Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Новые информационные технологии в образовании
1 1 Основные понятия информатизации образования. 14
1 .2 Основные этапы развития информатизации образования 26
1 .3 Социально - личностный подход и ценностные ориентации при определении целей обучения физике 33
1 .4 Отражение элементов информационной технологии в учебниках и учебных пособиях средней школы 47
Глава 2 Содержание элементов информационных технологии в системе подготовки по физике в основной школе
2.1 Модель формирования представлений об информационной технологии при обучении физике 63
2 2 Составляющая целей обучения физике: информационная технология и методология физики 72
2 3 Содержание элементов информационной технологии в начальной школе 83
2 4 Содержание физической составляющей, относящейся к информационной технологии факультативного курса 87
2 5 Содержание физической составляющей, относящейся к информационной технологии курса физики основной школы 92
Глава 3 Методика интеграции учебной информации и информации средств массовой коммуникации в преподавании физики в основной школе и соответствующие требования к подготовке учителя
3. 1 Методика интеграции учебной информации и информации средств массовой коммуникации в преподавании физики в начальной школе 98
3.2 Методика интеграции учебной информации и информации средств массовой коммуникации в факультативном курсе 101
3.3 Методика интеграции учебной информации и информации средств массовой коммуникации в курсе физики основной школы 107
3.4 Особенности подготовки учителя физики по методике формирования представлений об информационных технологиях у учащихся основной школы 119
Глава 4 Экспериментальная проверка методики формирования представлений об информационных технологиях путем интеграции учебной информации и информации средств массовой коммуникации
4.1 Формы педагогического эксперимента 123
4.2 Первый этап исследования 127
4.3 Второй этап исследования 129
4.4 Третий этап исследования 131
Заключение 138
Библиография 141
- Основные понятия информатизации образования.
- Модель формирования представлений об информационной технологии при обучении физике
- Методика интеграции учебной информации и информации средств массовой коммуникации в преподавании физики в начальной школе
Введение к работе
Современная реформа образования средней школы предусматривает смену парадигмы образования. Ведущими педагогическими задачами становятся развитие творческих способностей, потребностей в непрерывном образовании; усвоение научных знаний как составной части современной культуры. Для решения поставленных задач необходимо уметь получать, преобразовывать, передавать, воспроизводить в учебном процессе информацию, то есть овладеть современными информационными технологиями. Создаются условия для формирования: научных знаний и овладения методами исследования, системности и философской интерпретации, теоретических обобщений на высоких уровнях достижения целей образования, включая уровни, соответствующие физической и научной картинам мира.
Повышаются требования к подготовке учителя физики. Расширяется сфера его деятельности, которая включает преподавание, научно -методическую, социально - педагогическую и культурно - просветительскую. Чтобы успешно работать в указанных сферах, необходимо применять современные информационные технологии и методику использования их в учебном процессе.
Способы функционирования системы материальных и идеальных средств,
используемых для переработки, хранения и передачи информации, нашли
отражение в работах многих ученых. В результате Л. Я. Зориной, В.В.
Мултановским, И, И. Нурминским, Л. П. Свитковым, Л.С. Хижняковой и
другими определены особенности построения курса физики на основе
физических теорий, изложения взаимосвязи системы и методов обучения при
теоретических обобщениях, системы учебной информации как
закономерности ее предъявления.
Проблема развития творческих способностей и поэтапного усвоения знаний решалась многими методистами, психологами и дидактами (Л.С. Выготским, П.Я. Гальпериным, В.А. Крутецким, А.Н. Леонтьевым, И.Я. Лернером, А.Г. Маслоу, СП. Рубинштейном, М.Н. Скаткиным и др.). Концепция развития творческих способностей В. Г. Разумовского опирается на циклический характер научного творчества, а сам процесс творчества состоит из звеньев: факты - гипотеза - следствия - эксперимент. Данный цикл отражает источники получения информации и ее преобразование на разных уровнях достижений.
