Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. ПОНЯТИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ СРЕДЫ ОБУЧЕНИЯ 17
1. Различные формы представления знания как основа моделирования обучения математике 25
1. 1. Использование аналогов (образов, физических моделей) 26
1. 2. Операционное представление знаний 29
1. 3. Инструментальная форма представления знания 33
1. 4. Представление знания внутрипредметными связями 37
1. 5. Визуальное представление знаний 40
1. 6. Задачи и их решения 46
1.7. Вербальное представление знаний 48
Выводы к 1 52
2. Функции информационных сред 54
2.1. Моделирование, структурирование и сохранение метод, опыта... 58
2. 2. Передача методического опыта 61
2. 3. Технологизация учебного процесса 64
2. 4. Обеспечение познавательной свободы и развития обучаемого 71
2.5. Социализация практического мышления ученика 76
Выводы к 2 81
3. Классификация обучающих сред 83
3.1. Структурирование обучающих сред 88
3.2. Особенности информационных сред для разных видов обучения 99
3. 3. Роль информационной среды в обеспечении свободы развития
обучаемого 106
Выводы к 3 108
ГЛАВА II. КОНСТРУИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ СРЕД 110
1. Обзор концепций использования компьютера в обучении 113
2. Моделирование традиционных сред обучения математике 117
3. Конструирование информационной среды обучения математике 124
4. Использование специфических возможностей компьютера 143
5. Перенос предметной среды 150
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ II 163
ГЛАВА III ПРОЦЕСС ОБУЧЕНИЯ МАТЕМАТИКЕ В ИНФОРМАЦИОННОЙ СРЕДЕ 165
1. Анализ взаимодействия ученика с традиционными дидактическими средствами 165
1.1. Дидактическое окружение ученика 166
1. 2. Влияние парадигмы обучения на взаимодействие учителя и ученика в традиционной среде обучения 177
2. Использование компьютерных моделей среды в обучении математике
2.1. Взаимодействие ученика со средой «Базы данных» 184
2. 2. Взаимодействие ученика с имитационными моделями 191
2. 3. Взаимодействие ученика с моделирующими программами 200
2. 4. Компьютерный инструментарий 204
2. 5. Взаимодействие ученика со средой типа «микромир» 206
2. 6. Взаимодействие ученика с экспертной системой 213
2. 7. Взаимодействие ученика с диагностическими программами,
тренажерами, электронными учебниками 221
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ III 225
ГЛАВА IV. ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ 227
1. Преподавание математики в школе 228
2. Преподавание математики в вузе 241
3. Пропедевтика математики в начальной школе 263
4. Преподавание информатики в школе (предметный аспект) 267
5. Электронное издание учебных материалов 276
6. Индивидуальное и дистанционное обучение 290
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ IY 309
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 311
БИБЛИОГРАФИЯ 317
ПРИЛОЖЕНИЯ 337
- Использование аналогов (образов, физических моделей)
- Обзор концепций использования компьютера в обучении
- Дидактическое окружение ученика
Введение к работе
Причинами, побудившими провести данное исследования стали следующие противоречия, возникшие в течение последних 10-15 лет и постепенно все более ясно проявляющиеся в системе образования в целом и в преподавании математики в частности.
Новые целевые установки в системе образования приоритетом делают человеческую личность. На первое место выходят факторы, связанные с развитием интеллекта обучаемого - продуктивной составляющей обучения математике. Методы продуктивного обучения математике требуют для своей реализации гораздо больше ресурсов, чем методы репродуктивного обучения. Они нетехнологичны. На практике преподаватели их используют крайне мало. Таким образом, имеет место противоречие между общими целями образования и существующими средствами достижения этих целей.
Развитие математического обеспечения компьютера привело к обесцениванию ряда практических умений и навыков, традиционно относимых к результатам обучения математике. В то же время на этих умениях и навыках построены существующие методы обучения математике. Таким образом, налицо противоречие между одной из важнейших целей обучения математике - передачей математической культуры - и меняющейся средой процесса обучения математике.
