Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Современная методическая система обучения информатике и тенденции ее развития 20
1.1. Современное образование и дисциплины информационного цикла 22
1.2. Парадигмы обучения информатике: сравнительный анализ 60
1.3. Современные концепции обучения информатике: перспективы и проблемы 96
Выводы 129
ГЛАВА 2. Методология и принципы построения содержания курса информатики на деятельностной основе 131
2.1. Основы деятельностного подхода 131
2.2. Существующие подходы к выделению основных содержательных линий курса информатики 153
2.3. Структура содержания курса информатики, построенного на деятельностной основе 183
2.4. Наполнение основных содержательных линий курса информатики на разных ступенях обучения 219
Выводы 258
ГЛАВА 3. Развитие методики обучения информатике на деятельностной основе 260
3.1. Вопросы методики преподавания линии "Информация и информационные процессы" 260
3.2. Методический аспект обучения информационному моделированию 277
3.3. Проблемы методики преподавания линии "информационные основы управления" 309
Выводы 325
ГЛАВА 4. Реализация методической системы обучения информатике и экспериментальная работа по проверке ее эффективности 327
4.1. Методические основы структурирования учебного материала в курсе информатики 327
4.2. Развитие принципа антропоцентризма в методике обучения информатике 351
4.3. Организация и результаты экспериментальной работы по проверке адекватности модели содержания целям обучения 365
4.4. Экспериментальная проверка эффективности методики обучения, построенной на деятельностной основе 376
Выводы 399
Заключение 401
Библиография 405
Приложения 437
- Современное образование и дисциплины информационного цикла
- Основы деятельностного подхода
- Вопросы методики преподавания линии "Информация и информационные процессы"
Введение к работе
Актуальность исследования
Современный курс информатики - беспрецедентное явление в мировой педагогической практике. Как правило, от возникновения научной дисциплины до осознания ее общеобразовательной значимости (если таковое происходит) проходит минимум несколько десятков лет, в течение которых стабилизируется научный аппарат, определяется методология и формируются общие методические подходы. Для информатики как отрасли научного знания и области человеческой деятельности говорить о "стабилизации" пока не приходится, но важность изучения вопросов, связанных с негэнтропийными свойствами материи (общее кибернетическое образование), обусловила введение информатики как общеобразовательного курса.
Система обучения информатике в своем развитии прошла несколько этапов. В настоящее время сложились объективные предпосылки для перехода к новому этапу. В частности, принятие решения о переходе к непрерывному общеобразовательному курсу информатики, начиная с начальной школы, делает актуальной проблему определения теоретических основ и способов реализации методической системы непрерывного обучения информатике. Учитывая, что информатика не только отрасль научного знания, но и обширная сфера деятельности, а также то значение, которое имеет деятельностный подход в современной педагогике, целесообразно подойти к построению методической системы именно с этой точки зрения.
Проблема исследования вытекает из анализа истории становления, современного состояния и перспектив развития системы обучения информатике.
История изучения в общеобразовательной и высшей школе вопросов, относящихся к информатике, ведет отсчет практически с момента ее зарождения, еще до признания в качестве самостоятельной научной отрасли.
Необходимость введения в школу общего кибернетического образования, включавшего в себя изучение соответствующего общеобразовательного курса, совместно с изучением информационных процессов и управления в рамках других общеобразовательных дисциплин, впервые была осознана В.С.Ледневым в 1961 г., исходя из глобальной оценки перспектив развития структуры общего среднего образования. Практической реализацией этого подхода явились экспериментальный курс кибернетики (начал преподаваться В.С.Ледневым в 1961/62 учебном году в 101 школе г.Москвы) и курс "Основы кибернетики" (В.С.Леднев и А.А.Кузнецов), рекомендованный в 1975 г. году Минпросом СССР в качестве факультативного. Параллельно развивалось прикладное направление в рамках дифференцации обучения в старших классах школы с производственным обучением, основанное на изучении программирования и устройства ЭВМ.
Несмотря на весь накопленный опыт методическую систему обучения информатике в общеобразовательной школе, после принятия соответствующего решения в 1984 г., пришлось осмысливать и выстраивать заново (А.П.Ершов, А.А.Кузнецов, В.М.Монахов).
На первом этапе доминировала точка зрения, что курс информатики является основным средством обеспечения компьютерной грамотности, под которой нередко понималось умение программировать. Соответственно, основными понятиями, вокруг которых строился курс информатики, были понятия "компьютер", "алгоритм", "программа".
На втором этапе было осознано, что навыки создания компьютерных программ нужны сравнительно узкому кругу профессионалов, и знаменитый тезис А.П.Ершова: "Программирование - вторая грамотность" - начал утрачивать свою актуальность (отчасти и потому, что содержание термина "программирование" воспринималось значительно уже, чем подразумевалось самим автором). На первый план стало выходить использование компьютера как инструмента решения задач, чему способствовало широкое распростра-
нение программных средств, созданных на базе графического пользовательского интерфейса. Именно в это время возник широко используемый в настоящее время термин "информационные технологии".
