Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. ПСИХОЛОГО-ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЗВИТИЯ СПОСОБНОСТЕЙ УЧАЩИХСЯ МЛАДШЕГО ПОДРОСТКОВОГО ВОЗРАСТА НА БАЗЕ ПРЕДМЕТА ИНФОРМАТИКА 14
1.1. Возрастные особенности развития школьников младшего подросткового возраста 14
1.2. Анализ направлений развития учащихся младшего подросткового возраста 22
1.3. Возможности развития интеллектуальных и коммуникативных способностей на уроках информатики 36
1.4. Теоретические основы построения методики обучения информатике 47
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 1 59
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ УЧАЩИХСЯ МЛАДШЕГО ПОДРОСТКОВОГО ВОЗРАСТА ПРИ ОБУЧЕНИИ РАЗДЕЛУ ИНФОРМАТИКИ "АЛГОРИТМЫ" 62
2.1. Обоснование отбора содержания раздела "Алгоритмы". .. 62
2.1.1. Отбор инвариантного содержания раздела "АЛГОРИТМЫ" 62
2.1.2. Вариативная составляющая содержания раздела "АЛГОРИТМЫ" 67
2.1.3. Логика последовательности предъявления изучаемого материала 71
2.2. Обоснование выбора инструментария для реализации алгоритмов 74
2.3. Технология обучения разделу "Алгоритмы" 78
2.3.1. Отбор методов передачи знаний 78
2.3.1. Отбор методов передачи знаний 78
2.3.2. Приемы стимулирования познавательной деятельности 89
2. 3.3. Формы организации учебной деятельности 93
2. 3.4. Средства предъявления материала 95
2.4. Теоретическое обоснование отбора комплекса развивающих задач 97
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 2 114
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЮ СРЕДСТВ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ 118
3.1. Отбор содержания раздела "Телекоммуникации" для обучения школьников младшего подросткового возраста. ..118
3.2. Анализ опыта использования телекоммуникаций в школьном образовании 128
3.3. Методика обучения разделу "Телекоммуникации" учащихся младшего подросткового возраста на уроках информатики. 135
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 3 148
ГЛАВА 4. ОРГАНИЗАЦИЯ И ПРОВЕДЕНИЕ ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА 149
4.1. Основные задачи и этапы педагогического эксперимента.. 149
4.2. Определение эффективности методики в ходе педагогического эксперимента 164
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 4 174
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 176
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ. 179
- Возрастные особенности развития школьников младшего подросткового возраста
- Обоснование отбора содержания раздела "Алгоритмы".
- Отбор содержания раздела "Телекоммуникации" для обучения школьников младшего подросткового возраста.
Введение к работе
В настоящее время существенно ускорился процесс информатизации общества, что приводит к серьезным изменениям во всех областях жизни человека. Производство и потребление знания приобретают все большую значимость. Для успешного развития современного общества необходим высокий уровень образования, предполагающий формирование нового типа мышления. Он характеризуется открытостью и гибкостью по отношению к новому, рефлексивностью и критичностью, умением видеть объекты всесторонне во взаимосвязи с окружающим миром, способностью находить варианты решения проблем. Основы мышления формируются в детстве, и значительную роль здесь играет процесс обучения в школе.
В связи с этим на современном этапе меняются задачи школьного образования. Оно уже не может сводиться только к передаче и усвоению знания, приобретению необходимых умений и навыков. Перед школьным образованием стоит задача воспитания грамотного, продуктивно мыслящего человека, владеющего системой знаний и развитыми интеллектуальными способностями, позволяющими ему самостоятельно повышать уровень образования на протяжении последующей жизни.
Успешность усвоения требуемого объема информации ограничивается временем, в связи с чем необходимо находить и реализовывать потенциальные возможности оптимизации школьного процесса обучения: интеграцию дисциплин, применение новых методов обучения, активизирующих познавательную деятельность учащихся, развивающих их интеллектуальные способности и коммуникативность, необходимые для успешного процесса познания.