Быстрая информатизация общества привела к тому, что все большая доля населения работает с информационными технологиями. Возникла новая сфера деятельности - работа с компьютерными инстументами, -которые моделируют практически любую предметную область. Молодые люди зачастую обучаются профессиональным знаниям, минуя учителя, непосредственно общаясь с профессиональной предметной средой. В то же время в условиях классного обучения ученики практически лишены возможности быть инициаторами процесса обучения. Постепенно сформировалось противоречие между мотивацией обучаемых, владеющих общими приемами общения с информационной средой, и предлагаемыми им методами обучения в школе.
Развитие информационных технологий вызвало изменения и в сфере сохранения и передачи социального опыта. Появилась новая форма носителей общественно-значимого опыта: программное обеспечения данной области деятельности. Такое представление сохраняет опыт в естественной операционной форме и в естественной содержательной среде. В неменьшей мере это относится и к областям деятельности, связанным с обучением. Несомненно, что передача педагогического опыта - задача огромной важности. Ее решение связано с преодолением барьера субъективности и нетехнологичности. В то же время внимания аспекту технологичности в передаче методического опыта уделяется недостаточно. Таким образом, сложилось противоречие между формами сохранения и передачи методического и педагогического опыта и теми возможностями, которые дают новые информационные технологии.
Использование информационных технологий в процессе обучения порождает еще одно противоричие. Традиционно у преподавателя всегда имелись достаточно ограниченные дидактические средства для поддержки учебного процесса, которые преподаватель создавал и подбирал "под себя", тем самым инициируя учеников подстраиваться под эту систему. Возможность перенесения опыта в операционной форме позволяет моделировать работу различных преподавателей, реализовывать различные установки преподавателя. Возникает противоречие между обилием педагогических возможностей и отсутствием как опыта, так и теоретических осмыслений этой ситуации.
Перечисленные противоречия были выделены на основе полученных эмпирических данных о результативности процесса обучения математике, изучения практики использования компьютерных технологий в процессе обучения, теоретического анализа разнообразных литературных источников (монографий, статей, учебных пособий, документов). Важность выделенных противоречий определяется тем, что острота их продолжает расти.
Методологическая основа исследования
Источниками исследования служат работы в области науковедения и педагогики, посвященные системному подходу и моделированию как методу научного исследования в сфере образования; работы ученых методистов-математиков по различным аспектам преподавания математики; работы психологов и философов, раскрывающих психологические особенности взаимодействия обучаемого с инструментом; работы педагогов в области новых информационных технологий.
Другим источником исследования является почти 20-летний собственный опыт педагогической и исследовательской работы в области преподавания математики, из которых около 10 лет посвящено изучению роли компьютера в обучении математике.
Предпосылки исследования
Предпосылками нашего исследования явились как результаты проведенных ранее исследований по проблемам обучения математике в средней школе, так и преобразования, происходящие в сфере использования компьютерных технологий обучения.
Практические предпосылки
К практичеким предпосылкам исследования можно отнести те изменения, которые происходят в общественном сознании и информационной среде человека в связи с широким распространением персональных компьютеров.
Другими практическими предпосылками являются те преобразования, которые связаны с появлением закона об образовании. К ним относится развитие новых форм обучения, таких как индивидуальное и дистанционное обучение. Большое влияние на проведение нашего исследования оказал рост внимания общества к развивающим методам обучения, к так называемому продуктивному обучению.
Научно-теоретические предпосылки
К научно-теоретическим предпосылкам исследования относятся: 1) психологические особенности развития личности в процессе обучения: особенности развивающего обучения (Выготский Л.С., Давыдов В.В., Монтессори М., Пантина Н.С. , Пиаже Ж. и др.), особенности различных видов мышления (Арнхейм Р. и др. - визуальное мышление, Кудрявцев Т.В. и др. - техническое мышление, Адамар Ж. и др. - математическое творчество и др.), особенности формирования новых знаний (Выготский Л.С., Гальперин П.Я. и т. д. ), особенности познавательной деятельности учащихся (Пидкасистый П.И., Тихомиров А.К., Фридман Л.М., Эльконин Д.Б. и др.), разработка технологий личностно-ориентированного обучения (Холодная М.А., Якиманская И.С. и др.);
2) методологические основы обучения математике (Пуанкаре А. -философия математики, Александров А.Д., Глейзер Г.Д., Гусев В.А., Дьедонне Ж. и др. - обучение геометрии, Арнольд В.И., Зельдович Я.Б., Яглом И.М. и др.
