Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Дистанционное обучение как особый вид обучения биологии 18
1.1 Дистанционное обучение как вид обучения в условиях информатизации образования 18
1.2 Средства дистанционного обучения и их функции при дистанционном обучении биологии 26
1.3 Организационно-методические и технические условия дистанционного обучения 38
1.4 Состояние проблемы дистанционного обучения биологии в практике школы 45
Выводы по главе 1 59
Глава 2 Теоретические и методические основы дистанционного обучения школьному курсу биологии «Человек и его здоровье» 62
2.1 Модель методики дистанционного обучения школьному курсу биологии «Человек и его здоровье» 62
2.2 Принципы применения сетевых средств обучения при дистанционном обучении биологии 71
2.3 Методика формирования биологических знаний в процессе дистанционного обучения школьному курсу биологии «Человек и его
здоровье» 85
Выводы по главе 2 104
Глава 3 Результаты экспериментального обучения 107
3.1 Организация экспериментального обучения 107
3.2 Результаты проверки эффективности экспериментальной методики 120
Выводы по главе 3 132
Заключение 134
Список литературы 139
Приложения 156
- Средства дистанционного обучения и их функции при дистанционном обучении биологии
- Организационно-методические и технические условия дистанционного обучения
- Принципы применения сетевых средств обучения при дистанционном обучении биологии
- Результаты проверки эффективности экспериментальной методики
Введение к работе
Актуальность исследования. В настоящее время остро обозначилась проблема пересмотра существующих подходов к обучению детей, которые по различным причинам не имеют возможности посещать школу. Появление различных новейших технических средств обучения привело к большей доступности образования. Достижения современной техники и науки применяются для создания новых и совершенствования уже существующих форм и методов обучения. Среди таких разработок дистанционное обучение.
Еще в 2001 году Постановлением Правительства Российской Федерации №630 была утверждена Федеральная целевая программа «Развитие единой образовательной информационной среды (2001-2005 годы)» (РЕОИС). В этом документе были заложены принципы построения единого образовательного пространства на всей территории страны на основе формирования информационно-технологической инфраструктуры системы образования.
Наиболее масштабным и одним из самых значимых проектов «Федеральной целевой программы развития образования на 2006-2010 годы» стал проект «Информатизация системы образования» (ИСО), в рамках которого проводилась работа по подключению российских образовательных учреждений к сети интернет. Благодаря его реализации, российская система образования сделала шаг вперед по направлению к достижению равных образовательных возможностей для всех российских школьников.
В приоритетном национальном проекте «Образование» огромное внимание уделяется дистанционному обучению. В связи с развитием этого направления в Москве была организована школа дистанционного обучения, а с 2006 г. в Санкт-Петербурге и других регионах России начался эксперимент по развитию и распространению дистанционного обучения. По условиям этого эксперимента развитие дистанционного обучения необходимо для обеспечения детей с ограниченными возможностями здоровья качественным образованием. Особое внимание уделялось развитию методов и средств дистанционного обучения.
Сейчас дистанционное обучение претендует на особую форму обучения (наряду с очной, надомной, вечерней, экстернатом). Перспективная система обучения, какой считается дистанционное обучение, должна быть способна не только формировать знания у обучающегося, но и вследствие постоянного и быстрого обновления знаний, развить потребность в непрерывном самостоятельном овладении этими знаниями, умениями и навыками самообразования.
Однако опыт дистанционного обучения в российских школах еще мал. Методы работы с учащимися не отработаны. Качество дистанционного обучения несравнимо ниже качества традиционного очного обучения. Это лишь некоторые причины, по которым переход только к дистанционной форме обучения невозможен. Но для некоторых групп населения, например, детей с нарушениями опорно-двигательного аппарата, дистанционное обучение является единственным способом обучения. Сегодня существует необходимость разработки специальных методик, позволяющих повысить качество усвоения знаний учащимися при дистанционном обучении.
Международные и общероссийские исследования дают довольно низкую оценку российского естественнонаучного образования и информатизации учебного процесса. Обеспечивая учащихся значительным багажом предметных знаний, российская система обучения не способствует развитию у них умения выходить за пределы учебных ситуаций, в которых формируются эти знания. Федеральный государственный образовательный стандарт второго поколения ставит глобальные цели биологического
образования, направленные на социализацию обучаемых, приобщение к познавательной культуре как системе научных ценностей, накопленных обществом в сфере науки биологии, овладение ключевыми компетентностями: учебно-познавательными, информационными, ценностно-смысловыми, коммуникативными.
В условиях открытого информационного общества с учетом современных требований решение таких сложных задач возможно через реализацию содержания биологического образования на основе современных информационно-коммуникационных технологий.
В настоящее время сложились соответствующие технические возможности для дистанционного обучения биологии и использования технологий дистанционного обучения в очном обучении биологии. Большинство школьников уже имеют домашний компьютер и используют его в учебных целях, однако, в рамках развития дистанционного обучения государство обеспечивает нуждающихся учащихся компьютерами и другими средствами информационно-коммуникационных технологий. Многие учащиеся производят поиск учебной информации в сети Интернет, что позволяет использовать сайты дистанционного обучения для самостоятельной внеурочной деятельности по усвоению, закреплению и контролю биологических знаний. Однако в нашей стране дистанционное обучение биологии не обеспечено необходимой информационной базой в сети Интернет, а также отсутствуют методические разработки дистанционного обучения биологии.
Очевидно противоречие между потребностями личности, общества и государства в качественном дистанционном обучении биологии и возможностями реализации его на практике. Выявленное противоречие определяет актуальность проблемы и выбор темы исследования: «Методика дистанционного обучения биологии в современной школе (на материале курса «Человек и его здоровье»)».
