Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Особенности применения индивидуально ориентированного обучения программированию на уроках информатики в школе 14
1.1 Обоснование целесообразности применения индивидуально ориентированного обучения информатике в школе 14
1.2 Ретроспективный анализ методик обучения программированию в школе 21
1.3 Сущностно-содержательная характеристика индивидуальной траектории обучения программированию 31
Выводы по первой главе 43
Глава 2 Моделирование процесса обучения школьников программированию на основе индивидуально ориентированного подхода 46
2.1 Моделирование процесса проектирования и реализации индивидуальных траекторий обучения школьников программированию на базовом уровне 46
2.2. Педагогические условия и критерии эффективного функционирования ЯП разработанной модели
2.3. Автоматизация процесса проектирования индивидуальных траекторий обучения школьников программированию на базовом уровне 102
Выводы по второй главе 120
Глава 3. Опытно-экспериментальная апробация модели построения и реализации ито в процессе обучения школьников программированию на базовом уровне 123
3.1 Описание практической апробации разработанной модели в реальных условиях учебно-воспитательного процесса 123
3.2 Анализ результатов эксперимента 140
Выводы по третьей главе 152
Заключение 154
Библиографический список
- Ретроспективный анализ методик обучения программированию в школе
- Сущностно-содержательная характеристика индивидуальной траектории обучения программированию
- Педагогические условия и критерии эффективного функционирования ЯП разработанной модели
- Описание практической апробации разработанной модели в реальных условиях учебно-воспитательного процесса
Введение к работе
Актуальность исследования. Алгоритмизация и программирование -неотъемлемая часть школьного курса информатики и информационно-коммуникационных технологий (ИКТ), играющая важную роль в развитии логического и алгоритмического стилей мышления учащихся. Место алгоритмизации в школьном курсе информатики определено Федеральными государственными образовательными стандартами (ФГОС) от 15.12.2010 года. В качестве предметных результатов изучения информатики обозначены: «развитие алгоритмического мышления, необходимого для профессиональной деятельности в современном обществе; развитие умений составить и записать алгоритм для конкретного исполнителя; формирование знаний об алгоритмических конструкциях, логических значениях и операциях; знакомство с одним из языков программирования и основными алгоритмическими структурами - линейной, условной, циклической». Вместе с тем «методологической основой Стандарта является системно-деятельностный подход, который обеспечивает построение образовательного процесса с учетом индивидуальных, возрастных, психологических и физиологических особенностей обучающихся». Поэтому перед учителем информатики и ИКТ стоит задача индивидуализации процесса обучения алгоритмизации и программированию. Учитель должен учитывать интересы, способности и степень обученности каждого учащегося, поскольку как начальные знания в области программирования, так и конечная цель обучения у школьников различна. Решением этой проблемы может стать проектирование и реализация индивидуальных траекторий обучения (ИТО) в процессе изучения школьниками программирования на базовом уровне, которая основывается на индивидуально ориентированном обучении.
Индивидуально ориентированное обучение, опираясь на то, что личность -это единство психических свойств, составляющих её индивидуальность, реализуя своей технологией важный психолого-педагогический принцип индивидуального подхода, согласно которому в учебно-воспитательной работе учитываются индивидуальные особенности каждого обучающегося, создаёт оптимальные условия, содействующие развитию личности посредством возвратной ведущей учебной деятельности (А.А. Ярулов). Технология дифференцированного обучения - основа индивидуально ориентированной системы, которая позволяет обучать в одном классе детей с разными способностями. Накоплен значительный потенциал идей дифференцированного обучения в психолого-педагогической литературе как по отдельным дисциплинам, так и в плане методического рассмотрения проблемы в целом (А.А. Бударный, И.Д. Бутузов, Р.Б. Вендровская, Е.Я. Голант, И.А. Зимняя, А.А. Кирсанов, В.М. Монахов, И.М. Осмоловская, Е.С. Рабунский, И.Э. Унт, И.С. Якиманская и др.). Применение дифференцированного обучения, в процессе изучения школьниками программирования, отражено в ряде работ (С.А. Бешенков, Т.А. Бороненко, И.Е. Вострокнутов, И.Б. Готская, В.В. Гриншкун, Т.В. Добудько, М. М. Жалдак, О.А. Козлов, А.А. Кузнецов, М.П. Лапчик, И.В. Марусева, Н.И. Пак,
Ю.А. Первин, В.И. Пугач, Н.И. Рыжова, И.Г. Семакин, Н.В. Софронова, Е.К. Хеннер, М.В. Швецкий и др.). Однако обычно основой дифференциации обучения при изучении программирования является разбиение на группы по инициативе учителя, без учета мотивов и потребностей школьников. Основным критерием дифференциации является степень обученности в области программирования. Кроме того, не осуществляется рефлексия процесса обучения школьников, которую можно реализовать за счет построения индивидуальных траекторий обучения, под которыми будем понимать последовательность индивидуально подобранных заданий, выполненных учащимся в процессе изучения раздела учебной дисциплины. Построение ИТО в реальных условиях учебно-воспитательного процесса школы возможно только за счет автоматизации этого процесса, поскольку учитель одновременно работает с большим количеством школьников и не в состоянии сформировать и запомнить индивидуальную траекторию обучения каждого ученика.