Проблемам становления информатики как учебного курса посвящены работы Н.В.Апатовой, В.А.Белошапки, С.А.Бешенкова, Т.А.Бороненко, С.Г.Григорьева, А.П.Ершова, А.А.Кузнецова, Э.И.Кузнецова, М.П.Лапчика и многих других.
Наконец, текущий этап характеризуется осознанием многих других аспектов общеобразовательной значимости курса информатики - формирование современного научного мировоззрения, развитие общеучебных навыков работы с информацией, подготовка учащихся к профессиональной деятельности в информационном обществе. Данные проблемы исследованы в работах А.Г.Гейна, Т.Б.Захаровой, К.К.Колина, А.С.Лесневского, Н.В.Матвеевой, А.В.Могилева, Ю.А.Первина, Н.И.Рыжовой, И.Г.Семакина, А.И.Сенокосова, А.Ю.Уварова, С.А.Христочевского, М.И.Швецкого и др.
Определяющую роль в построении содержания обучения информатике стал играть подход, основанный на представлении о том, что предметом информатики являются информационные процессы, протекающие в системах различной природы. Гомоморфное отображение этой области действительности и составляет ядро образовательной области информатики (К.К.Колин, А.А.Кузнецов).
Опубликованная в 1996 году структура данной образовательной области, состоящая из четырех основных концентров - "Теоретическая информатика", "Средства информатизации", "Информационные технологии", "Социальная информатика" - в целом отражает современные взгляды на информатику и принимается большинством педагогов. Однако данная структура допускает широкое толкование содержательного наполнения каждого из концентров, что не способствует стабилизации содержания курса. Такое неоднозначное понимание прослеживается в школьных и, особенно, в вузовских курсах. Подтверждением тому является содержание учебников В.Н.Агеева,
6 А.В.Горячева, В.А.Каймина, А.Г.Кушниренко, Г.В.Лебедева, Н.В.Макаровой, В.А.Острейковского, С.В.Симоновича, Н.Д.Угриновича, Л.З.Шауцуковой, Ю.А.Шафрина и др.
В содержании обучения, согласно общей концепции В.С.Леднева, должны найти отражение предмет соответствующей области действительности и основные виды деятельности в данной сфере. Иными словами, структура содержания образования в целом и образовательных областей в частности определяется двумя факторами: структурой изучаемой области действительности и структурой деятельности.
Большинство предлагаемых в настоящее время методических систем обучения информатике строится с учетом преимущественно первого из названных факторов, причем, ведущим фактором отражения изучаемой области действительности в содержании учебного курса традиционно выступают знания. В "знаниевой" парадигме составлены учебные программы, на формирование знаний сориентированы учебники и дидактические материалы. Предполагается, что в ходе усвоения знаний у обучаемых формируются необходимые умения и навыки. Важнейшим компонентом знаний при этом выступает та или иная совокупность основных понятий, которая, по мнению авторов-разработчиков концепций обучения информатике, в наибольшей степени отражает структуру изучаемой области действительности: алгоритм -информация - компьютер (В.М.Монахов), информация - информационная модель - информационный процесс (М.П.Лапчик), информация - информационный объект - информационный процесс (Н.В.Макарова), информация -информационные технологии - информационный ресурс - модель - алгоритм - программа (В.А.Острейковский).
В психолого-педагогических исследованиях последних лет начинает преобладать точка зрения, что системообразующим фактором в обучении является не сколько система знаний, сколько деятельность, понимаемая в широком смысле (С.Г.Батищев, А.В.Брушлинский, П.Я.Гальперин, В.В.Давыдов, В.П.Зинченко, В.А.Зубков, А.А.Измайлова, А.Н.Леонтьев,
А.Л.Никифоров, В.В.Рубцов, В.С.Швырев, Э.Г.Юдин и др.). Именно в ходе деятельности обучаемые овладевают ее рациональными приемами и необходимыми для нее знаниями. Сформированные у обучаемых приемы деятельности становятся их умениями, приемами мышления и даже чертами личности, поскольку, по выражению А.Н.Леонтьева, каково строение деятельности, таково и строение сознания как психического отражения реальности [224]. Оптимальный вариант, когда структура учебной деятельности подобна обобщенной структуре деятельности человека в изучаемой области действительности. Вместе с тем, проблема адекватного отражения в методической системе обучения информатике деятельности человека в области действительности, объектами которой являются информационные процессы, исследована далеко не полностью. При этом, в педагогике достаточно подробно изучены такие аспекты, как:
а) структура информационной деятельности человека;
б) общая идеология построения методических систем на основе деятельност-
ного подхода к обучению, ведущим тезисом которого может служить сфор
мулированное С.Л.Рубинштейном положение: "Субъект в своих деяниях, в
актах своей творческой самодеятельности не только обнаруживается и про
является; он в них созидается и определяется. Поэтому тем, что он делает,
можно определять то, что он есть; направлением его деятельности можно оп
ределять и формировать его самого" [351].