Проблема исследования заключается в необходимости разработки и научного обоснования методики дистанционного обучения биологии на основе применения информационно-коммуникационных технологий нового поколения.
Цель диссертационного исследования состоит в разработке и научном обосновании методики дистанционного обучения биологии, обеспечивающей формирование у учащихся биологических знаний.
Объект исследования: дистанционное обучение биологии учащихся.
Предмет исследования: методика дистанционного обучения школьному курсу биологии «Человек и его здоровье»
Гипотеза исследования: методика дистанционного обучения школьному курсу биологии «Человек и его здоровье» будет обеспечивать формирование у учащихся биологических знаний, если:
в процессе дистанционного обучения применяется сетевой учебно-методический комплекс;
взаимодействие учителя и учащегося осуществляется посредством сетевого учебно-методического комплекса в форме индивидуальных и групповых занятий с сохранением всех этапов традиционного урока;
применение сетевого учебно-методического комплекса основано с учетом требований дидактических принципов (научности и доступности содержания, наглядности учебного материала, системности и последовательности изучения содержания, сознательности и активности деятельности учащихся) и требований специальных принципов (вариативности учебного материала, самостоятельности деятельности учащихся, многокомпонентности сетевых средств обучения);
формирование биологических понятий осуществляется на основе применения методов и средств обучения курсу «Человек и его здоровье» с опорой на информационно-коммуникационные технологии;
процесс дистанционного обучения биологии основан на сотрудничестве нескольких учебных заведений.
Для достижения поставленной цели и в соответствии с выдвинутой гипотезой определены следующие задачи исследования:
-
Определить на основе анализа научной литературы основные характеристики дистанционного обучения в целях выявления его возможностей обучения школьному курсу биологии «Человек и его здоровье».
-
Выявить проблемы дистанционного обучения, существующие в современной школьной практике обучения биологии.
-
Создать организационно-методические (взаимодействие разных учебных заведений) и определить технические условия (гипермедиа) дистанционного обучения школьному курсу биологии «Человек и его здоровье».
-
Разработать теоретическую модель методики дистанционного обучения школьному курсу биологии «Человек и его здоровье».
-
Разработать структуру, состав и определить функции сетевого учебно-методического комплекса для дистанционного обучения биологии. Обосновать принципы применения сетевого учебно-методического комплекса.
-
Определить эффективные формы, методы и средства формирования биологических знаний у учащихся при дистанционном обучении школьному курсу биологии «Человек и его здоровье».
Теоретическую и методологическую основу исследования составили: философская теория познания (Б.Г. Ананьев, И.Н. Андреева, Б.С. Гершунский);
личностно-деятельностный подход (Л.С. Выготский, Д. Дьюи, АН. Леонтьев, С.Л. Рубинштейн);
теория формирования понятий при обучении школьников биологии (Н.Д. Андреева, П.И. Боровицкий, Н.М. Верзилин, И.Д. Зверев, Б.Д. Комиссаров, В.М. Корсунская, А.Н. Мягкова, А.И. Никишов, В.В. Пасечник, И.Н. Пономарева, Б.Е. Райков, Н.А. Рыков, В.П. Соломин, П.В. Станкевич, Д.И. Трайтак);
теория автоматизации и компьютеризации учебного процесса (А.И. Берг, А.А. Вербицкий, Р. Вильяме, Б.С. Гершунский, В.М. Зеленин, В.А. Извозчиков, К.К. Колин, Е.И. Машбиц, А.Г. Молибог, А.В. Осин, Е.С. Полат, И.В. Роберт, С.А. Смирнов, А.Н. Тихонов);
теория информатизации образования, в том числе биологического образования (АА. Ахаян, О.И. Беляков, В.И. Богословский, А.Л. Карасик, А.С. Лысенко, В.В. Пасечник, И.В. Роберт, В.П. Соломин, В.А. Смирнов, В.И. Стародубцев, Е.А. Филиппов);
теория и методика применения электронных образовательных ресурсов нового поколения в учебном процессе (Г.А. Бордовский, В.Е. Братин, Е.З. Власова, Н.Н. Гомулина, И.Б. Готская, СП. Ильина, Д. И. Мамонтов, И. О. Морозов, А.В. Осин, О. В. Попова, И. А. Смольникова, В.И. Снегурова).
подходы к определению качества знаний учащихся (В.П. Беспалько, Б.С. Блум, Е.Д. Божович, Т.М. Давыденко, Л.Я. Зорина, В.М. Корсунская, В.В.Краевский, И.Я. Лернер, В.М. Полонский, В.П. Симонов, М.Н. Скаткин, В.И. Стародубцев, Н.Ф. Талызина, А.В. Усова, Т.И. Шамова, И.Е. Якиманская).
В соответствии с задачами исследования на различных его этапах применялись следующие методы исследования:
теоретические: анализ, синтез и обобщение методологической, психологической, педагогической, методической и технической литературы по проблеме исследования;
анализ нормативных и программно-методических документов об общем и биологическом образовании; моделирование;
эмпирические: педагогическое наблюдение, беседа, интервьюирование и анкетирование учителей и учащихся, изучение школьной документации, письменные срезовые работы, пооперационный анализ ответов; педагогический эксперимент; математические: графические и табличные интерпретации данных.
Основные этапы исследования
На первом этапе (2007 - 2009 гг.) был осуществлён сбор материала по проблеме дистанционного обучения биологии и возможности использования сетевых учебно-методических комплексов при обучении курсу «Человек и его здоровье». Был проведен анализ методической, психолого-педагогической и специальной литературы по данной проблеме. Определено состояние исследуемой проблемы в практике школьного биологического образования. Разработана программа исследования, определены цель, объект, предмет и задачи исследования, проведен констатирующий этап эксперимента.