Изложенное позволило выявить следующие противоречия:
между высоким педагогическим потенциалом использования индивидуальных траекторий обучения школьников программированию и недостаточным теоретико-методическим и информационно-технологическим обеспечением этого процесса;
между большим разбросом в обученности, обучаемости и мотивации школьников при обучении программированию на базовом уровне и неразработанностью методик обучения, учитывающих эти особенности школьников;
между индивидуальным характером учения и недостаточной разработанностью методических основ обеспечения индивидуализации в обучении программированию.
На основе выделенных противоречий была определена проблема исследования: какова должна быть модель процесса проектирования и реализации индивидуальных траекторий обучения школьников программированию на базовом уровне?
В соответствии с проблемой определена тема исследования -«Проектирование и реализация индивидуальных траекторий обучения школьников программированию на базовом уровне».
Объект исследования - процесс обучения школьников программированию на базовом уровне.
Предмет исследования - процесс проектирования и реализации индивидуальных траекторий обучения школьников программированию на базовом уровне.
Цель исследования - разработка, теоретическое обоснование и опытная апробация модели процесса проектирования и реализации индивидуальных траекторий обучения школьников программированию на базовом уровне.
Гипотеза исследования: если разработана и апробирована модель процесса проектирования и реализации индивидуальных траекторий обучения школьников программированию, учитывающая индивидуальные особенности учащихся,
позволяющая формировать учебные группы на основе тестирования и с учетом намерений и пожеланий учащихся, и выполнен комплекс педагогических условий, способствующий эффективному функционированию разработанной модели, то возможно организовать обучение программированию по индивидуальным траекториям, которые повысят эффект обучения по критериям: обученность, мотивация и психологический климат.
Проблема, цель и гипотеза определили следующие задачи исследования:
Изучить состояние проблемы применения индивидуально ориентированного подхода в процессе обучения школьников программированию.
Определить сущность и структуру понятия «индивидуальная траектория обучения школьников», выделить специфику понятия для обучения программированию на базовом уровне.
Разработать модель процесса проектирования и реализации индивидуальных траекторий обучения школьников программированию на базовом уровне и диагностический инструментарий, обеспечивающий индивидуализацию процесса обучения школьников программированию на базовом уровне.
Выявить и обосновать комплекс педагогических условий и разработать критерии эффективного функционирования модели.
Экспериментально проверить эффективность разработанной модели в процессе обучения школьников программированию на базовом уровне.
Методологическую основу исследования составили: философские, психологические, педагогические концепции, раскрывающие многоаспектную природу индивидуального обучения как предмета междисциплинарного исследования; индивидуально ориентированного и деятельностного подходов в процессе обучения школьников программированию, психолого-педагогических подходов к пониманию категории «индивидуальная траектория обучения».
Общетеоретическую основу исследования составили:
теория деятельностного подхода в обучении (С.Л. Рубинштейн, Л.С. Выготский, А.Н. Леонтьев, Э.В. Ильенков, В.В. Давыдов и др.);
теория индивидуализации и дифференциации обучения (А.В. Хуторской, О.С. Газман, А.Н. Тубельский и др.);
теория проектирования траекторий обучения и программ (В.П. Беспалько, B.C. Мерлин, Н.В. Рыбалкина, Н.Н. Суртаева, А.П. Тряпицына, А.Н. Тубельский, А.В. Хуторской и др.);
концепция педагогической помощи и поддержки ребенка в образовании (Т.В. Анохина, В.П. Бедерханова, О.С. Газман, А.В. Иванов, Н.В. Иванова, Н.Б. Крылова, Т.А. Мерцалова, Н.Н. Михайлова, Н.В. Пакулина, Т.В. Фролова, Н.Е. Харитонова, СМ. Юсфин, и др.);
концепция индивидуально-ориентированного обучения (А.Ж. Жафяров, А.А. Кирсанов, Е.А. Климов, Е.А. Суханова, И.С. Якиманская, А.А. Ярулов и др.);
исследования, посвященные внедрению в школьную информатику новейших языков и сред программирования (В.В. Бондаренко, И.Е. Вострокнутов, Я.М. Глинский, А.Н. Гуржий, М.И. Жалдак, Р.И. Заболотный, И.А. Завадский,
Т.П. Караванова, В.И. Мельник, Н.В. Морзе, Ю.Я. Пасихов, Ю.С. Рамський, А.Н. Спирин и др.);
исследования, связанные со средствами обучения, в том числе, компьютерными (В.Ю. Быков, В.П. Волынский, A.M. Гуржий, М.И. Жалдак, Ю.А. Жук, Г.П. Лаврентьева, В.В. Лапинский, Е.В. Малкина, М.П. Шишкина, М.И. Шут и др.);
фундаментальные и прикладные исследования в области информатизации образования (С.А. Бешенков, И.Е. Вострокнутов, Б.С. Гершунский, С.Г. Григорьев, В.В. Гриншкун, Е.В. Данильчук, А.П. Ершов, О.А. Козлов, Г.А. Кручинина, Е.И. Машбиц, С. Пейперт, Е.С. Полат, И.В. Роберт, В.М. Соколов, Tim S. Roberts и др.).