Значительное число работ посвящено применению технических средств, в
том числе, компьютеров в учебном процессе основной, средней и высшей
школы (М.В. Алексеев, С. И. Иванов, В. А. Извозчиков, В. В. Лаптев, Щ. Т.
Меретуков и др.). Особое внимание в последние годы заслуживает проблема
дистанционного обучения, при котором осуществляется передача, прием
информации и ее воспроизведение (Н. Д. Никандров, А. В. Хуторской, В. И.
Журавлев и др,). В настоящее время сложилась определенная структура и
методика использования различных программных продуктов при обучении
физике (А.Ф. Кавтрев, Г. Г. Матаев, В. В. Монахов и др.). Подготовку ученика к
самообразованию и освоению постоянно совершенствующихся
информационных технологий многие методисты и педагоги связывают с
изучением курса физики (Б.С. Гершунский, Ю.И. Дик, B.C. Леднев, П.И. Пидкасистый и др.).
Анализ научно - методической литературы показывает, что в последние годы формирование представлений об информационной технологии, в частности, отдельных ее составляющих, привлекает внимание многих исследователей. Однако методика формирования таких представлений в курсе физики основной школы специально не исследовалась.
В практике преподавания возник ряд противоречий, требующих разрешения. Среди них отметим следующие, возникающие между:
необходимостью самостоятельного приобретения информации из различных источников (физического эксперимента, внешкольной и учебной литературы, через электронные средства, включая компьютер) и ограниченностью учебного времени, отводимого на изучение физики;
имеющимся в распоряжении учащихся комплекса, включающего учебник, систему лабораторных работ, рабочую тетрадь по физике, и отсутствием системы заданий по формированию представлений об информационных технологиях;
относительно завершенной системой уровней достижений стандарта образования для составляющей "Научные знания и умения по физике" и неразработанностью подобной системы для составляющей "Информационная технология и методология физики" применительно к курсу физики основной школы;
необходимостью усвоения студентами - будущими учителями
методики формирования представлений об информационной
технологии в курсе физики и отсутствием программы курса
специальной подготовки.
Коренной причиной указанных противоречий можно считать отсутствие
методики формирования представлений учащихся об информационных
технологиях в процессе изучения курса физики основной школы и в
интегрированных пропедевтических курсах, имеющих физическую
составляющую. Проблема исследования состоит в том, чтобы привести в
соответствие содержание физической составляющей интегрированных курсов и
систематического курса физики (на примере оптических явлений) с
требованиями целей достижений в области получения, преобразования,
передачи и воспроизведения информации.
При исследовании данной проблемы использовалась терминология., применяемая в психолого-педагогических науках и философии, например, информация, информационная технология.
Информация (от лат. "infonnare" - изображать)- философская категория; сведения, являющиеся объектом храпения, передачи и преобразования.
Информационную технологию как обобщение можно рассматривать и как процесс и как результат.
Информационная технология - результат проектирования учебно-познавательной деятельности школьника и преподавания, направленного на достижение целей обучения физике, а также целей в области восприятия, переработки, передачи, распространения информации. Цели данной области предполагают обучение восприятию и переработке информации, передаваемой по каналам средств массовой информации; использованию внешкольной информации на уроке, различных технических средств (коммуникационные сети, внешкольная литература, кино, телевидение); критичности в оценке информации.
Определяя информационную технологию как процесс, предполагают, что информационная технология - это способы функционирования системы материальных и идеальных средств, используемых для переработки, хранения, передачи информации.
Итак, актуальность исследования определяется:
- необходимостью разработки методики формирования представлений об
информационной технологии в курсе физики основной школы;
- потребностью разработать соответствующий курс для студентов -
будущих учителей физики по методике формирования представлений у
учащихся основной школы об информационных технологиях.
Цель исследования: определение основ методики формирования представлений об информационных технологиях у учащихся основной школы для совершенствования содержания курса и методики обучения физике.
Объект исследования. Учебный процесс по формированию представлений об информационных технологиях в курсе физики основной школы и процесс методической подготовки студентов - будущих учителей физики.
Предмет исследования. Содержание курса физики и процесс формирования представлений у учащихся основной школы об информационной технологии.