- обучение математическому анализу, Колмогоров А.Н. и др. - общие принципы обучения математике и т. д. .);
3) различные подходы к определению методов обучения математике (Башмаков М.И., Крылов А.Н., Фейнман Р. и др. - использование физической интерпретации математического аппарата, Пойа Д., Колягин Ю.М., Крупич В.И. и др. - опора на эвристическую деятельность учащихся, формирование приемов учебной деятельности, Виленкин Н.Я. и др., - управление деятельностью ученика посредством системы задач, Пейперт С. - введение в обучение математике "умных вещей" и т. д.).
4) оснбвные направления развития новых информационных технологий обучения (Леднев B.C., Матросов В.Л., Роберт И.В. и др. - тенденции развития средств обучения, изучение педагогической целесообразности использования программных средств, Извозчиков В.А. и др. моделирование педагогической информационной среды, Монахов В.М. и др.
- технологии проектирования и конструирования учебного процесса,
Ваграменко А.Я. - использование программных средств для аккумулирования педагогического опыта, Пейперт С. и др. - использование предметных микромиров, Спиваковский А. - объектно-ориентированный подход к разработке педагогических программных средств и т. д.).
В течение последних лет, когда работа над теоретической частью исследования была практически закончена, появились монографии по психологическим , методологическим и дидактическим аспектам информационных сред обучения, которые подтвердили актуальность выбранной темы исследования.
Первая из этих работ ( М.А. Холодная. Психология интеллекта: парадоксы исследования) посвящена психологическим аспектам развития интеллекта и психологическим основам конструирования учебной информации. В ней поднимается проблема интеллектоемких технологий преподавания, а интеллект определяется как форма организации ментального (умственного) опыта индивидуума. Реализация интеллектоемких технологий преподавания подразумевает существенно большую индивидуализацию обучения и интеллектуальную свободу обучаемых, чем та, на которой построены методы массового обучения в школе.
Во второй из работ (монография "Информационные технологии в системе непрерывного педагогического образования" под. ред. В.А.Извозчикова) анализируется теоретическая модель педагогической информационной среды университета и выделяется ряд актуальных задач развития образования. Здесь отмечается, что "... мировой опыт компьютерного образования ... показывает, что его научно-обоснованное развитие требует не столько частных методик, сколько понимания общих аспектов обучения, концептуальных подходов в соответствии с информационно-педагогической парадигмой".
В третьей монографии (И.В.Роберт. Современные информационные технологии в образовании: дидактические проблемы; перспективы использования.) дан анализ педагогической целесообразности использования программных средств и систем, типология программных средств учебного назначения. В работе отмечается принципиальная роль информационной среды общества в развитии образования.
Таким образом, можно ..констатировать, что моделирование информационной среды процесса обучения конкретным предметам стало назревшей задачей. Проделанные исследования в этой области относятся либо к психологическим и общеметодологическим аспектам роли информационной среды в обучении, либо носят узко-специальный характер исследования различных информационных технологий обучения математике. Целостного исследования проблемы развития информационной среды обучения математике не проводилось.
Состояние разработанности методологических, теоретических и практических проблем проектирования, разработки и освоения информационной среды обучения математике, отражающей тенденции преобразований в системе образования в целом и общего среднего математического образования в частности, а также потребности общества в новых технологичных путях получения математического образования, реализации индивидуального и дистанционного обучения, свидетельствуют об актуальности нашего исследования на тему "Моделирование информационной среды как технологическая основа обучения математике".
Актуальность исследования подтверждается также и тем, что оно вошло в Комплексную Программу Северо-Западного отделения Российской Академии Образования "Инфомационные технологии и их влияние на развитие личности в процессе обучения" и в Региональную Комплексную программу Российской Академии Образования "Образование и образовательные системы Северо-Запада России".
