Введение к работе
Актуальность исследования.
Информатизация общеобразовательной школы является базовым этапом информатизации общества. Курс "Основы информатики и вычислительной техники" (ОИВТ) был введен в средних общеобразовательных учреждениях в 1985-86гг.. Методология преподавания данной дисциплины во многом предопределялась теми реальными научно-техническими достижениями, которые придают компьютеру определенные свойства и позволяют ему выполнять заданные функции, ориентированные на запросы системы образования и педагогической науки.
Стремительные темпы развития технических средств
компьютеризации и программного обеспечения компьютеров, расширение сферы их применения заставляют периодически уточнять содержание понятия "компьютерная грамотность", периодически с необходимым упреждением вносить коррективы во все компоненты системы обучения данному предмету с учетом его связей с другими дисциплинами учебного процесса.
За прошедшее время выполнена огромная работа по формированию содержания и методики преподавания ОИВТ, оснащению школ современной вычислительной техникой (ВТ), накоплен большой опыт преподавания данной дисциплины. Значительный вклад в решение данных задач внесли работы Я.А.Ваграменко, С.А.Бешенкова, И.В.Роберт, А.Г.Гейна, А.А.Кузнецова, Э.И.Кузнецова, Ю.А.Первина, М.П.Лапчика и других.
Дальнейшее повышение эффективности учебного процесса по преподаванию ОИВТ, создание необходимых предпосылок для совершенствования педагогического процесса требует разработки специфичных для данного предмета научно-обоснованных методик построения специальных форм обучения и организации учебного процесса, учитывающих биофизические, биологические и психофизиологические закономерности функционирования организма человека во время обучения. Исследование подобных закономерностей и их дальнейшее использование связано с количественным моделированием процесса получения обучаемым информации и с привлечением методов визуализации учебной информации.
Недостаточная разработанность данных вопросов применительно к курсу ОИВТ определили тему исследования и обусловили актуальность работы.
Цель исследования состоит в использовании средств квалиметрии для оценки усвоения информации в процессе обучения ОИВТ и построении
эффективных педагогических программных средств, нспользующн: графическое представление структур.
Объектом исследования является применение средств квалиметрии і графического представления структур в построении процесса обученн: информатике.
Преимет исслелования: организация учебного процесса но предмет
оивт.
Гипотеза исследования состоит в том, что использование средсті квалиметрии и графического представления структур позволит повысит] эффективность процесса обучения за счет сокращения суммарного времеш усвоения учебного материала.
Исходя из цели и гипотезы, сформулированных выше, были поставлень следующие задачи:
1. Провести анализ курса ОИВТ и определить те его разделы, в которы)
методически целесообразно повышение эффективности учебного процесса з;
счет использования средств квалиметрии и применения графически;
структур. Разработать для данных разделов педагогические средства (ПС)
методическое (МО) и прикладное программное обеспечение (ППО).
2. Определить критерии, позволяющие объективно оценивать
эффективность разработанных педагогических средств.
3. Разработать теоретические модели адаптации учащихся к информационны)*
нагрузкам.
4. Провести педагогический эксперимент с целью выявленш
закономерностей обучаемости школьников на уроках ішформатики.
5. Проверить в экспериментальном обучении эффективность рекомендуемое
методики обучения информатике.
Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:
анализ научно-методической литературы;
анализ содержания учебников и учебных пособий для учащихся и учителей школ;
методы организации проведения педагогического эксперимента;
математические методы статистической обработки результатов эксперимента;
- анализ личного опыта работы в среднем образования.
Выбор экспериментальной базы основывался на необходимости привлечения к участию в эксперименте различных типов школ: общеобразовательной средней школы с педагогическим уклоном, учебно-воспитательного комплекса (УВК) „Детский сад - школа", специнтерната для детей с нарушением опорно-двигательного аппарата, что связано с
выявлением общих биофизических закономерностей обучаемости школьников в курсе ОИВТ.
Условно в исследовании можно выделить три этапа:
1 этап - подготовительный: изучение состояния проблемы по
литературе и на практике; формулировка цели, задач, гипотезы исследования;
разработка плана исследования; определение экспериментальной базы
исследования; разработка педагогических средств. На этом этапе
использовались такие методы педагогического исследования, как изучение
теоретических источников, анализ реального педагогического процесса.
2 этап - формирующий: ввод в педагогический процесс изменений в
соответствии с гипотезой и задачами исследования; обоснование и
экспериментальное доказательство существования закономерности в области
обучения информатике, описывающей вероятность выполнения группой
учащихся какого-либо учебного задания к моменту времени t; разработка на
основе данной закономерности методики количественной оценки
эффективности учебного процесса; организация учебного процесса с
использованием ПС; сбор качественных и количественных результатов
экспериментов.
3 этап - заключительный: обработка данных экспериментов; обобщение
полученных экспериментальных и теоретических материалов; опытно-
экспериментальная работа по использованию разработанных методик в
практике школьного обучения; формулировка окончательных выводов.
Новизна исследования состоит в следующем:
- теоретически обосновано и экспериментально доказано существование
закономерности, связанной с адаптацией учащихся к информационным
нагрузкам, что позволило по-новому решить проблему построения
эффективного учебного процесса на уроках информатики;
- обоснована связь полученной закономерности с биофизическими
процессами, протекающими во время обучения;
- разработана обобщенная модель статистической системы, описывающая
адаптацию учащихся к информационным нагрузкам;
разработаны методика количественной оценки эффективности использования педагогических средств, в основу которой положена найденная закономерность, а также методика оптимизации учебного процесса.
Практическая значимость работы:
- разработаные на основе диссертационного исследования программные
средства и методические материалы могут быть использованы в процессе
преподавания курса информатики в средних и высших учебных заведениях.
На зашиту выносятся:
- полученная закономерность адаптации учащихся к информационным
нагрузкам;
методика количественной оценки эффективности использования различных педагогических средств в обучении;
методика и организация эффективного учебного процесса с использованием графических структур.
Обоснованность и достоверность полученных результатов обеспечивается комплексной методикой исследования, соответствием использованных методов задачам исследования, использованием математических методов обработки результатов педагогических экспериментов для анализа качества педагогической работы и воспроизводимостью результатов в условиях работы школ разного типа.
Апробация работы.
Материалы диссертационной работы и наиболее существенные выводы выполненных исследований докладывались и обсуждались:
-на 2-й Международной конференции „Актуальные проблемы фундаментальных наук" (Москва, 1994);
-на 9-й Украинской конференции по бионике (Ивано-Франковск, 1992);
на 1-й и 2-й Всероссийских конференциях „Компьютеры и образование" (Санкт-Петербург, 1993,1994);
на межвузовской конференции „Контроль и образовательный стандарт по физике" (Москва, МПУ, 1994);
на Всероссийском семинаре "Новые информационные технологии п высшем образовании на базе компьютеров Макинтош" (Москва, 1996);
на научных конференциях МПУ (1991-1994).
Результаты данной работы используются в учебном процессе учителями школ г.Москвы и преподавателями ВУЗов России.
Публикации. Основное содержание диссертационной работы изложено в 11-ти научных публикациях, список которых приведен в конце диссертации.
Структура и объем диссертации.
Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы, включающего 171 наименование. Общий объем работы 152 страницы машинописного текста, 16 рисунков, 12 таблиц .