Существенной предпосылкой исследования стали труды по теории и методике обучения информатике, выполненные А.Г. Гейн, А.П. Ершовым, В.А. Кайминым, А.А. Кузнецовым, Н.В. Макаровой, И.Г. Семакиным, Н.В. Софроновой, Н.Д. Угринович, Н.А. Юнерман и др.
Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:
теоретические: анализ философской, психологической, научно-педагогической литературы, содержания стандарта среднего (полного) общего образования по информатике, учебных пособий и учебников по информатике за курс средней школы, в частности раздел по программированию;
сравнение и обобщение опыта в обучении школьников программированию на базовом уровне в контексте проводимого исследования;
выдвижение рабочих гипотез и разработка теоретических положений построения индивидуальных траекторий обучения учащихся средней школы;
планирование педагогического эксперимента, моделирование, анализ статистических данных, полученных на разных этапах педагогического эксперимента, математические методы обработки статистической информации;
эмпирические: наблюдение за учебной деятельностью учащихся средней школы в процессе обучения программированию, беседы с учащимися, преподавателями информатики в школе, анкетирование учащихся, тестирование и педагогический эксперимент.
Этапы проведения исследования. Исследование проводилось с 2007 по 2012 годы.
Проблемно-поисковый этап (2007-2008 г.г.) включал изучение и анализ философской, социальной, психолого-педагогической и технической литературы по проблеме исследования, проводилось наблюдение и анализ опыта работы учителей информатики с целью исследования возможности применения основ вариативного образования и построения индивидуальных траекторий обучения школьников программированию на базовом уровне, а также обосновывались и анализировались причины выбора раздела информатики «Алгоритмизация и программирование»; формулировался понятийный аппарат, определялись цель, задачи, гипотеза исследования.
Экспериментальный этап (2008-2010 г.г.) включал поисковый эксперимент: осуществлялась теоретическая разработка диссертационной проблемы; уточнялось понятие индивидуальной траектории обучения учащихся; определялась концептуальная модель проектирования индивидуальных траекторий обучения учащихся; выявлялись и обосновывались возможности влияния развертывания индивидуальных траекторий обучения учащихся программированию на формирование алгоритмического мышления и логики, повышение уровня мотивации и рефлексии, уменьшение показателей общей тревожности, переживание социального стресса, страха социального стресса, самовыражения и ситуации проверки знаний; разрабатывалась методика проектирования и реализации индивидуальных траекторий обучения учащихся в процессе обучения программированию на базовом уровне.
Обобщающий этап (2010-2012 г.г.) характеризовался обобщением результатов теоретического и эмпирического исследований, систематизацией результатов исследования. Сформулированы выводы, описаны полученные результаты, уточнены и опубликованы методические рекомендации, статьи в научных журналах, оформлены материалы в форме диссертации.
Базой исследования была выбрана МБОУ СОШ № 21 города Норильска. Всего в эксперименте приняло участие 265 учеников.
Научная новизна исследования заключается в том, что:
разработана модель процесса проектирования и реализации индивидуальных траекторий обучения школьников программированию на базовом уровне, содержащая этапы реализации (ценностно-ориентационный, организационно-технологический и контрольно-рефлексивный), и основные компоненты: цель, задачи, содержание, методы, формы и средства обучения;
выявлен комплекс педагогических условий эффективного функционирования модели процесса проектирования и реализации индивидуальных траекторий обучения школьников программированию на базовом уровне;
предложены критерии эффективности функционирования модели процесса проектирования и реализации индивидуальных траекторий обучения школьников программированию на базовом уровне.
Теоретическая значимость исследования заключается в том, что его результаты вносят вклад в теорию и методику преподавания информатики в системе общего образования: в работе уточнены сущность и структура понятия «индивидуальная траектория обучения школьников программированию на базовом уровне»; разработан инструментарий, обеспечивающий индивидуализацию процесса обучения школьников программированию на базовом уровне. Разработанный процесс проектирования и реализации индивидуальных траекторий при обучении школьников программированию развивает идеи теории дифференцированного обучения.