Объект исследования
Процесс обучения математике в средней общеобразовательной школе и на начальном этапе обучения в вузе.
Предмет исследования
Для целей нашего исследования мы выделяем в процессе обучения математике два аспекта:
- информационную среду процесса обучения математике;
- продуктивный характер обучения.
Под информационной средой мы понимаем систему средств общения с человеческим знанием. Информационная среда служит как для хранения, структурирования и представления информации, составляющей содержание накопленного знания, так и для ее передачи, переработки и обогащения.
Продуктивное обучение в нашей работе рассматривается как личностно-ориентированная педагогическая система, обеспечивающая получение образования на основе последовательности учебных модулей, самостоятельно выбираемых индивидуумом и обеспечивающих рост его общеобразовательной подготовки и культуры, его уверенное вхождение в социум с учетом своих склонностей и особенностей своего развития на основе широкого использования информационных обучающих технологий.
Таким образом, предметом исследования являются информационная среда обучения математике и взаимодействие с ней обучаемого.
Цель исследования состоит в разработке концепции информационной среды процесса обучения математике и в научном обосновании основных направлений развития технологий обучения математике.
Для достижения поставленной цели были выделены и решены следующие задачи исследования:
1. Провести анализ различных форм представления математического знания и выявить базовые формы для представления математического знания.
2. Описать функции информационных сред процесса обучения математике.
3. Построить классификацию информационных сред процесса обучения математике.
4. Выявить современные представления об использования компьютера в обучении и основные факторы влияния компьютерных технологий на процесс обучения математике.
5. На основе обобщения эмпирического опыта описать модели традиционных сред обучения математике и построить на их основе компьютерные технологии обучения.
6. Посредством теоретического анализа провести изучение использования специфических свойств компьютера в обучении математике и разработать на их основе компьютерные модели информационных сред для продуктивного обучения математике.
7. На основе построенных моделей провести анализ взаимодействия ученика с информационной средой в процессе обучения математике.
Гипотеза исследования
Формулировка гипотезы исследования основана на следующих трех предпосылках: 1) существует множество способов представления математического знания; 2) предметная составляющая обучения математике определяется существом изучаемых понятий и способами оперирования с ними; 3) дидактическая составляющая обучения математике представляется набором управляющих воздействий на ученика, которые в свою очередь определяются психологическими основами обучения, особенностями установок преподавателя, социальными условиями и пр.
Гипотеза исследования состоит в следующем.
Анализ и классификация существующих форм представления знаний, создание новых форм на основе использования компьютера позволяют разработать концепцию информационной среды и на основе этой концепции создать технологии моделирования продуктивной деятельности ученика, основанные на моделях предметной и дидактической составляющих обучения математике.
Основные этапы и организация исследования
На первом этапе (1984-1989) происходило накопление фактов об использовании различных компьютерных инструментов в процессе преподавания математики, исследовались различные способы повышения технологичности процесса обучения математике, изучались различные подходы к преподаванию математики. В результате этого изучения возникла гипотеза о необходимости рассмотрения и моделирования информационной среды процесса обучения.
На втором этапе исследования (1989-1993) продолжались поиски технологичных путей обучения математике, основное внимание было уделено двум направлениям:
1) моделированию традиционных дидактических средств обучения математике,
2) моделированию продуктивной деятельности учащихся в процессе обучения математике. Апробировались различные модели учебной деятельности в рамках изучения математики. Уточнялись целевые установки исследования. Проводились выборочные обследования учителей и школьников с целью выяснения возможностей использования компьютерных технологий при обучении математике. На этом этапе была сформулирована концепция информационной среды процесса обучения.
На третьем этапе (1993-1997) уточнялась концепция исследования, разрабатывался проект системы эффективного использования компьютера в предметном обучении "Компьютерные инструменты в школьном образовании", в рамках которого прошли апробацию положения концепции. На основе предложенной концепции были сформулированы принципы создания учебной мастерской продуктивного обучения, которые прошли апробацию в рамках международного проекта "Город как школа".
