Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I Индивидуализация обучения в условиях школьной системы образования....10
1.1. Индивидуализация обучения как один из аспектов гуманизации образования 10
1.2. Модель индивидуализации учебного процесса в современной школе 31
1.3 .Адаптивная система информационного взаимодействия в процессе обучения 40
1.4. Анализ существующих обучающих программ по физике 55
Краткие выводы ...64
ГЛАВА II Методика составления и использования обучающей программы для индивидуализации обучения физике 65
2.1. Проектирование обучающих программ по физике 65
2.2. Разработка программы "ВЫБОР" и методика ее применения в новой модели обучения 80
Краткие выводы 96
ГЛАВА III Педагогический эксперимент и его результаты 98
3.1. Организация педагогического эксперимента 98
3.2. Этапы проведения педагогического эксперимента 106
3.3. Анализ результатов эксперимента 123
Краткие выводы 136
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 138
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 141
ПРИЛОЖЕНИЕ 155
- Индивидуализация обучения как один из аспектов гуманизации образования
- Проектирование обучающих программ по физике
- Организация педагогического эксперимента
Введение к работе
Обучение в современной школе основывается на коллективной форме, тогда как многие элементы процесса учения субъекта сугубо индивидуальны. В этом проявляется одно из противоречий школьного образования.
Идеальным является случай, когда каждый ученик решает задачи, соответствующие своим способностям, отводя каждой из них необходимое время. Однако в школе задания чаще даются всему классу и ориентированы на среднего ученика. Для слабых учеников такие задания, возможно, и являются неплохим стимулом и ориентиром, но при их решении ученики испытывают различные затруднения. Для способных учащихся эти же задачи, в основном, не предполагают возможности творческой деятельности, сдерживают развитие способностей.
Для устранения противоречий между коллективной формой обучения и индивидуальным характером темпа деятельности, способностей, интересов и возможностей каждого ученика необходим поиск путей организации учебного процесса с учетом индивидуальных особенностей учащихся.
Проблеме индивидуализации обучения посвящен ряд психолого-педагогических и дидактических исследований (Г.П.Антоновой, А.А.Кирсанова, А.В.Усовой, B.C. Рабунского и др.). Индивидуальный подход в обучении рассмотрен в работах А.А.Бударного, К.М.Гуревич, Г.А.Захарова. Вопросам соотношения индивидуализации и дифференциации в учебном процессе посвящены труды Н.С.Пурышевой, И.Э.Унт, И.Д.Бутузова Организация самостоятель-
ной работы учащихся по физике в средней школе исследована А.В.Усовой, З.А.Вологодской, В.В.Завьяловым и др.
Авторы исследовали важные вопросы, посвященные различным формам и методам индивидуализации обучения. Опираясь на эти работы, мы считаем необходимым уделить особое внимание индивидуализации обучения на основе учета интересов и способностей учеников, при этом предоставить возможность выбора способов изучения предмета. В таком подходе к учебному процессу мы видим одно из направлений решения проблемы индивидуализации обучения.
Прежде всего, возникает вопрос об определении тех сфер деятельности ученика, где индивидуализация является необходимой и полезной. Главным образом, это - процесс восприятия и усвоения новой информации. Учащиеся отличаются и разной скоростью восприятия информации, и разным "способом ее восприятия", связанным с той системой образов и с тем соотношением логического и чувственного, которые характерны для каждого индивидуума.
Организуя процесс преподавания физики, нужно ориентироваться не на абстрактного "среднего ученика" и необходимую сумму знаний, а на способности каждого школьника, его индивидуальные возможности и интересы, качества личности. Необходима переориентация учителя с "бездетной" педагогики (педагогики вообще) на педагогику, развивающую индивидуальные склонности и природные задатки каждого ученика, помогающие ему проявить самостоятельность и состояться как личность.