Гипотеза исследования. Интеграция учебной информации и информации средств массовой коммуникации будет обеспечивать формирование представлений об информационных технологиях, если:
содержание научного знания курса будет базироваться на физической теории, отражая системность информации, как основной закономерности информационных технологий (на примере оптических явлений);
прикладной материал курса будет включать вопросы о физических основах радиосвязи и схемах электронных средств, применяемых для переработки, хранения, передачи информации;
- методика формирования данных представлений должна иметь три этапа,
связанных с: 1) изучением физической компоненты интегрированных
курсов начальной школы; 2) проведением факультативного курса физики
в пятых - шестых классах; 3) изучением основного систематического
курса физики.
Основной закономерностью информационной технологии является
системность информации, отражаемая в курсе физики в форме
физической теории.
Для проверки и реализации гипотезы исследования были сформулированы и решены.следующие задачи:
1) Проведен анализ психологе—педагогической, методической,
философской литературы, а также по информатике, вычислительной технике, теории массовой коммуникации, программному обеспечению учебного процесса с целью определения основных понятий информатизации образования, таких как информация, информационная технология, информационная культура, массовая коммуникация и медиаобразование. Выявлен инвариант содержания информационных технологий.
2) Определены основы методики формирования представлений об
информационных технологиях у учащихся основной школы:
- сконструированы содержательная модель учебного процесса по
формированию представлений об информационной технологии и модель
деятельности ученика в этом процессе;
- разработана трехэтапная методика формирования представлений у
учащихся основной школы об информационной технологии.
Определено содержание спецкурса для студентов - будущих учителей физики по методике формирования представлений у учащихся основной школы об информационной технологии.
Проведен педагогический эксперимент с целью проверки выдвинутой гипотезы.
Методологию исследования составляют принципы, законы материалистической диалектики как логики и теории познания. Стратегия исследования определялась системно - структурным и деятельностным подходами в обучении; таксономией достижений целей образования; единством воспитания и развития, системы и методов обучения.
Основные методы исследования - поэлементный анализ содержания курса и целей достижения; генетический метод, раскрывающий, каким образом одна система связана с другой; таксономический метод, опирающийся на метод классификаций; научно-методический анализ педагогических средств и явлений; конструирование моделей; проведение педагогического эксперимента.
Теоретические и практические результаты, исследования_^юстрверны и обоснованы, поскольку:
опираются на теории, принципы и положения физики,
философии, педагогики, психологии и методики преподавания физики;
подтверждены педагогическим экспериментом, экспертной
оценкой результатов исследования на межвузовских конференциях,
внедрением результатов в практику преподавания, анкетированием,
анализом контрольных работ и обработкой их результатов, а также личным преподаванием в школе и вузе. Научная новизна исследования заключается в том, что:
определены основы методики формирования представлений об информационных технологиях у учащихся при изучении курса физики основной школы.
обоснована необходимость и определено содержание раздела курса физики основной школы о физических основах радиосвязи;
разработана система заданий поэтапного формирования представлений об информационной технологии при изучении физической составляющей интегрированных курсов начальной школы, факультативного курса 5-6 классов, систематического курса физики основной школы.
Теоретическая значимость исследования состоит в определении: -содержательной модели и модели деятельности ученика в процессе формирования представлений об информационных технологиях у учащихся основной школы;
-шкала требований к достижениям целей формирования представлений об информационных технологиях.
Практическая значимость исследования:
-создан вариант методики формирования представлений об информационных технологиях: программы физической компоненты начальной школы по изучению оптических явлений, факультативного курса физики в 5-6 классах, раздела курса физики 9 класса об основах радиосвязи с использованием элементов информационных технологий и электронных средств; методические рекомендации; система заданий для учащихся;
- разработана программа спецкурса для студентов- будущих учителей физики по методике формирования представлений об информационных технологиях у учащихся основной школы и методические рекомендации к ее использованию.