На защиту выносятся теоретические положения
1. Научно обоснованные положения о содержании и структуре информационной среды процесса обучения математике. Как основа структурирования рассматриваются различные способы представления математических знаний. В структуре обучения математике выделяются предметная и дидактическая составляющие.
2. Классификация обучающих сред. В качестве признаков для классификации выбраны следующие: тип носителя, целевая установка, характер взаимодействия с обучаемым.
3. Двухступенчатая технология компьютерного моделирования традиционных дидактических средств обучения математике, включающая этап создания фреймов для подготовки печатных материалов и этап переноса их на компьютер.
4. Общий подход к анализу взаимодействия ученика с информационной средой в процессе обучения, включающий как взаимодействие ученика с традиционными дидактическими средствами, так и с различными компьютерными средствами обучения.
5. Двухпараметрическая модель взаимодействия учителя и ученика в рамках информационной среды обучения. Первым параметром модели является способ представления математического знания, вторым -парадигма обучения, которой придерживается преподаватель.
6. Новые подходы к организации продуктивной учебной деятельности в процессе изучения математики.
Научная новизна исследования
Научная новизна исследования состоит в разработке принципиально нового подхода к проблеме построения процесса обучения математике. В основу подхода положены:
1) моделирование предметной среды процесса обучения, определяющееся способами представления математических знаний;
2) моделирование дидактической компоненты обучения математике, определяющейся набором управляющих воздействий на ученика и связанной с психологическими основами обучения, особенностями установок преподавателя, социальными условиями и пр. Новизну исследованию придают
1) методологическая база (состоящая в ориентации на продуктивные, личностно-ориентированные методы обучения), которая положена в основу построения процесса обучения;
2) ориентация на содержательное использование возможностей компьютера, появление которого нарушило равновесие в сложившейся системе обучения математике
Теоретическая значимость
Теоретическая значимость исследования состоит в том, что в нем, во культурных, педагогических, методико-практических традициях и перспективных научно-обоснованных тенденциях развития методов обучения; непротиворечивостью логических рассуждений, осуществлявшихся в ходе теоретического анализа проблемы; согласованностью практических результатов с общедидактическими положениями; соответствием полученных результатов исследования современному состоянию представлений о роли компьютера в обучении, собственному опыту и опыту коллег, занимающихся проблемами обучения математике.
Внедрение результатов
Внедрение результатов исследования осуществлялось в период с 1985 по 1997 годы.
С 1985 по 1992 год проводились экспериментальные туры ежегодных математических олимпиад различных уровней; на олимпиадах были внедрены новые подходы к работе с математическими понятиями на основе построения и использования их компьютерных моделей. В этот период при участии автора были разработаны и внедрены сборники задач по построению алгоритмов и программ, связанных с построением и использованием алгоритмических моделей математических понятий. Изданы пособия по использованию компьютерных моделей и инструментов в преподавании математики и проведении экспериментальных олимпиад.
В период с 1989 по 1993 год при участии автора была внедрена технология использования комплектов дидактических материалов для преподавания математики в школах и профессионально-технических учебных заведениях, построенная на основе модели комплексного использования различных дидактических материалов на бумажной основе. Была внедрена методика конструирования компьютерных систем обучения математике. Изданы пособия по модульному конструированию среды информационной среды учебного процесса.
В период с 1993 по 1997 год были внедрены компьютерные технологии продуктивного обучения. Подготовлена и внедрена программа предметного обучения в рамках курса информатики. На основе построенных в работе моделей взаимодействия ученика с информационной средой организована работа учебной мастерской. Реализован проект "Компьютерные инструменты в школьном образовании", в рамках которого подготовлено 12 различных модулей предметного обучения и создана сеть школ - пользователей предметных технологий. Издана монография (в соавторстве) "Информационная среда обучения", в которой сформулированы все основные положения работы и ее результаты.