Таким образом, наиболее продуктивной, на наш взгляд, может стать методология построения методической системы обучения информатике, базирующаяся на комплексном, сбалансированном учете основных факторов, определяющих содержание образовательной области. А именно, на комплексном анализе структуры изучаемой области действительности и структуры деятельности человека в данной области. Такой подход вполне естественен, поскольку между этими структурами существует тесная взаимосвязь - "действие диктуется логикой самого объекта" [225; 499]. Причем, дея-тельностный подход целесообразно использовать на всех этапах построения
методической системы: при определении целей обучения, отборе содержания, определении основных принципов построения методики обучения, выборе форм представления материала, построении системы учебных задач, выборе форм и средств обучения, организации контроля результатов обучения.
Последовательное применение данной методологии позволит перейти от обучения информатике, носящего преимущественно информационный характер и направленного в основном на исполнительскую деятельность, на формирование личности, умеющей ориентироваться и принимать обоснованные решения в условиях современной информационной среды, владеющей приемами творческой деятельности и способной не только усваивать готовое знание, но и генерировать новое.
Такой подход позволит решить и другую достаточно острую в настоящее время проблему, а именно, в полной мере обосновать обобщенную структуру деятельности в области информатики в отличие от той ее части, которая составляет профессиональное образование, связанное в большей степени с computer science.
Применение методологии деятельностного подхода при построении методической системы с необходимостью потребует конкретизации основных положений, в соответствии с которыми выбираются методы обучения. Одно из направлений связано с тем, что необходимо определить принципы разбиения содержания на "порции учебного материала". В частности, каждая порция, подлежащая усвоению, должна сочетать в себе как "знаниевые", так и "деятельностные" аспекты. Данное положение можно рассматривать как расширение принципа укрупнения дидактических единиц (П.М.Эрдниев) применительно к информатике. Другое направление связано с тем, что в свете отмечаемой многими исследователями (П.С.Гуревич, Б.Г.Мещеряков и др.) общей тенденции на антропологизацию образования, ведущий для инженерной психологии принцип антропоцентризма, после его адаптации, может стать одним из важных оснований для построения методики обучения
информатике.
Таким образом, проблема исследования связана с разрешением противоречия между необходимостью разработки подходов к построению методической системы обучения информатике на деятельностной основе и отсутствием всестороннего анализа сущности и путей реализации таких подходов.
Цель исследования заключается в разработке научно обоснованной методической системы обучения информатике, базирующейся на методологии деятельностного подхода к отбору содержания и построению методики обучения.
Объект исследования - методическая система обучения информатике.
Предмет исследования - теоретические основы и технология построения методической системы обучения информатике с учетом деятельностного подхода.
Гипотеза исследования состоит в том, что обучение информатике будет в большей степени соответствовать целям и приоритетным направлениям развития современного образования, если:
в основу разработки методической системы обучения информатике будет положен деятельностный подход, который используется в качестве методологической базы, как на этапе отбора содержания, так и при построении методики обучения;
содержание обучения информатике будет отбираться на базе комплексного анализа основных объектов изучаемой области действительности, отраженных в системе знаний базовой науки информатики, и видов деятельности в данной области. Результатом анализа должно быть выявление основных объектов изучения, ведущих методов их изучения и универсальных приемов учебной деятельности, являющихся гомоморфным отображением
объектов и методов базовой науки, а также видов информационной деятельности человека в познавательной, коммуникативной и преобразовательной сферах деятельности;
выявленные основные объекты изучения будут представлены в модели содержания в качестве основных содержательных линий курса. При этом для обеспечения непрерывности и преемственности обучения информатике уже при разработке модели содержания обучения должное внимание будет уделено определению соотношения содержательных линий на каждом этапе школьного и вузовского обучения информатике и их приоритетности для разных профилей обучения;
выявленные методы изучения будут рассматривать как концептуальные при выборе методов, форм и средств обучения. При этом в качестве ведущих методических принципов обучения информатике, наряду с такими общедидактическими принципами, как научность, систематичность, доступность, преемственность и др., будет рассматриваться специфика реализации таких принципов как: цикличность, антропоцентризм, "голографич-ность" (как развитие принципа укрупнения дидактических единиц).
В соответствие с целью и рабочей гипотезой определяются следующие задачи исследования:
Проанализировать основные тенденции развития современного образования и их влияние на дисциплины информационного цикла, в частности, проанализировать роль и специфику применения деятельностного подхода в образовании.
Обосновать выбор методологии построения методической системы обучения информатике, основанной на деятельностном подходе.
На основе комплексного логического анализа структуры области действительности, изучаемой наукой информатикой, и обобщенной структуры видов деятельности в данной области построить модель содержания, выделить системообразующие содержательные линии курса информатики; оп-
11 ределить те методы науки информатики и основные приемы деятельности в области практической информатики, которые должны рассматриваться как концептуальные основы при построении методики обучения.