На втором этапе (2010 - 2011 гг.) были определены принципы и условия применения сетевых учебно-методических комплексов при дистанционном обучении биологии, создана модель методики дистанционного обучения школьному курсу биологии «Человек и его здоровье»; разработана система дистанционных уроков на основе применения сетевого учебно-методического комплекса и методические рекомендации по включению комплекса в процесс обучения школьному курсу биологии «Человек и его здоровье», которые были внедрены в учебный процесс в школах №№ 616, 279, лицее № 281 Санкт-Петербурга. По результатам эксперимента была разработана методика формирования биологических знаний в процессе дистанционного обучения школьному курсу биологии «Человек и его здоровье».
На третьем этапе (2011 - 2013 гг.) была проведена экспериментальная проверка выдвинутой гипотезы исследования в школах №№ 616, 279, лицее № 281 Санкт-Петербурга, дана оценка влияния разработанной методики на формирование биологических знаний учащихся, осуществлены анализ и интерпретация результатов экспериментального исследования, сформулированы выводы.
Опытно-экспериментальная база: общеобразовательные школы №№ 279, 616, лицей № 281 Санкт-Петербурга, факультет биологии Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена.
Положения, выносимые на защиту:
-
Сетевой учебно-методический комплекс - гипермедийный многокомпонентный образовательный ресурс, обладающий инновационными характеристиками (доступность, комфортность применения, визуализация материала, возможность организации самостоятельного обучения, наличие дополнительной информации), является системообразующим элементом дистанционного обучения и средством формирования биологических знаний. Основными структурными компонентами комплекса являются организационно-методический, информационно-обучающий и идентификационно-контролирующий блоки.
-
Специальными принципами применения сетевого учебно-методического комплекса при дистанционном обучении биологии являются: многокомпонентность сетевого средства обучения (обеспечивает использование комплекса в полном объёме для получения, расширения, закрепления, контроля и самоконтроля усвоения знаний), вариативность учебного материала (позволяет индивидуализировать процесс дистанционного обучения курсу «Человек и его здоровье» на основе сетевого учебно-методического комплекса), самостоятельность деятельности учащихся (сетевое учебно-
методическое пособие, находясь в свободном доступе сети Интернет, требует дополнительных усилий учащихся при поиске и извлечении учебной информации).
-
Модель методики дистанционного обучения школьному курсу биологии «Человек и его здоровье» представляет собой «метамодель», в которой представлены структурные компоненты (целевой, проектировочный, мотивационный, содержательный, процессуальный и результативный) и отражены особенности дистанционного обучения. Особенности дистанционного обучения выражаются в широком применении средств сетевого учебно-методического комплекса, что содействует социализации учащихся и развитию у них умений работать с сетевым учебно-методическим комплексом и его контентом. Применение сетевого учебно-методического комплекса осуществляется с учетом общих требований дидактических принципов и принципов, обусловленных особенностями сетевого учебно-методического комплекса (вариативность учебного материала, самостоятельность деятельности учащихся, многокомпонентность сетевого учебно-методического комплекса). Основными функциями методики дистанционного обучения являются обучающая, развивающая и воспитательная функция. Обучающая функция при дистанционном обучении расширяется и обогащается благодаря организации и поддержанию учебной активности учащихся при помощи сетевого учебно-методического комплекса. Развивающая функция при дистанционном обучении обусловлена развитием аналитико-синтетических приемов мышления и творческих способностей. Воспитательная функция при дистанционном обучении дополняется социализацией учащихся в условиях их информационного взаимодействия.
-
Методика дистанционного обучения курсу «Человек и его здоровье» в условиях тесного сотрудничества нескольких учебных заведений направлена на формирование биологических знаний учащихся. Ведущей формой дистанционного обучения являются индивидуальные занятия на основе применения средств сетевого учебно-методического комплекса. В структуре индивидуальных занятий сохраняются этапы, соответствующие этапам комбинированного урока, при изучении нового материала и обобщении учебных тем широкое применение имеют технологии проектного обучения.
-
Методами дистанционного обучения школьному курсу биологии «Человек и его здоровье» являются наглядные, словесные и практические методы с обязательным использованием сетевого учебно-методического комплекса. При формировании морфологических и анатомических понятий применяются словесные методы (посредством виртуального класса в сетевом учебно-методическом комплексе), сопровождающиеся использованием интерактивных изображений, заданий, анимированных рисунков, просмотрами видеофильмов и презентаций по изучаемому материалу. Сущность физиологических понятий раскрывается при просмотре фрагментов видеофильмов, с помощью интерактивного изображения изучаемых объектов или процессов, при решении задач проблемного характера. На основе выявленных особенностей строения и деятельности органов (систем органов) и учетом влияния факторов среды и образа жизни вводятся гигиенические понятия, формулируются правила профилактики заболеваний и поддержания здоровья организма человека. Данный контент доступен ученику в сетевом учебно-методическом комплексе и может прорабатываться самостоятельно (для повторения, закрепления). Возможности сетевого учебно-методического комплекса позволяют быстро обратиться к материалам пройденного учебного материала, установить связи биологических понятий с понятиями физики, химии, экологии, медицины.
Научная новизна исследования обусловлена тем, что определено разнообразие информационно-коммуникационных средств и методов дистанционного обучения,
направленных на формирование биологических знаний у учащихся, обучающихся дистанционно. Разработаны структура, состав и функции сетевого учебно-методического комплекса для дистанционного обучения биологии, обоснована эффективность его применения в целях формирования биологических знаний в процессе обучения курсу «Человек и его здоровье». Выявлены способы взаимодействия учащихся и учителя при работе с сетевым учебно-методическим комплексом в процессе дистанционного обучения (обучение проходит в форме индивидуальных или групповых занятий в гипермедиа среде сетевого учебно-методического комплекса в онлайн режиме).
