороненко [27] и А.И. Ракитова [146], мы имеем в виду, что общество является информационным, если:
любой индивид, группа лиц, предприятие или организация в любой точке страны и в любое время могут получать за соответствующую плату или бесплатно на основе автоматизированного доступа и систем связи любые информацию и знания, необходимые для их жизнедеятельности и решения личных или социально-значимых задач;
в обществе производится, функционирует и доступна любому индивиду, группе или организации современная информационная технология, обеспечивающая выполнимость предыдущего пункта;
имеются развитые инфраструктуры, обеспечивающие создание национальных информационных ресурсов в объеме, необходимом для поддержания постоянно убыстряющегося научно-технического и социального прогресса, общество в состоянии производить всю необходимую для жизнедеятельности информацию и, прежде всего, научную;
в обществе происходит процесс ускоренной автоматизации и робототи-зации всех сфер и отраслей производства и управления;
происходят радикальные изменения социальных структур, следствием которых оказывается расширение сферы информационной деятельности и услуг.
Данная концепция позволяет рассматривать построение в России современного информационного общества в нескольких аспектах:
как всеобщий и неизбежный период развития человеческой цивилизации, направленный на обеспечение полного использования достоверного, исчерпывающего знания во всех общественно-значимых видах человеческой деятельности;
как совокупность знаний о фактических данных и зависимостях между ними, когда информация становится тем же стратегическим резервом общества, как и материальные и энергетические ресурсы. Техническим средством освоения такого ресурса выступают компьютеры, средства связи и другие информационные машины. При этом ресурс живого умственного труда многократно дополняется ресурсом «искусственного», машинного интеллекта, что приводит к радикальному изменению содержания трудовых процессов;
философской и научной основой информатизации является освоение информационной картины мира, осознание единства законов функционирования информации в природе и обществе, применение этих законов при создании индустрии производства и обработки информации;
как информационный процесс, суть которого состоит в обособлении и в представлении в форме, доступной для хранения, обработки и передачи электронными средствами всей социально значимой информации как накопленной столетиями, так и оперативной, возникающей в процессе деятельности общества, включая познавательные процессы отражения действительности. Не отменяя ныне существующих форм поддержки информационного фонда человечества, общество работает также в окружении программных средств, баз данных и баз знаний;
как познавательный процесс, реализующий формирование обособление и поддержание целостной информационной модели мира, что позволяет обществу осуществлять упреждающее динамическое регулирование своего развития на всех уровнях проявления активности — от индивидуальной деятельности до общечеловеческих институтов.
В исследовании О.В. Моревой выделяются три основных структурных компонента социального заказа, на которые должны быть ориентированы учебные заведения всех типов и уровней: культурно-исторический, социумно-ситуативный и личностно-индивидуальный. 1. Культурно-исторический.
«Заказ на личность, обладающую качествами, позволяющими обеспечить преемственность и развитие культуры, как конкретного социума (этноса, нации), так и всего человечества в целом в глубинно-историческом, ментальном отношении. Это заказ на эстетические и этические качества, на духовные ценности, идеалы, эрудицию. Конечный результат выполнения заказа - человек культурный, образованный» [115] .
Применительно к курсу информатики следует отметить, что в настоящее время информационные технологии, понимаемые как совокупность методов и средств обработки информации, становятся неотъемлемым компонентом современного производства и всей человеческой культуры в целом. Поэтому у выпускника класса с углубленным изучением математики, если он хочет считать себя культурным и образованным человеком, должен быть сформирован определенный уровень информационной культуры, позволяющий осуществлять:
- организацию информационных процессов сбора, передачи, хранения, поиска, обработки, использования, защиты информации;
- информационное моделирование реальных объектов и явлений;
- работу с компьютерной техникой;
- постановку, организацию и реализацию опытно-экспериментальной работы посредством информационных технологий;
- адекватный выбор средств информационных технологий решению поставленных задач.
Модель отбора содержания обучения информатике в классах с углубленным изучением математики
В своей работе Б.С. Гершунский определяет содержание обучения как «педагогически обоснованную, логически упорядоченную и текстуально зафиксированную в учебных программах научную информацию о материале, подлежащем изучению, представленную в свернутом виде и определяющую содержание деятельности учащихся для достижения целей обучения»[39].