Определить содержательные линии, доминирующие на каждом этапе обучения информатике в общеобразовательной школе и вузе, и приоритетные для разных профилей обучения, а также требования к уровням понимания, знания, умения обучаемых для разных ступеней обучения.
Сформулировать специфические методические принципы, на которых, наряду с общедидактическими принципами, должно базироваться преподавание системообразующих содержательных линий и определить, каким образом они должны учитываться при выборе методов и форм обучения.
Интегрировать все разработанные компоненты в единую методическую систему.
Теоретико-методологическую основу исследования составили:
труды педагогов, психологов, в которых рассматриваются проблемы образования, его роль в общественном развитии и в формировании личности обучаемых (Ю.Н.Афанасьев, Ю.К.Бабанский, М.В.Кларин, В.С.Леднев, М.В.Рыжаков, С.С.Шевелева, П.Г.Щедровицкий и др.);
методология и методы системного подхода к изучению сложных социальных систем, в частности, педагогических систем (М.С.Каган, Д.Клири, Н.В.Кузьмина, В.В.Краевский, И.Я.Лернер, М.Н.Скаткин, А.И.Уемов, Э.Г.Юдин и др.);
основы психолого-педагогической теории деятельности и положения о применении деятельностного подхода в сферах познания, обучения, творчества, развития и самоопределения личности (П.К.Анохин, Л.С.Выготский, П.Я.Гальперин, В.В.Гузеев, В.В.Давыдов, А.Н.Леонтьев, Ж.Пиаже, С.Л.Рубинштейн, М.А.Холодная, Н.И.Чуприкова, В.Д.Шадриков, Г.И.Щукина, Э.Г.Юдин, И.С.Якиманская и др.);
теория и методы моделирования и проблемы их применения в
педагогических исследованиях (А.П.Аношкин, Ю.А.Гастев,
В.И.Мизинцев, В.А.Штофф и др.)
труды, раскрывающие основные направления развития современного информационного образования с ориентацией на реализацию мировоззренческой функции курса информатики (С.А.Бешенков, А.Г.Гейн, К.К.Колин, А.А.Кузнецов, В.С.Леднев, Н.В.Матвеева, И.Г.Семакин, Н.И.Рыжова и др.);
концепции информатизации общества и образования (Н.Е.Астафьева, А.П.Ершов, К.К.Колин, В.М.Монахов, С.Пейперт, А.И.Ракитов, А.Н.Тихонов, А.Ю.Уваров, М.Ханнингтон, М.С.Чванова и др.);
исследования проблем сущности и способов построения государственных образовательных стандартов (В.И.Байденко, В.П.Беспалько, А.А.Кузнецов, В.С.Леднев, М.В.Рыжаков и др.);
опыт разработки стандартов и программ по информатике (И.Ф.Базлов, С.А.Бешенков, А.А.Кузнецов, Н.В.Макарова, А.В.Могилев, И.Г.Семакин, А.Л.Семенов, А.И.Сенокосов, Н.Д.Угринович, Е.К.Хеннер, А.Н.Шляго и
ДР-)-
Для решения поставленных задач и проверки выдвинутой гипотезы применялись следующие методы исследования:
1. Теоретические методы: анализ философской, методологической, педагогической, научно-технической, психологической и методической литературы по проблеме исследования; анализ школьных и вузовских образовательных стандартов, зарубежных и отечественных программ подготовки по информатике, учебников и учебных пособий; общенаучные методы исследования, такие как обобщение, классификация, систематизация, сравнение, сопоставление, моделирование; частнонаучные методы исследования, такие как системно-элементный, системно-структурный и системно-функциональный анализ целей и содержания обучения информатике, анализ и обобщение педагогического опыта преподавания информатики в общеобразовательной и высшей школах; моделирование содержания обуче-
ния по информатике средствами теории графов.
Методы эмпирического исследования: наблюдение, тестирование, анкетирование, собеседование, метод экспертных оценок, изучение педагогического опыта, анализ результатов деятельности педагогов и обучаемых, констатирующий и формирующий педагогические эксперименты по проверке отдельных теоретических положений исследования.
Статистические методы обработки данных исследования, в частности методы корреляционного, кластерного и факторного анализов; графическое представление результатов.
Организация и этапы исследования. Исследование проводилось в три этапа. Особенностью структуры исследования является чередование экспериментальных и теоретических методов, неоднократное уточнение гипотезы исследования и, как следствие, повторение основных экспериментов предыдущего этапа с целью ее проверки, приведение основных результатов каждого этапа в соответствии с динамикой изменения методической системой обучения информатики.
На первом этапе (1992-1998 гг.) изучалось состояние проблемы в теории и практике, а именно: проводилось изучение и анализ литературных источников, изучалась деятельность преподавателей по интенсификации процесса обучения и внедрению новых вопросов в содержание курса, а также результаты этой деятельности. Проводился анализ содержания курса информатики в средней и высшей школах и методов преподавания курса, используемых в передовой педагогической практике. Исследовались теория, методология и проблемы деятельностного подхода в философии и педагогике и теории принятия решений.