Теоретическая значимость состоит в том, что обоснованы принципы применения сетевого учебно-методического комплекса в процессе дистанционного обучения биологии: научности и доступности содержания, наглядности учебного материала, системности и последовательности элементов содержания, сознательности и активности деятельности учащихся. Предложены специальные принципы применения сетевого учебно-методического комплекса при дистанционном обучении биологии: многокомпонентности сетевых средств обучения, вариативности учебного материала, самостоятельности деятельности учащихся. Предложена модель методики дистанционного обучения биологии (курсу «Человек и его здоровье»), позволившая определить компоненты методики и обосновать ее основные функции. Разработана методика дистанционного обучения курсу «Человек и его здоровье»: определены средства и способы взаимодействия учителя и учащихся при дистанционном обучении биологии; основным средством дистанционного обучения является сетевой учебно-методический комплекс (гипермедиа среда), созданный при взаимодействии нескольких учебных заведений. Основной способ взаимодействия - он-лайн взаимодействие (в форме индивидуальных и групповых занятий) по средствам сетевого учебно-методического комплекса. Выявлены формы, методы и средства формирования биологических знаний при дистанционном обучении курсу «Человек и его здоровье».
Практическая значимость исследования заключается в том, что разработан сетевой учебно-методический комплекс по биологии; выявлены методы, приёмы и условия применения сетевого учебно-методического комплекса в процессе дистанционного обучения биологии; разработана и внедрена в практику система уроков в курсе «Человек и его здоровье» на основе применения сетевого учебно-методического комплекса; предложены методические рекомендации по формированию биологических знаний в курсе «Человек и его здоровье».
Рекомендации по использованию научных результатов. Методика дистанционного обучения биологии в целом и разработанная методика формирования биологических знаний при дистанционном обучении с применением сетевого учебно-методического комплекса, в частности, могут найти массовое применение в практике дистанционного обучения биологии, в системе дополнительного образования, при методической подготовке студентов педагогических вузов и повышении квалификации учителей биологии.
Достоверность результатов исследования обеспечена применением методов исследования, адекватных поставленной цели, задачам, объекту и предмету исследования; использованием объективных показателей результативности обучения; сочетанием количественных и качественных методов анализа; положительными результатами внедрения разработанных автором методических материалов в школьную практику.
Апробация и внедрение результатов исследования проводилось в процессе дистанционного обучения курсу школьной биологии «Человек и его здоровье» на основе применения сетевого учебно-методического комплекса в школах № 616, 279, лицее 281 Санкт-Петербурга. В связи с условиями организации государственного эксперимента, внедрение дистанционного обучения проводится в школы для детей с ограниченными возможностями здоровья. Основные положения и результаты исследования обсуждались на заседаниях кафедры методики обучения биологии и экологии РГПУ им. А.И.Герцена; докладывались на семинарах и конференциях: X Всероссийский методологический семинар «Биологическое и экологическое образование: методология, теория, методика, практика» (Санкт-Петербург, 2010); Международная научно-практическая конференция «Биологическое и экологическое образование студентов и школьников: традиции и современность» (Самара, 2011); IV Всероссийская (с международным участием) научно-методическая конференция учителей, преподавателей, студентов и аспирантов дисциплин естественнонаучного цикла «Современное состояние школьного естественнонаучного образования: тенденции и перспективы» (Красноярск, 2011); П-ая Международная научно-практическая конференция «Инновационные процессы в биологическом и экологическом образовании в школе и в ВУЗЕ» (Москва, 2011); XI Международный методологический семинар «Биологическое и экологическое образование: методология, теория, методика» (Санкт-Петербург, 2011); Международная научно-практическая конференция «Информационные и коммуникационные технологии в образовании: ресурсы, опыт, тенденции развития» (Архангельск, 2011); Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Биологическое и экологическое образование студентов и школьников в контексте стандартов нового поколения» (Самара, 2012); Всероссийская научно-практическая конференция «Биологическое и экологическое образование: традиции и инновации» (Санкт-Петербург, 2012).
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографии и 6 приложений. В работе 190 страниц машинописного текста, 11 таблиц, 6 рисунков, список литературы включает 179 источников, в том числе зарубежных. В приложениях представлены примеры методических и опытно-экспериментальных материалов.
Средства дистанционного обучения и их функции при дистанционном обучении биологии
Обоснование средствам дистанционного обучения дано в трудах А.М. Бершадского, Т.П. Ворониной, посвященных изучению разных теоретических аспектов дистанционного образования, а также в работах А.Я. Савельева, А.К. Скуратова, раскрывающих особенности новых педагогических технологий [17, 37, 132, 138]. Следует подчеркнуть, что в дистанционном обучении наряду с традиционными средствами обучения применяются средства информационно-коммуникационных технологий [11].
Приведем ниже краткую характеристику (возможности) этих средств обучения, причем в разделе будут проанализированы те средства, которые имеют специфические особенности и особую значимость для дистанционного обучения биологии. Рассмотрим учебные книги (твердые копии на бумажных носителях и электронный вариант учебников, учебно-методических пособий, справочников и т.д.). Традиционные учебники, учебно-методические пособия, рабочие тетради и другие печатные издания широко используются в дистанционном обучении биологии. Даже в зарубежной практике дистанционного обучения, где технический уровень оснащения учебного процесса высок, доля печатных изданий достаточно велика. При разработке дидактических печатных материалов для дистанционного обучения биологии, этих своеобразных «самоучителей», необходимо в первом приближении руководствоваться следующим: учебные пособия по полноте содержания должны быть составлены таким образом, чтобы минимизировать обращение обучающегося к дополнительной учебной информации; при построении структуры учебного материала в пособии целесообразно использовать модульный принцип; должны быть приведены подробные инструкции по изучению материала и организации самостоятельной работы; обязательными элементами в учебном пособии должны быть контрольные задания, глоссарий, вопросы для самопроверки с ответами, тренировочные задания [51, 133]. В целом, по мнению А.А. Андреева [11], рациональная структура учебных пособий по дисциплине (курсу), инвариантная к содержанию учебной дисциплины, должна включать в себя несколько основных разделов.