Развитию потенциальных способностей школьников следует уде-
- 5 -лять внимание уже с младшего возраста, который характеризуется неравномерным развитием организма, в том числе функций мышления. Анализ психологической, педагогической и методической литературы показал, что отечественные и зарубежные ученые и педагоги Л.В.Выготский, П.Я.Гальперин, Н.Ф.Талызина, В.В.Давыдов, Д. Б. Эльконин, Л.В.Занков, Ш.А.Амонашвилли, П.Массен, Дж.Конджер, Дж.Каган, А.Хьюстон, Ж.Пиаже уделяют большое внимание вопросам развития интеллектуальных способностей [ 1, 17-20, 21-23, 45, 46, 59, 95, 115, 116, 117, 110].
Проблемы развития образного мышления подробно отражены в исследованиях И. С.Якиманской, Б.Ф.Ломова, С.Л.Рубинштейна [ 104, 115, 116, 118, 119, 123, 124, 151, 152].
Важный вклад в исследование влияния общения на продуктивное мышление и его взаимосвязи с развитием познавательной активности и интеллекта был внесен С.Л.Рубинштейном, А.М.Матюшкиным, А.Б.Брушлинским [13, 14, 97, 98].
Развитие мышления учащихся недостаточно сводить только к активизации его отдельных составляющих, поскольку оно представляет собой их единую совокупность.
Невозможно рассматривать интеллектуальные способности в отрыве от общения и активного отношения к окружающему миру, так как они являются отражением взаимодействия с ним.
Рядом психологов интеллект определяется как " совокупность всех познавательных функций индивида: от ощущений и восприятия до мышления и воображения", "способность к активному овладению закономерностями окружающей нас действительности".
Значительную роль в развитии интеллекта и подготовке учащихся к жизни в информационном обществе должны играть уроки информатики. Большой вклад в теорию и практику информатизации сферы об-
разования был внесен отечественными учеными Г.Ф. Бордовским, Б.С.Гершуньским, А.П.Ершовым, В. А.Извозчиковым, Э.И.Кузнецовым, В.В.Лаптевым, М.И.Лапчиком, Е.И.Машбицем, Н.В.Макаровой, В.Г.Разумовским, И.А.Румянцевым [11, 25, 26, 51-53, 65, 68, 74, 75, 81,
82, 99, 54, ИЗ, 125, 126 ].
Такие ученые как В.А.Белошапка, В.В.Лаптев, Н.В.Макарова, В.М.Монахов, М.В.Швецкий рассматривали в своих работах дидактические и методические аспекты информатизации образования [5-8,
83, 85, 92, 93, 1013.
Проблема использования телекоммуникаций в образовании отражена в исследованиях А.Ю.Уварова, С.А.Христочевского [136, 137, 146].
Проблема развития способностей учащихся с позиций компьютерного обучения исследовалась в работах С.Пейперта, С.И.Горлицкой [ 107, 20-30 ].
Анализ отечественных и зарубежных публикаций по проблеме обучения информатике подтверждает необходимость развития интеллектуальных и коммуникативных способностей в младшем подростковом возрасте.
Принимая во внимание задачи, поставленные обществом перед школьным образованием на этапе его информатизации, педагогическая задача поиска новых путей развития интеллекта и коммуникативности, способствующих успешному существованию в информатизированном обществе, представляется актуальной.
Объектом исследования является процесс обучения информатике учащихся в школе.
Предметом исследования является учебный процесс и методика развития интеллектуальных и коммуникативных способностей учащихся при обучении информатике в младшем подростковом возрасте.
Цель исследования заключается в разработке и обосновании методики обучения разделам информатики " Алгоритмы " и "Телекоммуникации" в 5 - 6 классах, которая обеспечит развитие интеллектуальных и коммуникативных способностей.
Гипотеза исследования. Если процесс обучения информатике школьников 5-6 классов конструировать на базе разделов "Алгоритмы" с реализацией их в разных компьютерных средах при использовании специально разработанного комплекса задач и "Телекоммуникации" при последующем регулярном применении средств телекоммуникаций в обучении, то повысится уровень развития интеллектуальных и коммуникативных способностей школьников, активизируется их познавательная деятельность, и, как следствие, возрастет эффективность обучения.