Возможность самостоятельного определения учащимися уровня овладения школьным учебным материалом, и оптимальной реализации своих способностей являются главными условиями одного из центральных принципов сегодняшней школы - принципа гуманизации об-
разования. Необходимость учета способностей, интересов и темпа работы ученика требует предоставления ему возможности работать независимо от других обучаемых в диалоговом режиме с обучающим. Но при классно-урочной системе обучения учитель не в состоянии постоянно контролировать и корректировать деятельность каждого ученика. Это противоречие можно преодолеть путем использования персонального компьютера в качестве средства обучения.
Компьютер позволяет реализовать систему обучения, чрезвычайно чувствительную к индивидуальным психофизиологическим особенностям ученика. Это касается не только различной скорости усвоения информации. Для индивидуализации обучения недостаточно предоставить некоторым учащимся возможность работать в более удобном для них темпе. Условием, которое обеспечивает индивидуализацию обучения, является предоставление ученикам выбора содержания, форм и методов обучения.
Следовательно, обучающая программа должна не только последовательно предъявлять дозы информации в зависимости от ответов учеников на контрольные вопросы, но и позволять варьирование учебного материала по желанию обучаемого.
Возможности вычислительных машин позволяют ученику на определенных этапах обучения индивидуально выполнять задания, предъявляемые с учетом его возможностей и интересов. В идеале для каждого обучаемого компьютер должен создать персональную обучающую программу, которая наиболее полно реализует свободный диалог ученика с машиной.
Разработка и использование любой обучающей программы должны рассматриваться в первую очередь именно в аспекте возможности индивидуализации обучения. Различным дидактическим направлени-
ям совершенствования обучения с помощью ЭВМ посвящены иссле
дования Е.Л.Белкина, А.Я.Савельева, Н.Ф.Талызиной,
В.С.Гершунского, Е.И.Машбиц и др. Методическим основам пробле
мы использования компьютеров на уроках физики посвящены работы
В.А.Извозчикова, В.В.Лаптева, А.С.Кондратьева, А.ПРымкевича,
Б.Е.Стариченко, Е.Е.Мининой.
Однако, лучшие образцы обучающих программ хотя и дают возможность существенно интенсифицировать процесс обучения, но ни одна из них не учитывает направленности интересов ученика.
Таким образом, внедрение ЭВТ в учебный процесс пока не разрешило фундаментального противоречия школы - противоречия между коллективной формой организации обучения и индивидуальным характером усвоения знаний.
В связи с этим представляется чрезвычайно актуальным исследование проблемы индивидуализации обучения при классно-урочной системе школьного образования на основе использования вычислительной техники.
Цель исследования - совершенствование учебного процесса по физике путем индивидуализации обучения на базе использования ЭВМ.
Объект исследования - процесс обучения физике на основе индивидуализации обучения средствами вычислительной техники.
Предметом диссертационного исследования являются дидактические возможности ЭВМ как средства индивидуализации обучения физике на основе предоставления ученикам выбора учебного материала в зависимости от направления их интересов.
Гипотеза исследования: развитие способностей и мышления учеников будет более эффективным, если индивидуализация процесса обучения будет осуществляться при следующих условиях:
учащимся будет предоставлена возможность выбора содержания учебного материала, темпов и форм обучения в зависимости от их интересов, склонностей, возможностей и уровня знаний;
учебный процесс будет базироваться на систематическом использовании ЭВМ как средства обучения;
будут созданы такие программы, которые способны варьировать учебный материал по интересам и способностям учеников.
ЭВМ будут использоваться в комплексе с другими средствами обучения.
В соответствии с целью и гипотезой исследования требуется решить следующие задачи:
на основе анализа психологической, педагогической, методологической литературы определить место и роль вычислительной техники в учебном процессе;
выявить дидактические условия применения ЭВМ для индивидуализации обучения физике в школе;
разработать модель процесса обучения физике, обеспечивающую реализацию выявленных дидактических условий и принципа гуманизации образования;
разработать программы для ЭВМ и методику их использования для индивидуализации учебного процесса в условиях школьной классно-урочной системы обучения физике;
5) экспериментально проверить эффективность разработанной
методики.