На_защиту выносятся следующие положения:
Основы методики формирования представлений об информационных технологиях у учащихся основной школы при обучении физике: система достижений целей составляющей образовательного стандарта об информационных технологиях и методологии физики, этапы формирования представлений об информационных технологиях у учащихся основной школы, содержательная модель и модель деятельности ученика;
Вариант трехэтапной методики формирования представлений об информационных технологиях. Первый этап - изучение физической компоненты интегрированных курсов начальной школы с использованием системы заданий по учебной и внешкольной литературе; второй этап - проведение факультативного курса по лабораторному эксперименту - важнейшему источнику получения информации по физике; третий - изучение систематического курса физики с использованием программных продуктов и коммуникационных сетей.
3) Совершенствование содержания курса физики девятилетней школы на
основе введения вопросов о физических основах радиосвязи и схемах
электронных средств, используемых для переработки, хранения и
передачи информации, а также методической подготовки студентов -
будущих учителей физики путем изучения курса о методике
формирования представлений об информационных технологиях у
учащихся основной школы.
Результаты исследования апробировались ^внедрялись:
в процессе участия в межвузовских конференциях, в частности: "Педагогические идеи СИ. Иванова " (МПУ, Москва , 1996 г.); "Проблемы конструирования содержания учебно-методического комплекта по физике " (МПУ, Москва ,1997 г.); "Взаимосвязь системы научных знаний и методов преподавания физики" (МПУ, Москва ,
1998 г.); "Проблемы формирования теоретических обобщений и вариативных технологий обучения физике" (МПУ, Москва, 1999г.).
в процессе участия в интегрированном семинаре учителей Юго-восточного округа города Москвы по преподаванию физики и информатики; личного преподавания в школе № 1907 г. Москвы; педагогического эксперимента в Островедкой школе Московской области, школе №. 933 г. Москвы; а также посредством проведения спецкурса в Московском псдагосическом университете на кафедре методики преподавания физики.
Основные понятия информатизации образования
К основным понятиям информатизации образования относятся: информация, система, информационная технология, информационная культура, массовая коммуникация, медиаобразованис.
В последние годы ведется дискуссия об определении этих понятий. В результате анализа литературы нами приняты определения, представленные ниже.
Информатизация образования - часть информатизации общества, процесса, который принял характер "информационного взрыва или революции с середины XX века, что дает основание характеризовать современное общество как информационное " [123, с.186]. В педагогике различают понятия компьютеризация и информатизация образования [I25J. Более общим является последнее из них. Компьютеризация образования, элекпронизация и автоматизация его - слагаемые информатизации образования, суть которой в том, что обучающему и обучаемому становится доступным гигантский объем информации в базах данных, базах знаний в экспертных системах, компьютерных архивах, справочниках, энциклопедиях [159].
Роль информации возрастает во всех сферах человеческой деятельности. Повышается потребность в информации и в средствах для ее производства, обработки, хранения и использования [55,56,57,58,59].
Информация является научной и философской категорией. Слово "информация" происходит от латинского " informare " -изображать, составлять понятие о чем-либо. Информация - это сведения, являющиеся объектом хранения, передачи и преобразования [60, с.41].
Самые общие определения информации сводятся к тому, что под информацией имеют в виду какие - либо сведения об окружающем мире, полу чаемые материальной системой в процессе ее взаимодействия с окружающей средой [83,84].Общий смысл этого понятия втом, что информация определяется как сведения, данные, которые передаются и перерабатываются, являясь при этом особым типом соотношения между материальными процессами, определенным свойством материи.
Л.А.Петрушенко [13І] считает, что информация, как атрибут системы, имеет относительный и абсолютный характер. Относительность информации проявляется в том, что любая система является источником информации лишь в отношении другой, взаимодействующей с ней, и способной воспринять и использовать в целях управления эту информацию. Абсолютный характер информации заключается в том, что все материальные образования могут рассматриваться в качество систем, и пет систем, не обладающих таким свойством, как информация.
Согласно класс ифи кации ти по в и н фор м ации, существуют: 1 . Элементарная информация, отвечающая ограниченному разнообразию неорганических объектов.