Практическая значимость исследования состоит в том, что: - разработанная модель процесса проектирования и реализации индивидуальных траекторий обучения школьников программированию на
базовом уровне является универсальной и может быть использована учителями, преподавателями, методистами при организации процесса обучения информатике как в средней школе, так и с учетом возрастных особенностей в учреждениях начального и среднего профессионального образования;
разработаны разноуровневые практические задания, предоставляющие возможность реализации индивидуального подхода при обучении программированию на базовом уровне;
разработаны и апробированы с целью автоматизации процесса проектирования индивидуальных траекторий обучения: клиент-серверная тестовая оболочка, автоматизированная система построения индивидуальных траекторий обучения, электронный журнал, дидактические материалы, поурочные разработки с применением информационных и коммуникационных технологий.
Положения, выносимые на защиту:
Индивидуальная траектория обучения школьников программированию отражает объединенный результат деятельности учителя и учащихся по реализации последовательно задаваемых целей, выстраиваемых в процессе изучения школьником программирования. В основе процесса проектирования и реализации индивидуальных траекторий обучения школьников программированию на базовом уровне лежит дифференциация обучающихся на группы на основе кластерного анализа результатов диагностики мотивации, обученности и обучаемости учащихся, корректируемая путем педагогического воздействия учителя и учета пожеланий и намерений учащихся.
В модели процесса проектирования и реализации индивидуальных траекторий обучения школьников программированию на базовом уровне реализовано соответствие технологий обучения обобщенным характеристикам типичных учебных групп: группа с высоким уровнем обучаемости - технологии на развитие креативности учащихся, группа с высокой мотивацией -продуктивные технологии обучения; группа со средними и ниже среднего показателями - технологии репродуктивного обучения. Организация обучения школьников программированию на базовом уровне на основе разработанной модели включает следующие последовательно реализуемые этапы: ценностно-ориентационный, организационно-технологический и контрольно-рефлексивный, и основные компоненты: цель, задачи, содержание, методы, формы и средства обучения. Контрольно-рефлексивный этап предполагает использование диагностического инструментария для определения уровней обученности, обучаемости и мотивации.
Эффективность функционирования модели обеспечивается выполнением комплекса педагогических условий:
организация совместной деятельности учителя и ученика, направленной на реализацию индивидуальных способностей каждого учащегося в области программирования на основе педагогического воздействия учителя и учета пожеланий и намерений учащихся;
наличие у учителя информации об обученности, обучаемости и мотивации учения программированию каждого ученика;
автоматизация процесса проектирования индивидуальных траекторий обучения школьников программированию;
осуществление учителем целенаправленной и систематической работы по повышению мотивации ученика к освоению основ программирования;
создание благоприятного психологического климата на уроках информатики;
построение классной и внеклассной (за счет факультативных и элективных курсов) самостоятельной работы учеников на вариативной основе.
4. Критерии эффективности функционирования модели процесса проектирования и реализации индивидуальных траекторий обучения школьников программированию на базовом уровне: изменение уровня обученности программированию; изменение психологического климата на уроках информатики, повышение мотивации школьников к обучению программированию - отражают уровень индивидуализации обучения школьников программированию на базовом уровне.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка используемой литературы и приложений.
Ретроспективный анализ методик обучения программированию в школе
В конце 70-х годов прошлого столетия была обоснована необходимость включения в структуру общего образования курсов, отражающих науки, изучающие информационные, кибернетические стороны мира (В.С. Леднев [114]); была разработана концепция школьной информатики (А.П.Ершов, А.А. Кузнецов, Г.А. Звенигородский, В.М, Монахов, Ю.А. Первин и др.[62]).
1985 г. характеризуется включением в учебные планы школ обязательного курса «Основы информатики и вычислительной техники». Один из идеологов - АЛ. Ершов, видел цель курса в обеспечении компьютерной грамотности школьников, под которой понималось умение программировать [61]. Соответственно, основными понятиями курса были «компьютер», «исполнитель», «алгоритм», «программа». Для преподавания курса использовался первый школьный учебник по информатике, составленный авторским коллективом под руководством А.П. Ершова и В.М. Монахова. В 1985-1986 гг. было разработано первое учебного пособия по информатике (А.П. Ершов, В.М.Монахов, А.А. Кузнецов, С.А. Бешенков, А.С. Лесневский, Э.И. Кузнецов, М.П. Лапчик и ДР-[156]).
На преподавание курса ОИВТ было выделено 1-2 часа в неделю (соответственно, безмашинный и машинный варианты) в 9-10 классах. Учащиеся овладевают новыми мыслительными операциями, новым взглядом на окружающий их мир. У них формируются навыки планирования работы исполнителей, привычка к точному и полному описанию этих действий, представление о способах анализа систем и навыки такого анализа. Все это было условно названо «процедурным» или «алгоритмическим» мышлением. Для сторонников введения информатики как отдельного предмета было важно, что традиционный курс математики, который (и это - одно из бесспорных достижений советской школы) ответствен за формирование у учащихся приемов «абстрактного мышления», никогда не ориентировался (да и теперь не ориентируется) на формирование «алгоритмического мышления». И это естественно; «математики» и «вычислители» - носители различных «взглядов на мир». В то же время есть все основания полагать, что формирование алгоритмического мышления способствует повышению уровня современной математической подготовки школьников, а «математическая культура» - необходимое условие для эффективного обучения информатике.