На втором этапе (1998-2000 гг.) разрабатывались и апробировались содержание и методика преподавания таких линий курса информатики, как "информация и информационные процессы", "формализация и моделирование", "алгоритмизация и программирование" на основе информационного моделирования, "арифметические и логические основы ЭВМ", "средства и
технологии автоматизации информационных процессов". Проводились наблюдения особенностей учебной деятельности, в частности, особенности восприятия обучаемыми информации на занятиях информатики, ее структурирования и построения адекватных моделей знания. Разрабатывались дидактические материалы, обеспечивающие эффективную организацию и проведение занятий. Уточнялись и конкретизировались формы и методы подачи учебного материала, способствующие формированию системно-информационной картины мира на деятельностной основе. Проводились констатирующие и формирующие педагогические эксперименты. Прослеживалась динамика развития структуры содержания курса. Анализировались результаты широкого обсуждения предлагаемых концепций обучения информатики.
На третьем этапе (2000 - 2001 гг.) проводился качественный и количественный анализ, а также теоретическое осмысление и обобщение результатов, полученных в ходе опытно-экспериментальной работы. Выполнены систематизация, обобщение и статистическая обработка экспериментальных данных. Вырабатывались практические рекомендации по содержанию обучения информатике и методам его структурирования. Сформулированы выводы, завершено оформление работы.
Научная новизна и теоретическая значимость исследования состоят в том, что:
обоснована целесообразность построения методической системы непрерывного обучения информатике на деятельностной основе;
сформулирована концепция применения деятельностного подхода на этапе построения содержания непрерывного курса информатики как системообразующего компонента методической системы обучения;
разработана модель содержания обучения информатике на основе анализа основных объектов изучаемой области действительности в совокупности с анализом ведущих видов деятельности в данной области; обосновано, что
построенная модель обладает свойствами структурной устойчивости, целостности, адаптивности;
конкретизирован применительно к выбору организационных форм обучения информатике принцип двойного вхождения базисных компонентов в систему;
обосновано, что при построении методики обучения информатике, реализующей общую для методической системы методологию деятельностного подхода, наряду с общедидактическими принципами (систематичность, доступность, наглядность и др.), должны учитываться ведущий принцип инженерной психологии - принцип антропоцентризма, а также принцип "голографичности" как развитие и конкретизация принципа укрупнения дидактических единиц; определены дидактические условия их реализации;
на основе обобщения целей и функций общеобразовательного курса информатики и анализа требований к современной системе образования в области информатики уточнены основные компетенции, которые должны быть сформированы у обучаемых в процессе прохождения курса и которые рассматриваются как ожидаемые результаты реализации разработанной методической системы обучения.
Практическая значимость исследования состоит в том, что его основные результаты могут быть использованы для:
модернизации школьного и вузовского образования по информатике в целях повышения качества обучения, преемственности курсов на базе общего понятийного аппарата, основных объектов изучения и методов их изучения;
совершенствования системы субъектно-ориентированного обучения информатике, развивающего способности ориентироваться и принимать решений в условиях современной информационной среды;
разработки образовательных стандартов и технологий обучения в контексте деятельностной, субъектно-ориентированной парадигмы образования;
совершенствования программно-методического комплекса обучения информатике;
разработки учебников и методических пособий по курсу информатики для разных ступеней обучения.
Практическая значимость исследования заключается также в том, что материалы и результаты исследования применялись при активном участии автора диссертации для:
разработки программ курса информатики для 8-11 классов общеобразовательной школы и 10-11 классов гуманитарного профиля;
создания учебных пособий "Информация и информационные процессы", "Моделирование и формализация", "Логика в информатике", учебника для профильного курса информатики гуманитарного направления "Информатика. Систематический курс"; учебник и одно учебное пособие рекомендованы ФЭС МО РФ.
разработки программно-методических комплексов для изучения отдельных модулей курса информатики: "Информационное моделирование", "Информационные и телекоммуникационные технологии" (экономический профиль обучения), "Основы алгоритмизации и программирования".
Достоверность и обоснованность результатов исследования
обусловлены теоретической обоснованностью базовых положений
исследования и практической реализацией отдельных элементов
построенной методической системы обучения; опорой основных положений
на достижения педагогической науки; соблюдением логики системного
подхода; рациональным сочетанием теоретических и эмпирических методов
исследования, адекватных его цели и задачам; количественным и
качественным анализом результатов проведенного опытно-
экспериментального исследования; широтой апробации результатов исследования.
На защиту выносятся следующие основные положения:
Современную методическую систему обучения информатике целесообразно строить на основе системного и деятельностного подходов, последний из которых рассматривается как приоритетный, что позволяет сочетать фундаментальность образования в области информатики с его практической направленностью.
Применение деятельностного подхода на этапе конструирования содержания позволяет с достаточной степенью полноты отразить основные объекты изучаемой области действительности и способы деятельности в данной области, а также обосновать обобщенную структуру деятельности в области информатики в отличие от той ее части, которая в большей степени связана с computer science.