2 . Адаптационная информация, связанная с возникновением биологической организации.
3 . Идеальная информация. Прагматические и семантические свойства информации.
При этом представление об информации как о некотором знании, рассматриваемое в плане отношения его к внешнему миру, характеризует семантический аспект. Прагматический аспект характеризует отношение информации к получателю, меру полезности ее для достижения цели, выполнения специфической функции, для данной системы в данный момент.
При определении информации был использован такой термин, как "система". На наш взгляд, в наибольшей степени определению системы соответствует определение, данное В. С. Тюхтиным. Согласно ему, система есть множество связанных между собой компонентов той или иной природы, упорядоченное по отношениям, обладающим вполне определенными свойствами. Это множество характеризуется единством, которое выражается в интегральных свойствах и функциях множества [172,173,174J.
Слово "технология", применительно к воспитанию, вошло в лексикон педагогической науки тогда, когда внимание специалистов обратилось к искусству воздействия на личность ребенка, В современных словарях это слово трактуется в традиционном, сугубо техническом значении. Под технологией, как правило, понимается совокупность методов обработки сырья и процессов производства, а также их научное описание.
В политехническом словаре дается такое определение технологии: "...1) совокупность методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья, материала или полуфабриката в процессе производства, например, технология металлов, химическая технология, технология строительных работ; 2) наука о способах воздействия на сырье, материалы или полуфабрикаты соответствующими орудиями производства" [135].
Другой словарь - энциклопедический - дает сходное определение, но несколько расширяет его: "... Задача технологии как науки - выполнение физических, химических, механических и других закономерностей с целью определения и использования на практике наиболее эффективных и экономичных производственных процессов"[161].
Модель формирования представлений об информационной технологии при обучении физике
Анализ психолого-педагогических наук показывает, что при исследовании педагогических явлений необходимо использовать системно-структурный анализ.
Система есть множество связанных между собой компонентов той или иной природы, упорядоченное по отношениям, обладающим вполне определенными свойствами. Множество компонент характеризуется единством, которое выражается в интегральных свойствах и функциях множества [172, 173, 174].
Любая система обладает структурой. Структура осуществляет интеграцию компонентов в некоторое целостное образование, с помощью которого могут выражаться особенности любой системы. Например, к таким особенностям относятся: внутреннее строение и функционирование, интегральные свойства и функции па выходах системы, генезис системы, эволюционирование системы. Под структурой системы понимают множество компонентов, входящих в систему, а также совокупность связей между ними. Выделяют системы, обладающие следующими типами структур: статической, динамической, пространственно-временной, функциональной, генетической [2, с.8].
Системно-структурный подход изучения систем предполагает построение заменителя реальною объекта в форме идеального. Абстрактная система представляет собой модель, определенной предметной области научного знания. Модель обладает определенной совокупностью свойств. Модель выполняет присущие ей функции, например: отражательную, абстрагирующую; изучение модели позволяет изучить свойства педагогических систем.
Любая информационная технология состоит из компонентов. При рассмотрении составляющих образовательного стандарта [37, с.45], отмечалось, что результаты обучения достигаются использованием межпредметных связей, что вся система достижений учебно-воспитательного процесса относительно замкнута с присущими ей взаимосвязями.
Знание достижений современной техники, действий записывающих и воспроизводящих устройств; знания и умения накапливать, обрабатывать, хранить информацию в виде текстов, диаграмм, рисунков, видеоизображений, являются центральными в составляющей "Информационная технология и основные направления научно-технического прогресса".
Курс физики основной школы имеет все возможности для того, чтобы сформировать представления об информационной технологии. Нами разработана модель этого процесса, которая опирается на стандартную модель коммуникации:
- источник;
- кодирование;
- сообщение; -декодирование [134, с.73].
Кроме того, удачный вариант взаимосвязи между источниками информации и коммуникатором как основными воздействующими компонентами, представлен в динамической модели американских исследователей Б. Вестли и М. Мак-Лина [2121.