Раздел, посвященный введению в биологию, должен содержать историю становления науки, предмет науки, актуальность биологии в современном мире, место и взаимосвязь биологии с другими дисциплинами программы. После введения необходимо указать учебную программу, по которой разрабатывался курс. Затем определяются цели и задачи изучения биологии и даются методические рекомендации для самостоятельной работы по изучению данного курса. При формировании курса каждая тема, каждый урок должны иметь свое название, которые должны быть отражены в оглавлении. Основное содержание предмета структурируется по разделам (модулям). В каждом модуле кроме учебного материала необходимо расположить тесты, вопросы, задачи и др. задания для закрепления изученного материала и контроля знаний. В конце нескольких модулей располагается обобщающее задание (тест, практическое задание, самостоятельная работа, творческое задание и т.д.). В начале курса необходимо указать список литературы (основной, дополнительной). Также необходимо, чтобы в курсе была информация или ссылка на страницу о создателе курса.
В связи с активным привлечением в образование средств информационных технологий можно предположить снижение актуальности печатных изданий. Однако, как показали исследования Н.В. Масловой, проведенные в Институте холодинамики Российской академии естественных наук, учебный материал можно представлять биоадекватно (природосообразно) [19]. При этом учебный материал организуется как система ярких опорных образов, наполненных исчерпывающей структурированной информацией в алгоритмическом порядке. В этом случае вовлекаются различные каналы восприятия (слух, зрение, обоняние и др.) Это позволяет заложить учебную информацию в долговременную память. Учебные книги в электронном виде (файлы) в самом простом случае представляют собой электронный вариант печатных учебных материалов, но обладают рядом положительных свойств, отличных от них. Это: компактность хранения в памяти компьютера или на внешнем магнитном носителе; возможность оперативного внесения изменений и передачи на большие расстояния по электронной почте. Таким образом, использование учебных книг (печатных или электронных) является необходимым средством дистанционного обучения биологии. Печатные издания позволяют решить проблему длительной работы за компьютером (что невозможно для многих детей обучающихся дистанционно), развить навык поиска информации в печатных изданиях, улучшить навыки чтения и отбора информации. Электронные варианты книг, особенно выложенные в сети, могут передаваться и использоваться на любых расстояниях, не занимают пространства при хранении, являются общедоступными для всех участников учебного процесса. Однако учебные книги (печатные и электронные) выполняют лишь функцию передачи знаний. Такие функции как развитие, контроль, обобщение знаний с использованием только учебных книг не возможны.
Еще одним важным средством дистанционного обучения биологии является сетевой учебно-методический комплекс. На основе работ А.А. Андреева [11], посвященных исследованию структур сетевого представления учебного материала, было установлено, что средство обучения должно представлять собой сетевой учебно-методический интерактивный комплекс, который относится к сетевым электронным учебникам второго поколения с расширенными функциями интерактивности за счет использования таких услуг интернет, как Usenet, IRC, Iphone. В данный момент эти системы усовершенствованы, существует множество их аналогов с расширенными возможностями. К таким системам можно отнести igoogle, различные социальные сети, ICQ, Skype и т.д. Однако для наилучшего представления учебного материала были разработаны специальные оболочки для сайтов, которые включают в себя комплект программ, обеспечивающих разнообразие в представлении информации, а также заменяющих другие программные средства.
Организационно-методические и технические условия дистанционного обучения
В процессе развития дистанционного обучения было апробировано несколько способов взаимодействия и организации деятельности учащихся и учителей. Основываясь на опыте зарубежных школ, а также на Российском опыте дистанционного обучения, можно выделить несколько организационно-методических условий дистанционного обучения. Обучение типа «экстернат», ориентированное на школьные требования, предназначалось для учащихся, которые по каким-то причинам не могли посещать стационарные учебные заведения. Так, в Лондонском университете с самого начала его существования (1836 г.) основной задачей была помощь и проведение экзаменов на получение тех или иных аттестатов для учащихся, не посещавших обычные учебные заведения.
Обучение на базе одного учреждения - это уже целая система обучения для учеников, которые обучаются не стационарно, а на расстоянии, дистанционно, т.е. на основе информационно-коммуникационных технологий. Такие программы для получения разнообразных аттестатов образования разработаны во многих ведущих университетах и школах мира. Так, Новый университет Южного Уэлса в Австралии проводит заочное и дистанционное обучение для 5000 студентов, тогда как стационарно в нем обучается 3000 студентов.
Сотрудничество нескольких учебных заведений в подготовке программ дистанционного обучения позволяет сделать их более профессионально качественными и менее дорогостоящими. Подобная практика реализована, например, в межуниверситетской телеобразовательной программе Кеприкон, в разработке которой приняли участие университеты Аргентины, Боливии, Бразилии, Чили и Парагвая. Другим примером подобного сотрудничества может служить программа «Содружество в образовании». Главы Британских стран содружества подписали договор об организации сети дистанционного обучения (1987г.). Перспективная цель программы – дать возможность, любому гражданину стран содружества, не покидая своей страны и своего дома, получить любое образование на базе функционирующих в странах содружества колледжей, школ и университетов.