Модель содержания обучения, построенная на основе комплексного анализа основных объектов изучаемой области действительности, отраженных в системе знаний базовой науки информатики, и видов деятельности в данной области, позволяет использовать ее при разработке содержания обучения непрерывного курса информатики, а именно:
обоснованно дифференцировать содержание обучения информатике для разных ступеней обучения - начального, базового, профильного и вузовских курсов;
обеспечить преемственность школьного и вузовского образования в области информатики на основе совместимости основных объектов изучения и аспектов их изучения, понятийного аппарата, методических принципов;
уточнить дидактические основы применения таких форм обучения, как работа над учебными проектами, создание различных сред и т.п.
4. Отбор содержания и построение методики обучения информатике целесо
образно строить с учетом принципа "двойного вхождения" системообра
зующих содержательных линий в содержание обучения, а именно: каждая
из базисных содержательных линий должна входить общую структуру
двояко - как в качестве отдельного самостоятельного модуля (рассматриваться как объект изучения), так и в качестве "сквозной" линии по отношению ко всем другим модулям (задавать аспект изучения). 5. Построение методики обучения информатике целесообразно строить с учетом принципов цикличности, "голографичности" и антропоцентризма. Принцип "голографичности" рассматривается как развитие принципа укрупнения дидактических единиц, при котором в каждом учебном элементе соединяются содержательный и деятельностный аспекты. Принцип антропоцентризма учитывается в нескольких аспектах, один из которых (герменевтический) связан с выбором методов и средств, реализующих обучение через понимание, другой (ролевой) отражает методическую целесообразность четкого определения роли обучаемого в каждый момент учебного процесса.
Апробация результатов исследования. Материалы, основные положения и результаты исследования докладывались и обсуждались в течение 1995-2001 годов на многочисленных конференциях и научно-практических семинарах, в том числе на международных научных конференциях: "Открытое и дистанционное образование как стратегия развития" (Москва, 1997), "Информационные технологии в обучении" (Москва, 1997, 2000, 2001), "Качество инженерного образования" (Тамбов, 2001); на всероссийских конференциях: "Педагогические проблемы в контексте перехода на многоуровневую систему образования" (Липецк, 1996), "Педагогический менеджмент и прогрессивные технологии в образовании" (Пенза, 1997), "Новые информационные технологии в образовании" (Воронеж, 1998), "Опыт разработки и внедрения в учебный процесс вуза новых образовательных технологий" (Липецк, 1999, 2000); на межвузовских конференциях: "Актуальные проблемы информатики и информационных технологий" (Тамбов, 1999, 2000, 2001); на научно-практических семинарах: "Тенденции становления и развития информационного бизнеса в России" (Тамбов, 1999, 2000), "Качество информа-
ционных услуг" (Тамбов, 1998, 1999), "Развитие методической системы информатики" (Санкт-Петербург, 2000); на заседаниях УМО вузов "Информационная среда профессиональной подготовки специалиста" (Москва, Тамбов, 1998, 1999); на заседаниях лабораторий "Информационные технологии в обучении" (ТГТУ), "Методика обучения информатике" (ИОСО РАО).
Внедрение научных результатов исследования осуществлялось в процессе публикации учебников, учебных и методических пособий, статей, научно-методических и дидактических материалов общим объемом более 90 п.л., а также при организации и проведении опытно-экспериментальной работы на базе Тамбовского государственного технического университета, Тамбовского государственного университета им. Г.Р.Державина, Тамбовского областного института повышения квалификации работников образования, областного физико-математического и лингво-математического лицеев, средних школ г.Тамбова, при чтении лекций для слушателей курсов повышения квалификации учителей информатики при ТОИПКРО, курсов по педагогике для аспирантов и ассистентов в Институте инженерной педагогики при ТГТУ, в процессе проведения занятий по информатике у студентов экономического факультета ТГТУ и психологического факультета ТГУ им. Г.Р.Державина.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений.
Современное образование и дисциплины информационного цикла
В методологии современного научного познания важную роль занимает системный подход, в соответствии с которым сделана попытка организовать данное исследование. Поскольку системный подход предполагает, в частности, рассмотрение изучаемого объекта как подсистемы некой более широкой системы, в которой он существует, функционирует и развивается, постольку анализ учебного курса информатики целесообразно начать с выявления основных аспектов развития современного образования и с выявления места информатики в общей системе образования и общественно-культурной жизни в целом.
Какое же образование можно назвать современным? Каковы его основные черты и важнейшие характеристики? В каком направлении оно развивается? Какие тенденции развития ему присущи? Размышлениям на эту тему посвящены работы [82, 97, 114, 127, 163, 180, 220, 307, 352, 355, 381, 397, 416, 427, 432, 444, 459, 463 и др.]. Их анализ показывает, что основными качествами образования, соответствующего современным требованиям к нему, выступают открытость, доступность, гуманизация, гуманитаризация, информатизация, интерактивность, использование информационных гипертехнологий (гипертекст, гипермедиа), диверсификация и усложнение преподавательской деятельности, личностно-ориентированная направленность методик обучения, центрированность на личности обучаемого, стимулировании его активности, стремление к организации гибкого адаптивного учебного процесса и т.п.