Необходимо отметить, что во всех учебниках школьного курса информатики были предусмотрены разноуровневые задания. Например, в учебнике «Основы информатики и вычислительной техники» (ОИВТ) под редакцией А.П. Ершова в конце учебника (с. 101) были предложены упражнения для самостоятельной работы, большая часть из которых повышенной сложности [60].
Введение в школе ОИВТ в 1-й половине 90-х гг. обеспечено программой и пробными учебными и методическими, пособиями. Часть двухгодичного курса посвящена изучению алгоритмического языка (т.н. учебный алгоритмический язык) и элементарных приёмов программирования с его использованием. Алгоритмический язык выполняет две функции: позволяет стандартизировать, придать единую форму всем рассматриваемым в курсе алгоритмам, что важно для формирования алгоритмической культуры школьников; обеспечивает пропедевтическое изучение языков программирования. Кроме того, в условиях, когда многие школы ещё не располагают ЭВМ, алгоритмический язык является оптимальным языком, ориентированным на использование команд человеком. В вводной части курса даётся представление об информации и её обработке, а также рассматриваются начальные сведения об ЭВМ. Перед изучением алгоритмического языка вводится понятие алгоритма, рассматриваются свойства алгоритмов, способы их описания, примеры алгоритмов и их исполнителей (человек, ЭВМ и др.). Система команд языка, его понятия и конструкции рассматриваются в следующей последовательности: простые и составные команды, условия и команды повторения и ветвления, вспомогательные алгоритмы, составные условия, таблицы величин. Программа представлена двумя блоками (1-9-е классы и II - 10-11-е классы). в первом блоке изучение алгоритмического языка завершается и закрепляется разделом, посвящённым построению алгоритмов для решения задач из курсов математики, физики и химии; во втором - рассматриваются принципы устройства и работы ЭВМ; предполагается знакомство учащихся с программированием. Предусмотрено сопоставление алгоритмического языка и языка программирования. Приводятся такие сведения о языке, как алфавит языка, представление данных, переменные, основные команды (ввод, вывод, присваивание, управление исполнением программы), подпрограммы и стандартные функции языка; даётся представление о программном обеспечении ЭВМ, о роли ЭВМ в современном обществе и перспективах развития вычислит, техники. В первом пробном учебном пособии для средних учебных заведений «Основы информа-тики и вычислительной техники», под редакцией АЛ. Ершова и В.М. Монахова (ч. 1-2, 1985-86) [155], программный материал несколько конкретизирован, незначительно изменены порядок изложения и степень детализации отдельных вопросов. Основным средством программирования выступает некий учебный алгоритмический язык. Дополнительно к командам, отмеченным в программе, рассмотрены команды для работы с графической информацией. Для их реализации даётся представление об исполнителе, который может двигаться и рисовать на плоскости. В первой части пособия приводятся сведения о микрокалькуляторе и примеры работы с ним, во второй - учащиеся знакомятся с языками программирования рапира и бейсик
Сущностно-содержательная характеристика индивидуальной траектории обучения программированию
Подводя итог краткого обзора имеющихся позиций относительно понимания содержания обучаемости, следует отметить, что среди исследователей пока еще не достигнуто единство в понимании структуры данного психологического феномена. Практически все исследователи обучаемости сходятся в том, что необходимо различать познавательные способности и обучаемость, считая, что специфическое преломление познавательных способностей в учение является фундаментом развития обучаемости, но они не сводимы друг к другу.
В случае недостаточной сформированности какого-либо компонента, полноценного развития обучаемости не происходит. В образовательном процессе распространены ситуации, когда у щкольника развита мотивация, но не проявляется трудолюбие (или наоборот); развиты познавательные способности, но не развита мотивация (или обратное положение дел); развита работоспособность, но не очень развиты познавательные способности (или наоборот) и т.д. Количество возможных комбинаций на основе вышеперечисленных компонентов очевидно. Умение их заметить в каждом конкретном случае (у отдельно взятого ученика) представляет собой важнейшую диагностическую компетенцию учителя, которая легко может быть реализована в ходе наблюдения за учебной деятельностью ученика (необходимо хорошо знать, куда и как смотреть). Педагогу очень важно научиться квалифицировать учебные сложности и достижения ученика на языке компонентов обучаемости и их подструктур.