Апробация исследования
Апробация исследования осуществлялась автором через публикации (статьи, пособия, методические рекомендации); выступления перед учителями и методистами на семинарах Центра Профессионального Обновления "Учитель", курсах, организуемых Центром Развития Альтернативного Образования и Центром Информатизации Образования. Теоретические положения обсуждались на семинарах Института Продуктивного Обучения, региональных и республиканских конференциях и семинарах (Пермь, Санкт-Петербург, Саранск, Целиноград, Нальчик), курсах повышения квалификации, организованных институтами усовершенствования учителей Ленинграда и Ленинградской области, Архангельска, Сыктывкара. На международных семинарах (Торунь, Польша и Хельсинки, Финляндия, 1996) и международных конференциях (YII конференция INEPS (International Network of Productive Schools), Нью-Йорк, США, 1995, YIII конференция INEPS, Куопио, Финляндия, 1996, "Современные технологии обучения", Санкт-Петербург, 1997).
Структура диссертации
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографии и приложений.
Использование аналогов (образов, физических моделей)
В отличие от моделей, образы могут быть и искусственными. Б некоторых случаях они все же остаются лучшей формой представления знания.
Использование аналогов и моделей связано с прикладной направленностью преподавания, что хорошо выражено академиком А. Н. Крыловым [К4]: «...практик, техник, каковым и должен быть всякий инженер ... должен развивать не только свой ум, но и свои чувства так, чтобы они его не обманывали, он должен не только уметь смотреть, но и видеть... свои же умозаключения он должен сводить не к робкому Декартову «мыслю - значит, существую», а к твердому практическому «я это вижу, слышу, осязаю, чую - значит, это так и есть».
Потребителей такой формы передачи знаний много. Вот как оценивают потенциальную аудиторию авторы книги [31] Я.Зельдович и И. Яглом:
«Мы рассчитываем на читателя-друга, который хочет не сомневаться, а верить, и берется за книгу для того, чтобы научиться новому, не смущаясь тем, что «высокоученую» теорию авторы иногда заменяют просто разбором примеров... имея дело с читателем - завзятым спорщиком, мы писали бы по другому... но мы не хотим из-за одного спорщика терять 100 возможных друзей».
Ограничения в применении данной формы передачи знаний связаны с тем, что понимается под моделью. Если под моделью понимать некий «физический» объект, то ограничения существуют. Вот как об этом говорит Р. Фейнман [Ф1; с. 49]: «В какой степени полезны модели? Интересно, что модели очень часто помогают в работе, и большинство преподавателей физики пытаются учить тому, как пользоваться моделями, чтобы выработать хорошую физическую интуицию. Но всегда выходит так, что величайшие открытия абстрагируются от модели и модель оказывается ненужной. Максвелл создал электродинамику, наполнив пространство массой воображаемых шестеренок и зубчатых колесиков. Но колесики и шестеренки мы отбросили, а теория осталась. Дирак же открыл правильные законы релятивистской квантовой механики, просто угадав уравнение».
Таким образом, представляет интерес проанализировать как формируется в сознании человека знаковая модель, не опираясь на физические аналоги. Этому посвящается следующий пункт.
Обратимей к самому трудному периоду обучения - начальному. В этот период-ребенку приходится преодолевать барьер овладения абстрактными знаковыми структурами без опоры на образы и модели: алфавитом и числами. Ребенку никто не пытается объяснить что такое буква, как она произошла, почему она такая, а не другая. Его учат изображать эту букву, его учат узнавать эту букву, произносить ее, соединять буквы в слова и т. п. То же и про числа: понятие числа по существу появляется только в старших классах. Сначала же детей учат сопоставлять множествам знаки, упорядочивать, выполнять арифметические операции.
Таким образом, предметное обучение идет тем же путем, что обучение пользованию ложкой или одеванию. Создается внутренний двигательный образ знака и умственная операция ассоциируется с двигательными реакциями. Материальный образ снова присутствует, но это артифакт -искусственный образ, который не существует сам по себе и является для ученика орудием работы с собственным мышлением.