Конечно, образование - явление сложное и многоаспектное, выявить все тенденции его развития вряд ли возможно и необходимо, но основные среди них следующие:
1. Изменение научных мировоззренческих моделей мира.
2. Укрепление позиций открытого образования.
3. Гуманизация, изменение ролей педагога и обучаемого в процессе обучения.
4. Гуманитаризация, возрастание роли принципа антропоценризма в ряду дидактических принципов.
5. Переориентация технологий обучения с информационно-иллюстративного к деятельностному подходу к обучению.
6. Вариативность, широко используемая при организации обучения, выборе его структуры, содержания, педтехнологий; снижение роли директивных методов управления учебным процессом.
7. Разнообразие и совершенствование форм обучения, развитие дистанционных форм на базе широкого использования средств телекоммуникации.
8. Внедрение в учебный процесс средств обучения, базирующихся на использовании компьютерных и телекоммуникационных технологий; информатизация образования.
9. Изменение роли образования и его институтов в современном обществе.
Рассмотрим кратко каждое из перечисленных положений и определим, каким образом оно отражается в развитии информатики как учебного курса. Начнем с последнего. Для этого целесообразно рассмотреть онтологию образования, понять, какое содержание вкладывается в термин "образование", определить, какие именно объекты, процессы, явления составляют сущность образования.
Многозначность термина "образование" определяется, с одной стороны, его важностью, как для каждого отдельного человека, так и для всего общества, с другой стороны, многообразием отношений, видов и сфер деятельности, отражаемых в этом понятии. Место образования в жизни общества во многом определяется той ролью, которую играют в общественном развитии знания людей, их опыт, умения, навыки, нравственные качества, способность к самосовершенствованию и самореализации, возможности развития своих профессиональных и личностных качеств.
По мнению специалистов, термин "образование" в настоящее время обозначает, как минимум, три взаимосвязанных объекта:
- специально организованную систему передачи опыта;
- процесс передачи опыта - "культуры поведения" (почти синоним термина "обучение");
- результат - суммарный или частичный опыт, приобретенный или приобретаемый человеком в системе образования [235; 1].
Основы деятельностного подхода
В документах последних лет все чаще в качестве важного направления изменения методической системы обучения называется разработка деятель-ностного компонента содержания, то есть включение в обязательный минимум содержания образования специально отобранных способов деятельности, техник и технологий, ключевых компетенций и иных процедурных элементов, которыми необходимо овладеть ученику [440; 17].
Уместно вспомнить утверждение А.Н.Леонтьева: "При исследовании истории возникновения и развития психики выявляется тот капитальный факт, что возникновение и развитие психики имеет в своей основе усложнение образа жизни живых существ, усложнение их деятельности, которая осуществляет их связь с внешним миром. Можно сделать общий вывод, что каков образ жизни живого существа, такова и форма его психического отражения. Или, иными словами, каково строение его деятельности, таково и строение психического отражения реальности" [225; 82].
Возрастание интереса в дидактике к категории "деятельность" в последние годы связано с поиском новых эффективных методов и технологий обучения. В наше время, когда "поколения вещей и идей сменяются быстрее, чем поколения людей" [165; 2], и когда от принципа "образование на всю жизнь" происходит переход к принципу "образование через всю жизнь" [165; 5], учение становится одной из основных форм человеческой деятельности. Через процесс учения человек усваивает опыт поколений, получает информацию для познания мира. В процессе учебной деятельности формируется личность.
В педагогике учение как деятельность впервые рассматривается, пожалуй, в трудах А.Дистервега. В XX веке деятельностный подход интенсивно разрабатывался в философии, логике, психологии, теории управления, педагогике, дидактике конкретных дисциплин (С.Г.Батищев, А.В.Брушлинский, П.Я.Гальперин, В.В.Давыдов, В.П.Зинченко, Н.С.Злобин, А.А.Измайлова, И.Т.Касавин, А.Н.Леонтьев, А.Л.Никифоров, С.Л.Рубинштейн, В.В.Рубцов, Н.Ф.Талызина, В.С.Швырев, Г.И.Щукина, Э.Г.Юдин и др.). Можно считать, что уже выработаны надежные ориентиры и прочная основа для последовательного осуществления деятельностного подхода применительно к построению методических систем обучения. По отношению к курсу информатики это особенно актуально, учитывая, его практикоориентированную направленность. При разработке методической системы обучения информатике с учетом основных положений деятельностного подхода целесообразно проводить согласование целей, задач, пересмотр содержания обучения, развитие дидактических принципов, переосмысление форм учебной деятельности, встраивание новых средств обучения и контроля.