Из педагогики известно, что содержание обучения представляет собой не проекцию соответствующей отрасли науки на обучение, а итог дидактической переработки определенной системы знаний, умений и навыков, необходимых для овладения интеллектуальной, практической, социальной и духовной деятельностью.
Для формирования содержания обучения по любому предмету необходимо решить следующие задачи:
определить совокупность знаний, из которых надо сделать выбор;
определить критерии отбора знаний и видов самих знаний из имеющегося культурного фонда;
определить критерии упорядочения отобранной совокупности знаний в соответствии с логикой учебно-воспитательного процесса;
определить критерии разграничения компонентов знаний и видов самих знаний.
Ю.К. Бабанский, разрабатывая вопросы отбора содержания обучения учащихся, отмечал необходимость:
выделения в содержании главных существенных элементов;
выбора наиболее рациональной логики раскрытия темы (индуктивной или дедуктивной);
дополнения содержания учебника новыми научными данными, примерами и упражнениями, позволяющими решать образовательные задачи (включая восполнение пробелов в знаниях, умениях и навыках);
дополнения содержания учебника фактами, примерами, практическими заданиями, позволяющими решать поставленные воспитательные задачи;
дополнения содержания темы заданиями и упражнениями, направленными на развитие навыков учебного труда, познавательных интересов и способностей школьников данного класса на основе дифференцированного и индивидуального подхода к ним.
Проблема отбора содержания в обучении является сложной и актуальной проблемой, постоянно привлекающей внимание ученых, методистов и учителей. Особенно остро эта проблема стоит перед школьной информатикой, так как эта отрасль науки, как и вся информатика в целом, находится в стадии становления. Существует много различных подходов к преподаванию информатики, в процессе разработки и реализации которых выявляются основные понятия школьного курса, определяются содержание и структура обучения информатике.
В стандарте школьного образования по информатике, разработанном А.А. Кузнецовым, А.С. Лесневским и С.А. Бешенковым, отмечается, что надо учитывать, что задачи обучения информатике не ограничиваются только задачами только задачами подготовки школьников к практической деятельности, труду. Перед курсом основ информатики, как общеобразовательным учебным предметом, стоит комплекс учебно-воспитательных задач, выходящих за рамки прикладных задач формирования компьютерной грамотности. В условиях массового внедрения вычислительной техники в школу и применения компьютеров в обучении всем учебным дисциплинам, начиная с младших классов, умения, составляющие «компьютерную грамотность» школьников, приобретают характер обще учебных и формируются во всех школьных учебных предметах, а не только в курсе информатики. Педагогические функции образовательной области, связанной с информатикой, определяются спецификой ее вклада в решение основных задач общего образования человека:
1. Формирование основ научного мировоззрения.
2. Развитие мышления школьников.
3. Подготовка школьников к практической деятельности, труду, продолжению образования.
Прошедшие годы развития школьной информатики внесли коррективы в содержание курса. Однако, обозначенные А.П. Ершовым, Р.А. Звенигородским, Ю.А. Первиным и др. основные умения и навыки в области информатики не потеряли своей актуальности и сейчас. В своей работе [59] авторы выделяют две группы людей, определенные в соответствии с задачами, решаемыми при их взаимодействии с компьютером: системные и прикладные программисты и пользователи. Для каждой из этих групп авторы определяют необходимые умения и навыки, которые должны быть сформированы в процессе подготовки (обучения):
- умение планировать структуру действий, необходимых для достижения заданной цели при помощи фиксированного набора средств;
- умение строить информационные структуры для описания объектов и систем;
- умение организовать поиск информации, необходимой для решения поставленной задачи;
- умение правильно, четко и однозначно сформулировать мысль;
- привычка своевременно обращаться к ЭВМ при решении задач из любой области;
- технические навыки взаимодействия с ЭВМ.
Технология изучения отдельных разделов курса информатики в классах с углубленным изучением математики
В настоящее время понятие педагогической технологии прочно вошло в теорию и практику образования. Вместе с тем мы отмечаем существенные различия в понимании и толковании данного понятия.
Энциклопедический словарь трактует термин технология, как «процесс, обеспечивающий гарантированное получение нужного продукта из исходного материала». В компетенцию технологии входит технологическая цепочка преобразования исходного сырья в нужный продукт. То есть режимы (температурный, объемный, скоростной и т.п.) обработки и последовательности этих режимов.