Для решения поставленных задач выбраны следующие методы исследования:
изучение и анализ психолого-педагогической, научной, методической и специальной литературы по рассматриваемой.проблеме;
анализ содержания программ, учебных планов, структуры уроков физики;
- наблюдение, беседа, анкетирование учеников в реальных
школьных условиях с целью определения их индивидуальных особен
ностей, увлечений и интересов;
- проведение педагогического эксперимента по предложенной методике с использованием методов математической статистики.
Научная новизна и теоретическая значимость диссертационного исследования состоит в том, что установлены дидактические условия эффективного использования ЭВМ для индивидуализации обучения физике. Показано, что для осуществления такого процесса необходимо создание и использование специальных программных средств. Разработаны требования к программным средствам (обеспечение возможности выбора содержания учебного материала, варьирование уровня сложности и др.). Предложена модель учебного процесса, предполагающая инвариантную часть "ядро" и вариативную оболочку для индивидуального изучения).
Практическая значимость работы состоит в том, что создана обучающая программа "ВЫБОР" по теме "Электромагнитные колебания и волны", способствующая решению проблемы индивидуализации учебного процесса в условиях классно-урочной системы обучения. Разработана методика применения данной программы в обучении, что позволило повысить эффективность учебного процесса в школе.
На защиту выносятся следующие положения:
Наиболее эффективным решением проблемы индивидуализации учебного процесса по физике является использование ЭВМ как средства обучения.
Ученикам необходимо предоставить возможность выбора содержания, форм и методов обучения.
Индивидуализация обучения должна основываться на структуре учебного материала, которая предполагает инвариантное "ядро" и вариативную оболочку для индивидуального изучения.
Обучающие программы по физике должны предлагать выбор направления изучения темы и варьировать уровень сложности учебного материала.
Апробация результатов исследования осуществлялась в процессе обсуждения материалов на семинарских и педагогических советах школ №1 и №4 г. Шадринска. Основные результаты исследования докладывались и обсуждались на научно-методической конференции "Проблемы образования одаренных учащихся" (Екатеринбург 1994 г.), научно-практической конференции "Информатизация образования" (Екатеринбург 1993 г.), научно-практической конференции "Информатизация образования" (Екатеринбург 1994 г.), на научно-методическом семинаре кафедры методики преподавания физики и ТСО при УрГПУ.
Индивидуализация обучения как один из аспектов гуманизации образования
Школьная практика ориентирует в основном на включение молодежи в социальную жизнь в репродуктивном статусе, т.е. готовит к выполнению заданных функций, воспроизводит исполнителей по принципу "ты должен", а не "ты можешь"; не проводит учащихся через ситуации жизненного, нравственного и профессионального самоопределения; представляет собой набор стандартных мероприятий, способов их проведения, отчуждающих личность ребенка от воспитательного процесса [14].
Член коллектива, не думающий и не поступающий как все, нередко становился объектом презрения и насмешек. Потребность в признании ставила личность в зависимость от коллектива, побуждала пренебречь своей индивидуальностью и искать целесообразные способы самозащиты.
Попытки насильственного формирования личности по заданному эталону, авторитарные методы в педагогике, не поддержание, а иногда и подавление проявления склонности учеников к области науки или учебного предмета, не вписывающейся в рамки школьной программы, приводило к снижению интереса школьников к учебе, нежеланию воспринимать предъявляемый учебный материал. Для устранения противоречий между авторитарными методами и уровнем проявления интереса обучаемых к восприятию учебного материала в педагогике было разработано направление, известное как гуманизация школьного образования. Разработка проблемы индивидуализации обучения в условиях классно-урочной системы организации учебного процесса осуществлялась нами в рамках именно этого направления.