В соответствии с выдвинутой гипотезой и целью были поставлены следующие задачи:
Провести анализ отечественной и зарубежной психолого-педагогической, научной, методической литературы по теме диссертации и обосновать роль разделов информатики "Алгоритмы" и "Телекоммуникации" в развитии интеллектуальных и коммуникативных способностей учащихся.
Определить дидактические условия развивающего обучения на уроках информатики и возможные пути их реализации.
Разработать комплекс задач по разделу "Алгоритмы" для исследуемого возраста с целью активизации развития функций мышления.
Предложить методику обучения разделам "Алгоритмы" и "Телекоммуникации" с целью развития интеллектуальных и коммуникативных способностей учащихся.
Осуществить экспериментальную проверку разработанной ме-
тодики.
Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:
Анализ зарубежной и отечественной научно-методической и психолого-педагогической литературы с целью выявления основных возможных тенденций развития интеллекта и коммуникативности учащихся.
Изучение литературы с целью выявления возможности обучения разделу "Телекоммуникации" учащихся младшего подросткового возраста.
Изучение и обобщение педагогического опыта: анализ школьных программ, изучение и обобщение зарубежного опыта информатизации сферы образования.
Интервьюирование преподавателей школ с целью подтверждения гипотезы исследования.
Педагогические наблюдения, беседы, анкетирование учащихся в процессе использования разработанной методики обучения.
Выделение основных факторов, влияющих на уровень развития интеллектуальных способностей и коммуникативности.
Анализ результатов тестирования и контрольных работ в экспериментальных и контрольных группах для определения эффективности предлагаемой методики.
Методы математической статистики для определения достоверности полученных в педагогическом эксперименте результатов.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечивается построением основных положений и выводов на достижениях педагогической, психологической и методической наук, соответствием используемых методов целям и задачам исследования.
Логика исследования:
Общее ознакомление с проблемой исследования. Анализ педагогической и методической литературы.
Изучение передового педагогического опыта по проблеме развития учащихся младшего подросткового возраста; анализ составляющих интеллектуальной и познавательной деятельности учащихся и их особенности в период младшего подросткового возраста.
Формирование цели и разработка гипотезы исследования. Поиск методов исследования.
Определение роли и места разделов "Алгоритмы" и "Телекоммуникации" на начальном этапе обучения информатике и выявление их внутрипредметных и межпредметных связей. Отбор программных сред для решения практических вопросов данных разделов.
Разработка методики начального обучения информатике с целью развития интеллектуальных и коммуникативных способностей.
Разработка комплекса практических задач раздела "Алгоритмы", который будет способствовать развитию интеллектуальных способностей.
Выявление дидактических условий использования телекоммуникаций как средства активизации коммуникативных качеств личности, продуктивной деятельности и интеллектуальных способностей.
Отбор содержания и разработка методики обучения разделу "Телекоммуникации".
Внедрение разработанной методики в учебный процесс начального обучения информатике в 5 - 6 классах.
10. Осуществление экспериментальной проверки эффективности
разработанной методики.
Научная новизна исследования состоит в том, что: - выявлены и обоснованы педагогические средства, стимулирующие развитие интеллектуальных и коммуникативных способностей уча-
- 10 -щихся младшего подросткового возраста;
предложены основополагающие идеи обучения разделу "Телекоммуникации" в младшем подростковом возрасте;
предложена методика развития интеллектуальных и коммуникативных способностей учащихся младшего подросткового возраста на уроках информатики на базе разделов "Алгоритмы" и "Телекоммуникации".
Теоретическая значимость состоит в том, что для построения методики развития интеллектуальных и коммуникативных способностей младших подростков при обучении информатике:
обоснована и доказана необходимость выделения в содержании обучения инвариантной и вариативных составляющих;
предложена и обоснована целесообразность конструирования поэтапного обучения информатике младших подростков на базе разделов "Алгоритмы" и "Телекоммуникации";
разработан комплекс задач, направленный на развитие интеллектуальных способностей школьников;
обоснована и сконструирована система приемов обучения использованию средств телекоммуникаций и применению их для совместной продуктивной деятельности учащихся.