Педагоги, используя разнообразный инструментарий, в зависимости от реализующегося вида образования, должны не только различать виды обучаемости, но и уметь их диагностировать. При диагностических исследованиях необходимо получение своевременной информации. Качество информации о процессе развития школьника можно улучшить, если контроль будет носить развивающий характер. При таком виде диагностики школьникам, нуждающимся в помощи, одновременно с получением информации об их проблемах и оценки, оказывается помощь, реально учитывающая индивидуальные особенности школьника и уровня его развития.
После окончания диагностики учащиеся не только узнают результаты своей работы, но и получают комментируемые объяснения решения проблем для предотвращения повторных ошибок. Диагностика должна указать ученикам реальные направления приложения своих возможностей. Данные диагностики должны быть оперативно обработаны, а результаты использованы для коррекции развития. Ученик должен осознать, что итоги диагностики не несут карающей функции, а помогают исследовать проблемы, возникшие в процессе обучения.
Исходя из положений Л.С. Выготского о зонах актуального и ближайшего развития, можно установить следующие три уровня обучаемости: а) низкий - беспомощность в решении любых познавательных задач, в том числе типовых, при достаточной восприимчивости к помощи из вне; б) средний - быстрое и прочное усвоение разъяснённой операции, реше ние без помощи из вне типовых задач, но затруднения в новых нетиповых, из менённых познавательных ситуациях; в) высокий - решение без помощи из вне любых познавательных задач, доступных ученика, в том числе и нетиповых; с такими задачами ученик справ ляется правилосообразно, без дискурсивно-логического обоснования приведён ных критериев [41].
Диагностика уровня обученности проводится следующими методами обучения: индивидуальные задания, формирование мобильных групп, различные формы творческих заданий, типовые задания, выполнение заданий по образцу, самостоятельные задания, дифференцированные виды заданий.
По результатам диагностики, учитель может спланировать свою последующую деятельность на повышение уровня обученности. При индивидуальном подходе особое внимание должно быть оказано не только тем, кто испытывает затруднения в учебной работе, но и тем, кто обнаруживает высокий уро вень умственного развития, проявляет ярко выраженные интересы, склонности и способности к тем или иным видам деятельности,
В качестве основных критериев отнесения учащегося к той или иной группе, к тому или иному варианту индивидуализации выберем уровни обучен-ности, обучаемости и мотивации обучения программированию. Показателем уровня обученности будет уровень выполненных заданий, задач по алгоритмизации и программированию, результаты выполнения тестов. Показателем перспективного уровня обучаемости - коэффициент умственного развития (IQ). Мотивацию измеряли на основе результатов психологического тестирования по методике Т.Д, Дубовицкой, которая заключается в наблюдении за учебной деятельностью учащегося в педагогических консилиумах, анкетный опрос, в которой учащиеся отвечали на вопросы следующего характера; планируют ли они сдавать Единый государственный экзамен по информатике? Планируют ли они связать свою дальнейшую профессиональную жизнь с информатикой?
На основе итогов диагностики нужно провести кластерный анализ множества учеников. Кластерный анализ проводится учителем с целью определения конкретного состава ученических групп для применения приоритетных технологий обучения и для предварительной дифференциации учащихся на основе объективных данных. Термин кластерный анализ (впервые ввел Тгуоп, 1939) в действительности включает в себя набор различных алгоритмов классификации. Общий вопрос, задаваемый исследователями во многих областях, состоит в том, как организовать наблюдаемые данные в наглядные структуры, т.е. развернуть таксономии. Сам метод кластеризации довольно хорошо описан исследователями и довольно часто применяется в различных областях с целью разбиения выборки на группы по каким-либо критериям,
Педагогические условия и критерии эффективного функционирования ЯП разработанной модели
На необходимость определения педагогических условий в процессе обучения и воспитания, указывает Л.С. Выготский. В работе «Развитие высших психических функций», Л.С.Выготский говорит о «необходимости заранее создавать условия, необходимые для развития соответствующих качеств личности для самостоятельного функционирования» [40].
Уточним понятие «педагогические условия». В философии категория «условие» трактуется как выражение отношения предмета к окружающим его явлениям, без которых он существовать не может, как относительно внешнее предмету многообразие объективного мира [206]. Условие составляет ту среду, обстановку, в которой явления, процессы возникают, существуют и развиваются, В «Словаре русского языка» СИ. Ожегова под условием понимается «обстоятельство, от которого что-нибудь зависит» [150, с.837].
Методологические основы разработки педагогических условий нашли свое отражение в работах В.И. Андреева, Ю.К. Бабанского, Н.Ю. Посталюк и др. Ю.К, Бабанский под педагогическими условиями понимает «обстановку, при которой компоненты учебного процесса представлены в наилучшем взаимодействии и которая дает возможность учителю плодотворно работать, руководить учебным процессом, а учащимся - успешно трудиться» [17, с. 125].