Ученые (В.П. Беспалько [17], М.В. Кларин [75], Б.Т. Лихачев [97], В.М. Монахов [111], М.А. Чошанов [170] и другие) понятие педагогической технологии трактуют по-разному.
Г.К. Селевко, обобщая различные подходы к определению этого понятия, отмечает, что понятие «педагогическая технология» может быть представлено тремя аспектами:
1. научным: педагогическая технология - часть педагогической науки, изучающая и разрабатывающая цели, содержание и методы обучения и проектирующая педагогические процессы;
2. процессуально-описательным: описание (алгоритм) процесса, совокупность целей, содержания, методов и средств для достижения планируемых результатов обучения;
3. процессуально-действенным: осуществление технологического (педагогического) процесса, функционирование всех личностных, инструментальных и методологических педагогических средств.
Таким образом, «педагогическая технология функционирует и в качестве науки, исследующей наиболее рациональные пути обучения, и в качестве системы способов, принципов и регуляторов, применяемых в обучении, и в качестве реального процесса обучения» [150].
В своей статье А.Г. Гейн отмечает, что понятие технологии близко к понятию алгоритма. «Отличие состоит в том, что технологическая цепочка обычно предусматривает контроль со стороны человека за ее исполнением и даже, быть может, его эвристическое вмешательство. Полностью автоматизированная технология - это, разумеется, просто алгоритм управления данным процессом» [38].
Под технологической цепочкой (схемой) мы будем понимать условное графическое изображение технологии процесса, разделение его на отдельные функциональные элементы и обозначение логических связей между ними.
В основе педагогической технологии лежит идея полной управляемости учебным процессом, проектирования и воспроизводимости обучающего цикла. Технология обучения имеет свои специфические черты:
разработка целей обучения на диагностической основе;
ориентирование всех учебных процедур на гарантированное достижение учебных целей;
оперативная обратная связь, оценка текущих и итоговых результатов;
воспроизводимость обучающих процедур.
Для достижения желаемого уровня обучения необходимо ставить цели на основе диагностики, то есть определять их через результаты, выраженные в действиях учащихся. Причем эти действия должны быть выражены так, чтобы учитель мог их измерить и оценить.
Американский психолог Б. Блум выделяет три группы целей обучения: познавательные, аффективные, психомоторные. Перечень целей в познавательной группе, имеющей первостепенное значение в освоении знаний и развитии интеллектуальных умений, выглядит так.
1. Знание. Ученик знает факты, терминологию, теории, методы, принципы.
2. Понимание. Ученик объясняет связи между явлениями, преобразует материал, описывает следствия, вытекающие из данных.
3. Применение. Ученик использует понятия, принципы, правила в конкретных ситуациях.
4. Анализ. Ученик выделяет скрытые предположения, существенные признаки, логику рассуждения.
5. Синтез. Ученик делает план эксперимента, составляет модель процесса, решает проблемы с опорой на знания из разных областей.
В целях, поставленных на диагностической основе, действия ученика описываются в терминах: знает, понимает, применяет, анализирует и синтезирует.
Технология обучения Б. Блума ориентируется на гарантированное достижение целей и идею полного усвоения путем обучающих процедур. После определения целей по предмету, поставленных на диагностической основе, учебный материал разбивается на фрагменты - учебные элементы, подлежащие усвоению. Затем разрабатываются проверочные работы по разделам, далее организуется обучение, проверка - текущий контроль, корректировка и повторное, в других операциях, обучение. И так до полного усвоения заданных учебных элементов. Текущие оценки делаются по принципу «усвоил - не усвоил».
Однако исследование и опыт практической работы в классах с углубленным изучением математики показал, что эффективность обучения зависит прежде всего от формирования у учащихся понимания основ информационного моделирования объектов конкретной предметной области. В этих условиях мы считаем, определяя концепцию реализации содержания обучения, что эффективность обучения на уроках информатики в классах с углубленным изучением математики зависит от направленности обучения на реализацию следующей цепочки формирования знаний:
- понимание (на уровне распознания);
- формирование ассоциативных моделей восприятия информации;
- осмысление и выявление устойчивых связей;
- определение личностно - значимых приоритетов;
- встраивание новой информации в объективную модель знаний. Учитывая это, мы рассматриваем процесс подготовки учащихся на
уроках информатики в классах с углубленным изучением математики поэтапно:
вводно - мотивационный этап;
операционально - познавательный этап;
рефлексивно - оценочный этап.