Практическая значимость исследования заключается в том, что разработана и доведена до практической реализации методика начального обучения информатике в младшем подростковом возрасте, базирующаяся на разделах "Алгоритмы" и "Телекоммуникации", которая позволяет повысить уровень развития интеллектуальных и коммуникативных способностей младших подростков.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Развитие интеллектуальных способностей в младшем подростковом возрасте на уроках информатики обеспечивается при обучении
Возрастные особенности развития школьников младшего подросткового возраста
Для рассмотрения особенностей развития учащихся, являющихся младшими подростками, требуется определение возрастных рубежей и границ. Одни исследователи считают нижней границей подросткового периода 11 лет, другие - 12 лет, третьи - 10 лет [17, 45, 133, 142, 152]. Это свидетельствует о том, что признаки подросткового периода проявляются уже с десяти лет. Мы будем считать, что младший подростковый возраст - с 10 до 12 лет (5-6 классы).
Подростковый период сопровождается сложными физиологическими и психологическими процессами. Его особенности определяются совокупностью многих условий, таких как система предъявляемых требований, отношения с окружающими, тип знаний и деятельности, особенности физического развития, среда, в которой находится ребенок, уровень развития его знаний и способностей к выполнению мыслительных операций и т.д.
В этот период меняется отношение ребенка к себе и окружающему миру. Происходит неравномерное развитие организма по всем параметрам [17, 45], а именно:
- отношению к школе, учению и их месту в его жизни;
- уровню сформированности учебной деятельности от очень высокого, с переходом к самостоятельной работе по усвоению материала, до почти полного отсутствия умений самостоятельно работать при выполнении заданий;
- общему развитию - от очень высокого, характеризующегося осведомленностью в самых разных областях, до чрезвычайно ограниченного;
- интересам - от четко установившихся в определенной области (техники, истории, искусства и др.) до полного отсутствия познавательных интересов.
Эти различия обусловлены не только разной средой развития и воспитания ребенка, но и спецификой исследуемого возраста. Без знания "закономерностей развития ребенка в онтогенезе, противоречий, составляющих движущую силу этого развития, невозможно выявить психические особенности подростка, а тем самым выработать рекомендации к его воспитанию" [142, с. 29].
Важным представляется рассмотрение ведущих типов деятельности, характерных для подросткового периода. В развитии младших школьников ведущее значение имеет учебная деятельность [45, 46]. Несмотря на это, ряд исследователей указывает на поразительно плохую школьную успеваемость, которая отмечена в 5 классе даже у хороших учеников [1, 20]. Это объясняется тем, что в этот период изменяется установка от наглядности и знания в познавательной деятельности к пониманию и дедукции [20, с. 28], что влечет за собой проблемы.
Учащиеся еще не владеют формальными операциями и не осознают полностью собственные процессы мышления [ 95 ],
Новые, объективно самые трудные, предметы предъявляют новые требования к способам усвоения знаний и направлены на развитие интеллекта более высокого уровня - теоретического, формального, рефлексивного мышления. Такое мышление начинает развиваться в младшем ПОДРОСТКОВОМ возрасте. Для овладения им характерно осознание интеллектуальных операций и управление ими [45, 46, 130].
Общая картина интеллектуального развития учащихся, достигающих младшего подросткового возраста представляется следующим образом.
Дети уже владеют операциями анализа, синтеза, но имеются проблемы при произведении операции сравнения. Школьники разного возраста либо не владеют умением сравнивать, либо не овладевают им практически, либо не осознают его. Причина в том, что наиболее яркие, бросающиеся в глаза признаки, привлекают их внимание больше, чем скрытые, но подчас важные. Они не всегда могут выделить основание для проведения сравнения, и от этого их способность к классификации затруднена.