Существуют автономные образовательные учреждения, специально созданные для дистанционного обучения. Самым крупным подобным учреждением является Открытый университет (The Open University) в Лондоне, на базе которого проходят обучение дистанционно большое число студентов не только из Великобритании, но из многих стран Содружества. В США примером такого университета могут служить Национальный технологический университет (штат Колорадо), который готовит студентов по различным инженерным специальностям совместно с 40 инженерными колледжами. В 1991 году университет объединил эти 40 колледжей сетью дистанционного обучения при теснейшем сотрудничестве с правительством штата и сферой бизнеса.
Автономные обучающие системы, предполагают обучение целиком посредством ТВ или радиопрограмм, а также дополнительных печатных пособий. Примерами такого подхода к обучению на расстоянии могут служить американо-самоанский телевизионный проект. Для дистанционного обучения в Санкт-Петербурге были выбраны организационно-методические условия по типу «на базе одного учреждения». В связи с тем, что дистанционное обучение биологии в школах по условиям государственного эксперимента проводится не по собственным разработанным материалам, а используется сетевой учебно-методический комплекс, разработанный ГБОУ Центр образования «Технологии обучения» г. Москва (исключение – школа надомного обучения Санкт-Петербурга ГБОУ СОШ № 279), принятые организационно-методические условия обучения биологии мы можем назвать как «сотрудничество нескольких учебных заведений».
Такое взаимодействие привело к некоторым проблемам. Использование сетевого учебно-методического комплекса ГБОУ Центр образования «Технологии обучения» г. Москва не может быть полноценным в связи с тем, что разработка этих учебников происходила по программам, утвержденным в школе. Программа Московской школы не соответствует программам Санкт-Петербургской школы, создана без учета особенностей детей, обучающихся дистанционно в г. Санкт-Петербурге, а именно: нарушения опорно-двигательного аппарата, нарушения зрения, речи, письма, пространственного анализа и синтеза и др.
Сейчас наблюдается тенденция организации дистанционного обучения на базе многих школ, но без их взаимодействия. Однако, основываясь на опыте зарубежных стран, наиболее успешным является взаимодействие нескольких учебных заведений или организация автономных образовательных учреждений с целью организации дистанционного обучения.
При анализе литературы по дистанционному обучению было выявлено несколько технических условий взаимодействия учителя и ученика при дистанционном обучении биологии. Единичная медиа предполагает использование какого-либо одного средства обучения и канала передачи информации. Например, обучение биологии через переписку, учебные радио- или телепередачи. В данных условиях доминирующим средством обучения является, как правило, печатный материал. Практически отсутствует двусторонняя коммуникация, что приближает эти условия дистанционного обучения биологии к традиционному заочному обучению.
С развитием новых технических средств появились следующие условия -мультимедиа. Эти технические условия предполагают использование различных средств обучения биологии: учебные пособия на печатной основе, компьютерные программы учебного назначения на различных носителях, аудио- и видеозаписи и т.п. Однако доминирует при этом передача информации в "одну сторону". При необходимости используются элементы очного обучения – личные встречи обучающихся и преподавателей, проведение итоговых учебных консультаций, очный прием контрольных работ и т.п. За главный объект этих условий можно взять электронный учебник.
Гипермедиа условия дистанционного обучения биологии третьего поколения предусматривает использование новых информационно-коммуникационных технологий при доминирующей роли компьютерных средств. Простейшей формой при этом является использование электронной почты и телеконференций, а также аудио-обучение. При дальнейшем развитии эти условия дистанционного обучения включают использование комплекса таких средств как аудио, видео, телефакс и телефон (для проведения видеоконференций) при одновременном широком использовании видеодисков, различных интерактивных учебных материалов, систем знаний и искусственного интеллекта.
Принципы применения сетевых средств обучения при дистанционном обучении биологии
Основные дидактические принципы являются теоретической базой для организации дистанционного обучения курсу «Человек и его здоровье» с применением сетевых средств обучения. Принцип научности учебного материала. Применение данного принципа гарантирует полноценное научное знание фактов, понятий, утверждённых в науке, имеющих мировоззренческую и практическую значимость [122]. Выражается в тщательном и аргументированном отборе содержания дистанционного обучения школьному курсу биологии «Человек и его здоровье», а также содержания сетевого учебно-методического комплекса. Сетевой учебно-методический комплекс школьного курса биологии «Человек и его здоровье» разработан в строгом соответствии с требованиями ФГОС, скорректированной и утвержденной образовательным учреждением учебной программой (на основе авторской программы И.Н. Пономаревой, учебника биологии для 8 класса общеобразовательной школы А.Г. Драгмилова, Р.Д. Маша), учебным планом образовательного учреждения. Разработанный сетевой учебно-методический комплекс достоверно отражает современное состояние и логику научных знаний курса «Человек и его здоровье». Так, например, весь наглядный материал, представленный в среде гипермедиа, соответствует естественным прототипам (движение в суставе, строение сердца, тканевое и легочное дыхание, строение кожи и др.).
Данный принцип отражает такие задачи биологического образования, как формирование у учащихся научного мировоззрения, понимание ими научной картины мира, ознакомление с методами научного познания. Из принципа научности вытекает требование – раскрытие взаимосвязей между биологическими объектами и явлениями, выявление причинно-следственных связей на основе анализа фактов, полученных в результате оперирования биологическим материалом в различных видах деятельности.
Принцип доступности предполагает оформление (представление материала), взаимодействие с элементами, образовательным контентом сетевого учебно-методического комплекса, разработанного с учетом психофизических возрастных особенностей учащихся. Необходимо также учитывать время на усвоение того или иного элемента знания или знания в полном объеме. Например, в связи с психофизическими особенностями учащихся, участвующих в дистанционном обучении у них наблюдается нарушения пространственного анализа и синтеза. Такие нарушения не позволяют в полной мере оценить особенности изучаемого объекта при двухмерном (плоском) и однообразном изображении. В данном случае учебный материал в сетевом учебно-методическом комплексе представляется в разнообразных изображениях (объемное статичное изображение, анимация, видеофильм и др.).