Педагогические условия, по определению В.Л. Муравьева, - это требования и рекомендации к организации педагогической деятельности, подчиняющиеся общим принципам педагогического процесса [133, с.50].
Согласно результатам исследований Ю.М.Корниенко [89], П.И. Пидкасистого [166], А.М. Столяренко [202] и других ученых, педагогические условия выступают в качестве совокупности взаимосвязанных факторов.
Эти определения выглядят логично, однако они не отражают субъектной позиции педагога. Эта позиция находит отражение в определении педагогических условий, данном академиком РАО В.И. Андреевым, согласно которому педагогические условия рассматриваются как обстоятельства процесса обучения и воспитания, которые являются результатом целенаправленного отбора, конструирования и применения элементов содержания, методов, а также организационных форм обучения для достижения дидактических целей [7].
Из рассуждений И.П, Подласого о дидактических причинах, факторах и условиях можно заключить, что под педагогическими условиями он понимает комплекс причин, т.е. то, как и какие факторы применяются в педагогическом взаимодействии. Под факторами же он понимает причины, влияющие на течение и результаты дидактического процесса [168, с. 334].
Для анализа педагогических условий можно представить выделение И.П. Подласым четырех генеральных факторов, определяющих в комплексе формирование продуктов дидактического процесса. К ним он относит: 1) учеб ный материал; 2) организационно-педагогическое влияние; 3) обучаемость учащихся; 4) время. Очевидно, что обучаемость учащихся и время - это факторы, на которые мы не можем повлиять в силу того, что они заранее заданы. Время, отводимое на изучение определенной дисциплины, задано стандартом, а обучаемость - та данность, с которой мы имеем дело. Однако учитывать эти факторы мы должны. Следует также учитывать и то, что обучаемость - фактор меняющийся и диалектичный, так как, определенным образом детерминируя образовательный процесс, он в то же время меняется в ходе данного процесса. Однако это предмет другого исследования. Здесь же мы рассматриваем обучаемость как заданный фактор. Таким образом, из перечисленных четырех генеральных факторов непосредственному конструированию поддаются два: учебный материал и организационно-педагогическое влияние. К организационно-педагогическому влиянию относятся методы преподавания и учения, организационные формы, практическое использование приобретенных знаний и умений, средства обучения, оборудование учебного процесса и др. [26, с. 347].
Анализ современной психолого-педагогической литературы свидетельствует о том, что о природе педагогических условий единых, принимаемых всеми учеными научных положений не выработано [65, с. 98].
Применительно к нашей модели процесса проектирования и реализации НОТ школьников программированию на базовом уровне под педагогическими условиями понимается совокупность взаимосвязанных условий, необходимых для создания целенаправленного воспитательно-образовательного процесса с использованием современных педагогических и информационных технологий, обеспечивающих формирование личности с заданными качествами, а именно:
Организация совместной деятельности учителя и ученика, направленной на реализацию индивидуальных способностей каждого учащегося в области программирования на основе педагогического воздействия учителя и учета пожеланий и намерений учащихся. Выполнение данного условия является необходимым для организации индивидуально ориентированного обучения. Условие основано на осуществлении перехода от учета учителем индивидуаль ных особенностей ученика к саморегуляции каждым учащимся своего индивидуального потенциала. При этом важную роль играет умение адекватно оценивать собственные возможности и достижения.
В научной, педагогической и психологической литературе мы находим многообразие взглядов на сущность процесса саморегуляции, а так же разнообразное определение термина «саморегуляция». В рамках одного из подходов саморегуляция рассматривается как основной методологический принцип исследования поведения, деятельности человека. Н.А. Абульханова-Славская подчеркивает: «Личность выступает как регулятор своих психических возможностей, состояний, процессов, качества личности определяют ее сознание» [2, с.ПО]. В работах А.Н. Леонтьева [117] саморегуляция трактуется как универсальный механизм, связывающий различные функции психических явлений в единое целое, при котором способ реагирования обусловлен как характером объективных внешних воздействий, так и характером внутренней организации биологической системы. В трудах С.Л. Рубинштейна рассматривается детерминированность психических явлений: «Всякая деятельность человека как субъекта включает в себя те или иные психические процессы и регулируется ими» [178, с. 183]. Также саморегуляция рассматривается как первооснова общих способностей человека [115].
В научных разработках выделены виды регуляции: волевая, мотивацион-ная, интеллектуальная, эмоциональная, нравственная, саморегуляция поведения и другие. Теоретический анализ литературы подтвердил, что в соответствии с концепцией индивидуальности, разработанной О.С. Гребенюк [51], ни одна из сфер человека не функционирует изолировано и все сферы имеют регулятор-ные процессы. Следовательно, все виды саморегуляции взаимосвязаны и взаимодополняемы.