Увеличиваются возможности памяти: растет объем информации, с которой ребенок готов работать и скорость извлечения ее из памяти [95, 128].
Обоснование отбора содержания раздела "Алгоритмы".
Содержание обучения предметной области должно обеспечивать приобретение знаний, умений и навыков, отвечать единым требованиям для всех учащихся. В силу интегративного характера и возможности индивидуального подхода обучение информатике может объединять работу с несколькими предметными областями на одном уроке. Это является шагом к оптимизации всего учебного процесса. В соответствии с этим и согласно перечисленным выше дидактическими принципам обучения, сформулированными в 1.4, мы предлагаем рассматривать содержание в виде инвариантной и вариативной составляющих. (См. рисунок 2.1). Такой подход реализует принципы межпредметной связи и индивидуального подхода и оставляет за учителем и учащимися возможность выбора.
Отбор инвариантного содержания раздела "Алгоритмы"
Инвариантное ядро представляет собой набор понятий, практических заданий и планируемых способов деятельности, обеспечивающих приобретение и закрепление знаний, умений и навыков, которые должны реализовывать цели курса информатики и отвечать набору общих требований, предъявляемых к обучаемым. Важнейшими темами изучения школьной информатики являются такие, как: создание алгоритмов, работа с базовым программным обеспечением ЭВМ, изучение технологий обработки текстов, графики, звука, знакомство с электронными таблицами, базами данных, моделирование на компьютере, использование средств телекоммуникации и др.
Раздел "Алгоритмы" является одним из основополагающих в изучении информатики. Предметом его изучения являются понятия, связанные с алгоритмическими конструкциями, а также освоение и последующая реализация алгоритмических процессов в компьютерных средах.
Поэтому при отборе содержания раздела "Алгоритмы" для начального изучения информатики в 5-6 классах нужно учитывать возможность пропедевтики понятий и навыков, необходимых впоследствии для освоения базового ядра знаний по основам этого предмета.
При организации обучающего процесса необходимо помнить, что усвоение знаний происходит в единстве с усвоением способов действия с ними [17, 1293. Теория поэтапного формирования понятий полностью представляет закономерности их усвоения [23]. При отборе содержания следует учитывать необходимость формирования разных видов познавательной деятельности. Талызина Н.Ф. [129, с. 52] отмечает, что "при изучении любого предмета надо заботиться не о количестве изученных фактов и не о количестве выработанных навыков, а формировании основных обобщающих видов познавательной деятельности - логических и специфических".
Практические задания инвариантной составляющей предназначаются для применения теоретических знаний, выполняют роль объяснения, закрепления, постановки проблемы. Кроме того, они должны развивать мышление учащихся.
Мы рассматриваем начальный процесс обучения информатике, содержание которого должно быть представлено основными понятиями, такими как "информация", "типы данных", "исполнитель", "система команд исполнителя", необходимыми для понимания алгоритмических процессов.
Отбор содержания раздела "Телекоммуникации" для обучения школьников младшего подросткового возраста.
В связи с информатизацией общества и возрастающей интеграцией знаний в глобальных масштабах ученые отмечают возрастание потоков информации, ориентироваться в которых становится все труднее [137].
Объем необходимых знаний и количество школьных предметов возрастает с каждым годом. Школьник, на которого обрушивается этот огромный поток информации, не может усваивать большой объем знаний при существующих способах обучения. Эта проблема порождает такие негативные явления, как болезни, перегрузки, стрессы учащихся. Поэтому необходимо искать эффективные способы обучения, которые помогли бы разрешить это противоречие в системе образования.
Перспективными для обучения являются технологии использования глобальных сетей, образовательный потенциал которых трудно переоценить. Пока еще эта сфера компьютерных технологий находится в стадии бурного развития, однако телекоммуникации уже широко применяют в разных областях жизни человека, в том числе в образовании.