Требование учитывать индивидуальные особенности ребенка в процессе обучения - очень давняя традиция. Необходимость этого очевидна, ведь учащиеся по разным показателям в значительной мере отличаются друг от друга. Еще Ян Амос Коменский считал, что изучение способностей ученика к познанию и изыскание способов обучения, соответствующих этим способностям и тем знаниям, которыми предстоит овладеть учащимся, является предметом дидактики [66]. Это требование находит отражение в педагогической теории под названием принципа индивидуального подхода, который рассматривался в работах А.А.Бударного, К.М.Гуревича, А.А.Кирсанова, Н.С.Пурышевой, И.Э.Унт. Однако его реализация в разное время осуществлялась в разной мере и различными приемами.
Следует различать понятия "индивидуализация обучения", "дифференциация обучения", "индивидуальное обучение", дифференцированное обучение", "индивидуальный подход" и "дифференцированный подход".
Под индивидуализацией обучения /фр. individualisation -неделимое/ - будем понимать организацию учебного процесса с учетом индивидуальных особенностей учащихся, позволяющую создать оптимальные условия для реализации потенциальных возможностей каждого ученика. Индивидуализация обучения осуществляется в условиях коллективной учебной работы в рамках общих задач и содержания обучения. Индивидуализация обучения направлена на преодоление несоответствия между уровнем учебной деятельности, который задают программы, и реальными возможностями каждого ученика [113].
Иными словами индивидуализация обучения - это особая форма организации учебного процесса в условиях классно-урочной системы, предусматривающая выбор методов, способов, приемов и средств обучения физике в соответствии с индивидуальными особенностями учащихся. Индивидуализация здесь вовсе не предполагает обязательного учета особенностей каждого ученика, чаще всего исследователи ограничиваются учетом групп учащихся, сходных по какому-либо комплексу качеств [15; 111; 61].
Индивидуализация - это не только выделение индивида из общности, но и интеграция, включение его в систему общих связей и отношений, которые составляют содержательную основу его индивидуального бытия. Только в результате осознания своего места в обществе и своих взаимоотношений с другими людьми человек приходит к осознанию своей индивидуальности.
Индивидуализация обучения в общеобразовательной школе проводится в условиях коллективной учебной работы с классом и в рамках общих задач и содержания обучения: все учащиеся должны овладеть знаниями, умениями и навыками, предусмотренными учебными программами [9; 27; 111].
Проектирование обучающих программ по физике
Сейчас большинство компьютерных обучающих программ (КОП) создается на основе индивидуального опыта программистов. Однако для успешного создания программных пакетов по учебным предметам необходимо сотрудничество педагогов, психологов и программистов; нужны четко сформулированные требования к КОП. В работах ряда исследователей: В.П. Беспалько, Н.Ф. Талызиной, Е.И. Машбиц мы находим такие требования, представленные на различных уровнях: методологическом, дидактическом, психологическом, техническом и др.
Обратимся к некоторым требованиям, предъявляемым к структуре КОП. Программы обучающего типа состоят из трех основных структурных компонентов: ориентировочного, исполнительного и контрольно-корректировочного .
Ориентировочная часть содержит различные справочные сведения, необходимые для успешной работы с программой. Сюда входит титульный лист, формулировка цели выполняемого задания, описание задания, правила работы с программой и другой справочный материал.
Реализация ориентировочной части урока в традиционной методике очень разнообразна и по способам, и по набору используемых технических средств. Как правило, она реализуется в диалоге учителя с учениками. Поэтому при разработке этой части КОП необходимо особое внимание уделить выразительности, доступности ориентировки, ее наглядности и целенаправленности. Ориентировка должна быть воспринята учеником с первого обращения. От этого зависит в дальнейшем успешность его работы с программой [91].
Важнейшим техническим элементом любой обучающей программы является инструкция по управлению компьютером при выполнении задания. Она должна четко и ясно объяснять, какие клавиши используются для выполнения заданий. Такие инструкции содержатся во многих, но не во всех программах. Иногда автор помещает их не в текст программы, а печатает в соответствующей методической литературе. И поскольку такая литература, как правило, есть только у учителя, ученик сталкивается с дополнительными трудностями при управлении компьютером. Лучшим вариантом решения данной проблемы является возможность вывода необходимых инструкций в любом месте программы, при любом действии.