Описание практической апробации разработанной модели в реальных условиях учебно-воспитательного процесса
Опыт использования системы ABCPascal свидетельствует, что обучение программированию с помощью проверяемых заданий, сочетаемое с другими методиками (обучение на примерах, поиск ошибок в программах, ручная и автоматическая трассировка, создание творческих программных проектов и т.д.) позволяет существенно ускорить сам процесс обучения и облегчить труд обучаемого.
В данной системе представлено более двухсот учебных заданий по следующим темам: - скалярные типы данных и управляющие операторы; - обработка последовательностей; - минимумы и максимумы; - одномерные и двумерные массивы; - символы и строки; - типизированные и текстовые файлы; - процедуры и функции, рекурсия; - указатели и динамические структуры данных.
Можно выбрать наиболее подходящие задания по уровню ученика и рекомендовать как домашние задания при обучении основам алгоритмизации и программирования. Опыт использования показывает, что интерес к предмету повышается за счет того, что ученик дома может проверить сам факт выполнения задания. Создается ситуация успеха. С педагогической точки зрения успех - это достижение значительных результатов в деятельности, как отдельно взятой личности, так и коллектива в целом [105]. В основе ожидания успеха -стремление заслужить одобрение; стремление утвердить свое «Я», свою позицию, сделать заявку на будущее. Учитель при проверке выполненных заданий дает рекомендации об эффективности создания алгоритма и корректирует вариант решения при необходимости в процессе диалога с учеником.
Немаловажным этапом при использовании индивидуальных траекторий обучения в процессе обучения школьников основам алгоритмизации и программирования является процесс проверки обученности, который, в свою очередь, тоже можно автоматизировать. С целью автоматизации данного процесса нами используются, наряду с контрольными работами, творческими заданиями, диктантами, тесты различного назначения: прогностические, тематические и экзаменационные тесты учебных достижений. Использование широкого спектра тестов позволяет преподавателям лучше узнать учащихся и помочь им развивать свои способности. Представляется целесообразным использование тестов для текущего контроля качества усвоения учащимися отдельной темы или по разделам предметов школьного курса. Можно использовать тестовые разработки и на этапе подготовки к выпускным или вступительным экзаменам с целью выявления пробелов и систематизации знаний.
На основании методики создания контролирующих тестов В.С. Аванесова [3, с.2-4], нами разработана и апробирована клиент-серверная тестовая оболочка. Тестирующий комплекс за счет своей универсальности может быть реализован с небольшими затратами и представляет собой автоматизированную поддержку самостоятельной работы учеников, позволяющую проводить контроль и самоконтроль уровня усвоения материала, выступать в роли тренажера [103].
Одна лишь разработка тестовых заданий без создания системы компьютерного тестирования, не в состоянии решить задач внедрения новых информационных компьютерных технологий в образовательный процесс. Данная система призвана обеспечить проведение промежуточной и итоговой аттестации, а также самооценку уровня подготовленности учащихся в процессе самостоятельной работы.
Банк тестовых заданий реализован в форме реляционной базы данных. Тестирующий комплекс отвечает требованиям защищенности, доступности в рамках всей образовательной интрасети. в качестве платформы для хранения и обработки базы данных, нами был выбран сервер Inter Base фирмы Borland. Информационная база данных помимо банка тестовых заданий хранит также необходимые справочники, информацию для аутентификации пользователей, результаты тестирования.
Программная часть компьютерного тестирующего комплекса реализована в виде трех модулей: модуля тестирования, редактора тестов и модуля аналитической обработки результатов тестирования, данная тестовая оболочка была апробирована на предмете информатика в МБОУ «СОШ № 21» г. Норильска и внедрена для использования по другим предметам школьного курса.
При тестировании учеников с использованием ИКТ вместо традиционных форм контроля снижаются время обработки информации, расходы на печатные виды продукции. Учитель может своевременно корректировать как свою деятельность, так и траекторию обучения ученика.
На рефлексивно-оценочном этапе нами были созданы условия для коррекции и планировании последующей индивидуальной и коллективной образовательной деятельности.
Использование ИТО при обучении основам алгоритмизации и программированию предоставляет учителю видеть динамику роста или спада обучен-ности не только всего класса, но и каждого ученика в отдельности. С целью автоматизации оценивания полученных результатов для дальнейшей, своевременной корректировки индивидуальной траектории обучения ученика, можно использовать прикладные программы (Excel, Open Office.org Calc и д.р.).
Мы разработали свою базу данных для хранения результатов и визуализации траектории обучения. Программа способна эффективно обрабатывать исходные данные и выводить результат. Учителю крайне необходимо на каждом из этапов проектирования ИТО своевременно получать достоверную информацию об учениках. А также в программе учтены следующие факторы: вводить минимум информации и на ее основе выводить всевозможные отчеты, освободить учителя от необходимости запоминать «вторичную» информацию, чтобы была возможность сосредотачиваться на учениках.
Похожие диссертации на Проектирование и реализация индивидуальных траекторий обучения школьников программированию на базовом уровне