Существует опыт передачи знаний посредством телекоммуникаций такими способами, как: дистантное проведение уроков, пересылка информации по разделам дисциплин, демонстрация образовательных ресурсов в сети в виде www-страниц, книг, телеконференции на образовательные темы, образовательные контакты. Пока еще реализация интерактивного обучения в глобальных сетях находится на начальной
-стадии становления, но сами новые информационные технологии развиваются ускоренными темпами, связанными с пониманием перспективы этого направления. Кроме образовательной ценности телекоммуникационное общение оказывает существенное влияние на развитие личности и коммуникативных способностей.
Тенденция развития информационного пространства связана с глобализацией взаимоотношений в мировом масштабе, которая ведет к соединению ресурсов, взаимному обогащению идеями. Способы накопления, передачи, обработки информации в связи с этим имеют тенденцию к стандартизации.
Мировые информационные ресурсы становятся все более значимыми в жизни современного общества. Они сосредоточены на информационных серверах в виде файлов, гипертекстовых документов и отыскиваются пользователем с помощью поисковых систем по его запросам. Немаловажное значение в процессе поиска информации и ее использования имеют контакты между пользователями посредством электронной почты, без которых немыслима деятельность в информационных сетях. Они предоставляют пользователям возможность найти единомышленников, занимающихся теми же проблемами, получить ответы на важные вопросы, пройти обучение по курсам на дистанции, найти общение по интересам, проявить себя и продемонстрировать свои достижения. Невозможно представить себе будущее без таких контактов, стирающих временные и пространственные границы.
Для того, чтобы успешно выходить на общение в мировом пространстве, необходимо обладать достаточно развитой коммуникативной культурой.
Поэтому необходимо готовить учащихся уже в школе к эффективному использованию информационного пространства и развивать в них коммуникативную культуру, а также формировать навыки использова -ния новых информационных технологий в различных сферах.
А.Ю.Уваров [ 137 ] указывает на важность владения навыками работы с программным обеспечением разного типа. Учащиеся должны осваивать технику поиска данных из различных источников, представлять возможные способы организации данных и области поиска, уметь пользоваться ключевыми словами, кодами и различными дескрипторами. Они должны понимать, что информационный ресурс представляет реальную ценность лишь в том случае, если к нему соответствующим образом организован доступ.
В последнее время наглядно-образное представление информации становится главным средством ее передачи в сетях. Умение использовать текстовые редакторы, анализировать и отбирать нужную информацию, наглядно представлять ее и организовывать в архивы становится необходимыми любому человеку.
Из вышесказанного следует, что одним из важнейших направлений развития образования должно стать постоянное использование компьютерных телекоммуникационных средств в учебном процессе. Учащиеся должны ознакомиться с ними как можно раньше и в процессе всего школьного периода использовать их технологии в изучении вопросов, относящихся к различным сферам образования, и общении. По своей сущности телекоммуникации являются средством, интегрирующими разные области знаний и применения практических навыков информатики.
Каковы же составляющие телекоммуникационной культуры Это совокупность понятий о технической базе, о необходимом программном обеспечении, о глобальных информационных ресурсах и о принципах общения людей в мировом информационном пространстве, умение и привычка их использования, а также такие навыки, как: - формулирование идей;
- запись мыслей нужным способом;
- подготовка информации в компьютерной среде;
- обработка, передача информации на расстояние.
Мы предлагаем телекоммуникационую культуру ребенка развивать уже с 5 - 6 -го класса. Только в этом случае выпускники школы будут умело использовать телекоммуникационные технологии и обладать развитыми коммуникативными способностями. Кроме того, они научатся на жизненном опыте применять все навыки, полученные на уроках информатики.
Для использования информационного пространства необходимо получить какой-либо из типов доступа к нему по телекоммуникационным сетям. Типы доступа различаются интерфейсом, возможностями работы On-line (в режиме связи) или Off-line ( в режиме подготовки к связи). Для работы с телекоммуникационными программными средами, обеспечивающими различные типы доступа к ресурсам Internet, нужна разная подготовка. Интерактивные графические среды, обеспечивающие просмотр информации в сети On-Line, требуют сформированных понятий о файловой системе, навыков и опыта работы с меню, файлами.