Мера доступности зависит не только от объема знаний, но и от способов его изложения. Для лучшего усвоения содержания необходима связь с жизнью, с теми фактами, которые уже известны учащимся, со знаниями по другим предметам. При дистанционном обучении для учащихся в сетевом учебно-методическом комплексе есть ссылки на дополнительный учебный материал, на материал, изученный ранее, на учебный материал других предметов. Многокомпонентная структура сетевых учебно-методических комплексов представлена в виде предметного модуля (реализуется модульная педагогическая технология). Модуль разделен на блоки по изучаемым темам. В каждом блоке представлено содержание (в виде презентации, фильма, анимации, текста, таблицы и др.), есть ссылки на учебник. К учебному материалу в блоке прилагаются наглядные материалы, задания, дополнительные материалы, творческие задания и др. Такое представление учебного материала в сетевом учебно-методическом комплексе предполагает поэтапное усвоение, закрепление и контроль новых знаний в индивидуальном режиме. Различные варианты заданий позволяют осуществлять контроль усвоения знаний в интересной, увлекательной, а также разнообразной для учащихся форме (тестовые задания, упражнения, анимация и др.). Кроме того, доступность этого сетевого учебно-методического комплекса любому зарегистрированному пользователю позволяет обеспечить возможность быстрого их внедрения в учебный процесс, поскольку они: - размещены в сети Интернет; - легко загружаются на локальный компьютер; - требуют дополнительное программное обеспечение, которое находится в свободном доступе, идет в общем пакете с операционной системой, а также предлагается для установки на сайте и легко устанавливается; - не требуют специального обучения работе с содержанием пособия. Требования принципа доступности: учет возрастных и индивидуальных особенностей учащихся при дистанционном обучении, опора на знакомые факты, знания, опыт и применение соответствующих методов изложения. Принцип наглядности учебного материала обеспечивает визуализацию изучаемых объектов, процессов, явлений. При использовании сетевого учебно-методического комплекса принципу наглядности принадлежит важнейшая роль, так как происходит реализация всех компонентов вербальной и невербальной наглядности. Сетевой учебно-методический комплекс представляет учебную информацию курса «Человек и его здоровье» в комплексном сочетании статических и динамических визуальных средств (изображения, анимация, видео, объемные модели и т.д.). К статическим визуальным средствам, насыщаемым содержание сетевого учебно-методического комплекса, относят: гипертекст (ссылки на дополнительный материал), фотографии (например: людей с различными заболеваниями, органов), рисунки (строение органов и систем органов), графики, схемы, таблицы, диаграммы. Динамические средства представлены анимированными схемами (движение крови по сосудам, легочное дыхание и др.), динамическими моделями (движение в суставах и др.), интерактивными заданиями, видеороликами. Наряду с визуальными представлены аудиальные средства подачи информации — звуковое или музыкальное сопровождение видеороликов, озвучивание текста, определений и выводов учебного материала. Данный принцип также применяется при организации контроля знаний, а также обеспечивается наглядность результатов и достижений учащихся.
Главное требование принципа наглядности при дистанционном обучении: наглядный образ должен помочь выявить в изучаемом объекте суть, на основании чего можно было бы раскрыть понятие, его существенные признаки. В связи с этим, один и тот же учебный материал представлен разнообразными наглядными средствами. Это также связано с психофизическими особенностями учащихся, участвующих в дистанционном обучении и их пространственным восприятием. Применение принципа наглядности в дистанционном обучении стимулирует создание и использование наглядных средств обучения курсу «Человек и его здоровье», разработку методики их использования.
Результаты проверки эффективности экспериментальной методики
Для определения эффективности экспериментального обучения нами был проведен анализ контрольных работ по основным темам курса «Человек и его здоровье». Выводы делались на основе качественной и количественной обработки полученных данных. При определении уровня усвоения знаний использовался метод пооперационного анализа и уровневый подход, предложенные В.П.Беспалько [18]. Полученные результаты фиксировались в порядковой шкале по уровням усвоения знаний.
Анализ результатов показал, что у подавляющего большинства учащихся дистанционного обучения контрольной группы №1 и экспериментальной группы усвоение знаний не соответствует даже первому уровню. Более 50% учащихся не справились с тестовыми заданиями. Некоторые ученики 8-х классов (около 27%) успешно справились с вопросами, соответствующими репродуктивному характеру деятельности по узнаванию, называнию, выбору характеристик из имеющихся ответов на основе предъявления ранее изученных знаний. Значительная часть учащихся очной формы обучения – контрольной группы №2 и небольшой процент (около 12%) учащихся дистанционного обучения справилась с вопросами на сопоставление, классификацию, различению признаков и понятий, что является свидетельством сформированности II уровня знаний (по В.П. Беспалько). Довольно незначительная часть школьников контрольной группы №1 и экспериментальной группы (около 5,8%) смогла грамотно и полно сформулировать ответы на вопросы, касающиеся соотнесения, анализа, оценки, выявлению внутренних и внешних связей между биологическими понятиями, явлениями, объектами. Это говорит о низкой творческой и эвристической активности учащихся по усвоению знаний, а также может быть связано с психофизическими особенностями учащихся дистанционного обучения. В контрольной группе №1 и экспериментальной группе уровни усвоения знаний учащимися различалась незначительно и была примерно одинаковыми. У учащихся контрольной группы №2 процент правильных ответов на вопросы разных уровней значительно выше. Справились с вопросами I уровня 41,3% учащихся, II уровня – 43,9%, а III уровня - 14,8%. На наш взгляд это связано с более высоким качеством обучения по традиционной форме в сравнении с дистанционным обучением. После изучения тем «Клеточное строение организма человека», «Регуляция жизнедеятельности организма человека», «Опорно-двигательная система» и «Внутренняя среда организма», когда учащиеся овладели необходимой базой знаний и умений при дистанционном обучении с использование разработанной методики на основе сетевого учебно-методического комплекса, была проведена вторая контрольная работа. Уровни усвоения знаний отражены в таблице 5.