A - источник информации: это могут быть частные лица, предку ставители агентств общественных связей, официальных групп, неформальных групп по интересам, заинтересованные в том, чтобы их ин формация об объектах или событиях достигла аудитории.
Методика интеграции учебной информации и информации средств массовой коммуникации в преподавании физики в начальной школе
Проект Государственного образовательного стандарта[ 111] предусматривает необходимую подготовку по физике в начальной школе.
Целью введения физической компоненты является: ознакомить с принятыми терминами, дать элементарные знания по физике и возбудить интерес к пей, привить любовь к наблюдению, помочь научится простейшему экспериментированию [ 27,40,47,65,66,79,81].
Выдающийся психолог Л. С. Выготский впервые выдвинул и четко сформулировал положение о ведущей роли обучения и воспитания в развитии ребенка: обучение идет впереди развития и ведет его за собой [30]. Процессы обучения и развития тесно связаны друг с другом. Обучение стимулирует развитие, опираясь на пего, учитывает особенности достигнутого уровня, не игнорируя при этом внутренние законы развития. Поэтому цель формирования знаний и умений не может рассматриваться как главная для начального звена школы.
Приоритетной должна стать цель развития личности школьника на основе ведущей деятельности: эффективное психическое развитие, формирование способности младшего школьника к саморазвитию и самовоспитанию; социализация ребенка; развитие разных видов деятельности; формирование общей культуры и эрудиции ребенка и, наконец, подготовка к дальнейшему образованию.
В 8 - 9 лет учащийся обладает остротой и свежестью восприятия, любознательностью, яркостью воображения. Ребенок может в широких пределах понимать услышанное, связно излагать свои мысли, способен к элементарным умственным операциям - сравнению, обобщению, пробует делать выводы.
Общеизвестна громадная роль средств массовой информации в современном обществе. В мировой педагогике хорошо осознана роль «параллельной школы», как называют радио, телевидение, кинематограф, прессу. Учитывая психологические особенности учащихся начальной школы, а также современное состояние общества, необходимо, чтобы использование средств массовой информации выводило подготовку подрастающего поколения на уровень современности, чтобы привлекались, ранее неизвестные резервы повышения эффективности деятельности школы.
Как нам кажется, интеграция учебной информации и информации средств массовой коммуникации играет именно такую роль и в начальной школе реализуется через использование специальных заданий, наблюдение опытов и дидактических игр,
Рассмотрим примеры заданий. На рисунке изображены два луча, падающие на экран от светящегося тела. Внимание учащихся обращается на то, что луч - прямая линия. Дается задание нарисовать световые лучи, падающие от источника света в определенные (заданные) точки, при этом учащийся знает, что информация об оптических явлениях хранится в учебнике, что с помощью светового луча он будет преобразовывать информацию из буквенных символов в рисунок. Или такое задание - указать с помощью двух лучей направление распространения энергии излучения от электрической лампочки карманного фонаря. Ряд заданий показывает каким образом образуется тень, от чего зависят ее размеры.
Кроме выполнения заданий, учащиеся наблюдают опыты по прямолинейному распространению света, отражению света, при этом информацию они получают в результате эксперимента, она из буквенных символов преобразуется в схемы зеркального и диффузного отражения лучей, а в процессе обсуждения проведенных опытов происходит передача и обмен информацией.
Учитывая возрастные особенности учащихся 3 классов, в программу включены театр теней и дидактическая игра, описание которых дано к рабочей тетради «Конструируй, исследуй, размышляй» [193].
Практическая работа «Изготовление фигурок для театра теней» является заключительной, подводя итог работы с бумагой, клеем, проволокой и фольгой. Вся работа организуется выбранным сценарием, например, сказкой о Колобке. Учащиеся изготовляют фигурки действующих лиц, располагают их между лампочкой и экраном (согласно сценария), добиваясь четкого изображения теней. В результате изучения оптических явлений в начальной школе, сведения систематизируются вокруг идеи о том, что Солнце - источник света.
Похожие диссертации на Методика формирования представлений об информационных технологиях в курсе физики основной школы (На примере оптических явлений)