Исполнительная часть призвана организовывать исполнительную деятельность учащихся: решение задач, построение графиков, проведение опытов, моделирование.
Традиционно исполнительная часть реализуется в рамках репродуктивной деятельности учащихся, реже - проблемным путем. Основные усилия учитель тратит на то, чтобы организовать продуктивную работу каждого ученика. Однако это трудно реализовать в виду разных психофизиологических особенностей учащихся. В полной мере активное исполнение работы имеет место при выполнении физического эксперимента, доля которого в обучении физике не так уж велика. Поэтому в КОП должны максимально использоваться такие возможности ЭВМ, как организация индивидуального диалога компьютера с учеником, гибкое приспособление учебного процесса к его особенностям -т.е. то, что можно определить как функции интеллектуального партнера [86, 91,106].
Организация педагогического эксперимента
Разработка методики использования ЭВМ для индивидуализации обучения физике была осуществлена в ходе специально организованного эксперимента. Основная цель эксперимента заключалась в практической проверке научной гипотезы исследования и отработке методики использовании ЭВМ для индивидуализации обучения физике. Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи педагогического эксперимента:
1. Изучение состояния проблемы индивидуализации обучения в условиях коллективного обучения.
2. Определение влияния индивидуализации обучения физике с помощью ЭВМ на уровень восприятия учебного материала и на качество знаний по физике в целом.
2. Экспериментальная проверка целесообразности применения предложенной модели обучения путем:
- сопоставления качества знаний, умений и навыков учащихся по физике в экспериментальных и контрольных группах;
- выявления готовности школьников к целенаправленной работе с вычислительной техникой;
- установления положительной динамики проявления и развития познавательных интересов учащихся экспериментальных групп.
Организуя педагогический эксперимент, исследователь встречается с рядом затруднений, основным из них является наличие слишком большого числа факторов, воздействующих на определенную социально-педагогическую ситуацию, которые нельзя охватить контролем. Поэтому исследователи чаще всего вынуждены ограничивать число переменных до нескольких самых важных, допуская, что остальные не имеют определяющего значения.
При подготовке и проведении педэксперимента мы придерживались следующих условий:
1. Эксперимент не должен приносить никакого вреда участникам эксперимента ни прямо, ни косвенно.
2. Ученики не должны знать, что проводимые занятия являются экспериментом. Когда люди знают, что над ними производится эксперимент, они ведут себя неестественно, а сознательное введение людей в заблуждение, когда действительная цель эксперимента скрываемся, является сложной проблемой научной этики.
3. Чтобы достаточно глубоко проконтролировать изменяемый фактор, исследуемая общность не должна быть слишком большой, а, следовательно, экспериментирование возможно лишь на относительно малых группах. Правда, если малая группа хорошо подобрана и является типичной, то эксперимент может дать основания для обобщения и предложений [43].
Для получения более достоверного результата эксперимента иногда применяют метод уравнивания групп. Однако применение этого метода возможно лишь в том случае, если исследователь не обязан иметь дело с уже готовыми коллективами, а может их сформировать по своему усмотрению [27].
Однако как ни уравновешивать группы испытуемых, индивидуальные особенности учащихся столь различны, что всегда остается сомнение, не объясняются ли полученные результаты не столько влиянием примененных методов обучения, сколько этими особенностями учащихся. Для проверки такого предположения и получения более обоснованного вывода возможно применение приема "перекреста" [58].
В основе статистических закономерностей лежит закон больших чисел. Из-за большой изменчивости педагогических явлений закономерности, присущие им, выявляются только в массе, в большой совокупности факторов и случаев, где случайные колебания взаимно поглощаются и на первый план выступают ведущие общие законы.