Анализ результатов показал некоторые изменения в усвоении учащимися знаний. Как и в первом случае, подтвердилось овладение знаниями на репродуктивном уровне основной массой учащихся. Однако, процент справившихся с работой учащихся дистанционного обучения контрольной группы №1 и экспериментальной группы вырос почти в 2 раза. На наш взгляд это связано с началом регулярного обучения, что отразилось на работе памяти обучающихся. Для второго уровня отмечено повышение усвоения на 3,7% в контрольной группе №1, на 16,9% в экспериментальной и в контрольной группе №2, обучающейся по очной форме на 1,6%. Для третьего уровня положительная динамика экспериментальной группы составила 0,5%, что в 2 раза превышает результат контрольной группы №1. Эти данные свидетельствуют об успешной адаптации учащихся к дистанционному обучению по новой методике и использованию сетевого учебно-методического комплекса. Сложности в выполнении заданий II и III уровня также связаны с психофизическими особенностями контингента учащихся дистанционного обучения (нарушения абстрактного мышления, пространственные нарушения, нарушения работы памяти и др.).
Сравнительный анализ результатов 2-й и 3-й срезовых работ показал, что по всем уровням в экспериментальных классах зафиксированы значительные изменения: наблюдается положительная динамика усвоения знаний по второму уровню на 8%, по третьему - на 4,4%. Произошло перераспределение учащихся в сторону повышения уровня усвоения биологических знаний. На репродуктивном уровне усвоения биологических знаний в экспериментальных классах зафиксировано на 8,8% учащихся больше, чем в контрольной группе №1. Это связано со значительным уменьшением количества учащихся (на 15,5%) не справившихся с работой. Показатели уровня усвоения знаний в экспериментальной группе ниже, чем в контрольной группе №2, обучающейся по традиционной очной форме, что обусловлено ограниченными возможностями дистанционного обучения.
Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что в экспериментальных классах достигнут более высокий уровень овладения учащимися биологическими знаниями по сравнению с контрольной группой №1. Первая срезовая работа показала, что у более 50% учащихся не сформирован даже репродуктивный уровень знаний и они не справились с тестовыми заданиями.
В ходе нашего исследования был проведен качественный анализ результатов уровня усвоения знаний, выявлено, какие группы понятий усваиваются лучше в результате дистанционного обучения с применением разработанной методики. Результаты отражены в таблице 8. Анализ полученных результатов позволил выявить значительную разницу в усвоении различных групп понятий. Наиболее эффективной предложенная методика оказалась для формирования морфологических и анатомических понятий, отражающих взаимосвязь строения человека и выполняемых функций. Сформированность физиологических понятий учащихся экспериментальных классов оказалась на 38% выше. На наш взгляд это явилось следствием высокой степени усвоения морфологических и анатомических понятий, сформированность которых в экспериментальных классах в среднем на 28% превысила показатель контрольных классов №1. Наименьшее влияние применение методики оказало на формирование гигиенических и экологических понятий. В связи с особенностями детей, обучающихся дистанционно, за счет разработанной методики и применения сетевого учебно-методического комплекса была решена такая проблема формирования понятий как абстрагирование (этап формирования понятия – представление).
Мы также произвели измерения таких показателей как прочность знаний, успеваемость и качество обучения. Прочность знаний означает длительность сохранения их в памяти, возможность их использования в необходимых случаях. Коэффициент прочности знаний определяется как отношение уровня усвоения знаний отсроченной проверки к результатам контроля сразу после завершения темы. Мы провели четвёртый срез для выявления коэффициента прочности знаний учащихся. В экспериментальных классах коэффициент прочности знаний составил 0,93, в контрольных — 0,86, в очных – 0,92.
Из материалов таблицы 9 видно, что средняя величина коэффициента качества обучения экспериментальных классов на 15% превосходит результат контрольных классов №1 и на 10% ниже группы очного обучения. В ходе проведения эксперимента наблюдалась также динамика познавательного интереса учащихся при экспериментальном обучении к изучению биологического содержания на основе применения сетевого учебно-методического комплекса. Нами было проведено анкетирование учащихся 8-х классов по выявлению степени интереса к урокам биологии перед началом дистанционного обучения и после. В этой связи нами была разработана специальная анкета, состоящая из 10 вопросов. Вопросы отражают основные сферы деятельности, в которых может проявиться в целом интерес к биологии. На каждый вопрос предусматривается 3 варианта ответа по следующей шкале: 0 – не интересно; 1 – интересно; 2 – очень интересно [20, 69]. По результатам ответов на вопросы подсчитывается общий балл. Результаты анкетирования распределились следующим образом (Таблица 10):
Традиционно школьники испытывают достаточно высокий интерес к изучению курса «Человек и его здоровье», что связано с самим содержанием предмета. Многие учащиеся начинают интересоваться своим здоровьем, различными медицинскими профессиями, вместе с тем в школьной среде начинают появляться вредные привычки. Именно это обусловливает высокую увлеченность школьниками предметом биологии и особенно курсом «Человек и его здоровье». Суммарно около 90% учащихся в каждой из групп высказали положительное отношение к изучению предмета.
Похожие диссертации на МЕТОДИКА ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ БИОЛОГИИ В СОВРЕМЕННОЙ ШКОЛЕ (НА МАТЕРИАЛЕ КУРСА «ЧЕЛОВЕК И ЕГО ЗДОРОВЬЕ»)