Обзор концепций использования компьютера в обучении
Первые системы обучения с использованием компьютера (АОС -втоматизированные обучающие системы), появившиеся в 60-х годах, связаны идеей программированного обучения, которое в те годы рассматривалось ак основная модель процесса обучения. АОС развивалось как омпьютерная модель механических «перелистывателей страниц» с озможностями обработки и принятия решений, придания большей гибкости, оторой не хватало механическим аналогам. Доводы апологетов этого одхода были следующими:
- обучение связано с интенсивным трудом;
- введение технологий в области с интенсивным трудом приводит к эвышению эффективности;
- программированное обучение является концептуальной основой гдагогических технологий;
- компьютерные системы программированного обучения улучшат іразование и сделают его более дешевым.
К 1970 году появилось много фактов и выводов, которые поубавили фвоначальный оптимизм относительно программированного обучения и жазали необходимость изменения концепции. Доводы сводились к [едующим основным:
- компьютерное обучение нельзя сводить только к инструкциям;
- программные инструкции не являются универсальными и имеют раниченную область применения;
- ограничение несколькими фиксированными учебными стратегиями, обенно основанными на жестком контроле диалога программой, целесообразно; следует выделить обучающие стратегии, в которых льзователь контролирует диалог, запрашивая справочную информацию и ращаясь к моделирующим программам;
- компьютерное обучение дороже обычного классного;
- недостаточное внимание обращается на создание качественных курсов, допускающих компьютерную реализацию;
- возможности компьютера требуют пересмотра взглядов на обучающий циалог, введения графического представления информации.
С середины 60-х годов, конкурируя с созданием автоматизированных збучающих систем, появляется другое направление использования компьютеров в обучении. Его основным тезисом было то, что АОС используют голько небольшую часть возможностей машины, ограничиваясь іерелистьіванием электронных страниц. Апологеты этого движения юлагали, что компьютер настолько хороший инструмент и игрушка, что его рандиозное обучающее значение реализуется, только если обучаемые голучат полный контроль над ним, то есть смогут запрограммировать его на іешение проблем по собственному выбору.
Наиболее значительным явлением в этом течении был проект ЛОГО, :редложенный Пейпертом.
В настоящее время антагонизм этих подходов частично устранен отданием АОС, в которых есть режим инструктивного взаимодействия [рограммы с начинающим, и режим свободного использования ее озможностей успешно обучившимся пользователем.
В 70-х годах проекты компьютерного обучения базировались на ледующих взглядах. Практики компьютерного обучения советовали рекратить работы над традиционными системами АОС и обучать спользованию компьютеров для решения содержательных задач.
Теоретики компьютерного обучения предлагали прекратить азрабатывать стратегии жесткого контроля со стороны программы и азвивать контроль со стороны обучаемого.В отличие от моделей, образы могут быть и искусственными. Б некоторых случаях они все же остаются лучшей формой представления знания.
Использование аналогов и моделей связано с прикладной направленностью преподавания, что хорошо выражено академиком А. Н. Крыловым [К4]: «...практик, техник, каковым и должен быть всякий инженер ... должен развивать не только свой ум, но и свои чувства так, чтобы они его не обманывали, он должен не только уметь смотреть, но и видеть... свои же умозаключения он должен сводить не к робкому Декартову «мыслю - значит, существую», а к твердому практическому «я это вижу, слышу, осязаю, чую - значит, это так и есть».
Потребителей такой формы передачи знаний много. Вот как оценивают потенциальную аудиторию авторы книги [31] Я.Зельдович и И. Яглом:
«Мы рассчитываем на читателя-друга, который хочет не сомневаться, а верить, и берется за книгу для того, чтобы научиться новому, не смущаясь тем, что «высокоученую» теорию авторы иногда заменяют просто разбором примеров... имея дело с читателем - завзятым спорщиком, мы писали бы по другому... но мы не хотим из-за одного спорщика терять 100 возможных друзей».