Проблема деятельности в современной педагогике не сводится только к исследованию закономерностей учебной деятельности или особенностей познания реальных объектов в процессе оперирования с этими объектами или их моделями. Она рассматривается значительно шире и чем просто виды и способы учебной деятельности, сопряженные с изучаемыми образовательными, областями, отдельными предметами, их разделами и темами. Но прежде чем рассматривать феномен деятельности с позиций педагогики, обратимся к тому, как эта проблема решается в философском и психологическом контекстах.
В отечественной психологии проблема деятельности активно разрабатывается с двадцатых годов, хотя деятельностныи подход имеет значительно более глубокие корни. Еще Аристотель писал: "То, что мы должны делать, предварительно научившись, мы учимся делать только тогда, когда делаем именно это" (цит. по [182; 22]). Идея деятельностного начала содержится в работах Г.В.Лейбница.
Как философская категория деятельность рассматривается в следующих аспектах: объяснительный принцип, предмет научного изучения, объект проектирования, объект управления, ценность [123, 258, 407, 408, 445 и др.]. Все эти аспекты важны при построении методической системы обучения: при определении целей и задач обучения, отборе содержания, выборе формы представления учебного материала, построении системы учебных задач, организации контроля результатов обучения. Мы считаем, что в педагогике деятельность вполне обоснованно рассматривается и как методологический принцип.
Вопросы методики преподавания линии "Информация и информационные процессы"
В научных исследованиях и педагогике нередко сложнее всего бывает с интуитивно ясными понятиями. У каждого есть представление о том, что такое бесконечность, добро, жизнь. Но дать строгие определения этих терминов или объяснить, чем жизнь отличается от не жизни, каковы критерии добра или каким образом наглядно представить бесконечность, вряд ли под силу современной науке. Интуитивное представление об информации есть у каждого из нас. Информация сопровождает человечество с момента его зарождения и играет существенную роль в жизни. Почему же тогда трактовок понятия "информация" сколько же, сколько исследователей, занимающихся этим вопросом? Нужно ли говорить со школьниками о предмете, о котором, с одной стороны, у каждого уже имеется интуитивное представление, а с другой стороны - нет еще полной ясности в науке? А если нужно, то в каком аспекте, с какой целью, на каком уровне детализации, какой результат ожидать?
На наш взгляд, ответ однозначен - говорить об этом нужно, тем более, если хотим, чтобы образование было действительно открытым, развивающим и давало системные знания. А дело методики - найти наиболее адекватные методы, формы и средства раскрытия этих вопросов на разных ступенях обучения.
Мировоззренческое значение вопросов, традиционно относящихся к содержательной линии "Информация и информационные процессы", для образовательного курса информатики трудно переоценить. С разных точек зрения оно раскрывается в работах С.А.Бешенкова, Ю.Ю.Власовой, К.К.Колина, Н.В.Матвевой, В.Сергиевского, С.А.Христочевского и др.
В рамках нашего исследования важно, что в структуре курса как некоторой системе эта линия по существу является системообразующим компонентом системы, ее базисом. Чем же обуславливается важность для информатики вопросов, относящихся к линии "Информация и информационные процессы"? Прежде всего, тем значением, которое имеет основное для этой линии понятие "информация" в современной жизни и, в частности, в науке. Без преувеличения можно сказать, что феномен информации - одна из наиболее жарко обсуждаемых проблем современной науки.
Интересно проследить становление этого понятия в образовательном курсе информатики. Мы говорим о становлении понятия именно в учебном курсе, а не в науке, поскольку их пути различны.
В науке XX века путь вхождения понятия информации в научный тезаурус хорошо известен - под информацией понималось следующее: сведения (прежде всего сенсационные) в журналистике —» сообщения, передающиеся по каналам связи, в теории информации - содержание управляющиго воздействия, а также сведения о состоянии объекта управления, передаваемые по каналам обратной связи, в кибернетике - важная функция, отличающая живое от неживого, в философии, биологии — неотъемлемый атрибут материи, ее семантическое свойство в физике, ин-формациологии и пр.
Многочисленные дискуссии высветили наличие в основном трех принципиально отличающихся друг от друга позиций, охарактеризованных В.Сергиевским следующим образом:
атрибутисты полагают, что информация - атрибут материи, она содержится во всех элементах и системах объективной реальности, она существовала и существует вечно;
функционалисты отрицают существование информации в неживой природе. По их мнению, информационные процессы реализуются в самоуправляемых (биологических) и управляемых системах;
антропоцентристы ограничивают сферу информации главным образом социальными системами и определяют ее как содержание сигнала, полученного системой из внешнего мира [370; 22].
Сам В.Сергиевский интерпретирует феномен информации с использованием аппарата семиотики. Под информацией он понимает "неоднородность распределения вещества и энергии в пространстве-времени в единстве их семантических, синтаксических и прагматических характеристик" [там же].
К.К.Колин, позиция которого нам наиболее близка, соотносит информацию с всеобщим семантическим свойством материи, играющим определяющую роль в эволюционных процессах живой и неживой природы, человеческого общества [176; 8].