Ограничения в применении данной формы передачи знаний связаны с тем, что понимается под моделью. Если под моделью понимать некий «физический» объект, то ограничения существуют. Вот как об этом говорит Р. Фейнман [Ф1; с. 49]: «В какой степени полезны модели? Интересно, что модели очень часто помогают в работе, и большинство преподавателей физики пытаются учить тому, как пользоваться моделями, чтобы выработать хорошую физическую интуицию. Но всегда выходит так, что величайшие открытия абстрагируются от модели и модель оказывается ненужной. Максвелл создал электродинамику, наполнив пространство массой воображаемых шестеренок и зубчатых колесиков. Но колесики и шестеренки мы отбросили, а теория осталась. Дирак же открыл правильные законы релятивистской квантовой механики, просто угадав уравнение».
Таким образом, представляет интерес проанализировать как формируется в сознании человека знаковая модель, не опираясь на физические аналоги. Этому посвящается следующий пункт.
Обратимей к самому трудному периоду обучения - начальному. В этот период-ребенку приходится преодолевать барьер овладения абстрактными знаковыми структурами без опоры на образы и модели: алфавитом и числами. Ребенку никто не пытается объяснить что такое буква, как она произошла, почему она такая, а не другая. Его учат изображать эту букву, его учат узнавать эту букву, произносить ее, соединять буквы в слова и т. п. То же и про числа: понятие числа по существу появляется только в старших классах. Сначала же детей учат сопоставлять множествам знаки, упорядочивать, выполнять арифметические операции.
Таким образом, предметное обучение идет тем же путем, что обучение пользованию ложкой или одеванию. Создается внутренний двигательный образ знака и умственная операция ассоциируется с двигательными реакциями. Материальный образ снова присутствует, но это артифакт -искусственный образ, который не существует сам по себе и является для ученика орудием работы с собственным мышлением.
Дидактическое окружение ученика
Дидактические средства можно рассмотреть как зачатки той богатой шформационной среды, которая возникла вследствие внедрения юмпьютера в жизнедеятельность человека. Создание дидактических :редств имело те же цели, что приведены в разделе «функции мформационных сред»: структурирование, сохранение и передача ютодического опыта, повышение технологичности преподавания, амоорганизация деятельности обучаемого.
Серьезным препятствием в развитии производства дидактических нтериалов было отсутствие удобных средств производства, хранения и вредачи информации, то есть того, что дает компьютер. Развитие дцактических средств осуществлялось по двум линиям:
- централизованное - государственный выпуск технических средств и умажных материалов;
- локальное - самостоятельная подготовка учителем дидактических атериалов.
Первый путь страдает негибкостью, второй - неэкономичностью. Однако, ак на первом, так и на втором пути накоплен опыт и можно предположить, го большинство информационных сред первой волны будет развивать менно эти идеи. Поэтому целесообразно проанализировать характер заимодействия ученика с традиционными дидактическими средствами, чертить сферу влияния этих средств, их дидактические функции.
Дидактическими средствами мы будем называть все инструменты, эорудование, бумажные материалы, которые участвуют в процессе обучения отчуждаются от учителя (так, например, конспект урока, используемый лько учителем, или методический анализ урока мы к дидактическим ітериалам не относим). Инструменты используются большей частью в производственном Лучении, " отдельные инструменты используются и при изучении фундаментальных наук. Например, микроскоп и телескоп - в биологии и астрономии; лазер - в іизике; вычислительные инструменты - в математике, циркуль и линейка -і черчении, спектрограф - в химии; компьютер (как средство обработки інформации) - в информатике. Работа с инструментом включает две фазы: - ознакомление с устройством инструмента и правилами пользования :м; - приобретение навыков содержательного использования инструмента. Психологическая характеристика обучения с использованием інструментові - имеется объект, не зависящий от учителя, который можно изучать, ассматривать, приводить в действие самостоятельно, в котором заключена удрость его создателей; - приобретение навыков работы с инструментом расширяет сферу лияния человека, дает ему новую свободу, преимущества, которых не имеет е владеющий инструментом человек; - как правило, система навыков работы с инструментом - это рофессиональные знания; ученик обретает профессию и связанное с ней оциальное положение, то есть новую свободу. Специфика формирования новых знаний и оценки результатов обучения процессе работы с инструментом состоит в следующем.
