Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Тенденции развития содержания И школьной информатики с позиции реализации мировоззренческого аспекта курса школьной информатики.
1.1. Системно-информационная картина мира -мировоззренческий аспект курса школьной информатики.
1.2. Теоретическое обоснование использования учебной модели для формирования системно - информационной картины мира.
Глава 2. Методика формирования системно-информационной картины мира с использованием образовательных возможностей сети Интернет. 97
2.1. Модель обучения. 97
2.2. . Этапы деятельности при формировании линейной модели системно-информационной картины мира. 101
2.3. Опытно-экспериментальная работа. 139
Заключение. 143
Литература. 145
Приложения. 172
- Системно-информационная картина мира -мировоззренческий аспект курса школьной информатики.
- Теоретическое обоснование использования учебной модели для формирования системно - информационной картины мира.
- Модель обучения.
Введение к работе
Актуальность. Информатика - одна из фундаментальных областей научного знания, формирующая системно информационный подход к анализу окружающей действительности, изучающая информационные процессы в природе и обществе, а также методы и средства получения, хранения, преобразования и использования информации. Применение современных технологий обработки и передачи информации имеет решающее значение для развития экономики современного общества. Широкое применение информационных и коммуникационных технологий является глобальной тенденцией мирового характера.
Новый толчок к развитию методической системы обучения информатике дает принятая в феврале 2002 года «Концепция модернизации российского образования на период до 2010 года»1. В этом документе образование определяется как важнейший фактор развития экономики России, а одним из важнейших направлений в процессе модернизации образования видится его информатизация. Это влечет за собой необходимость совершенствования информационной подготовки школьников. Развитию содержания обучения информатики посвящены исследования А.А. Кузнецова, В.К. Белошапки, А.С. Лесневского, С.А. Бешенкова, Е.А. Ракитиной, Б.Т. Захаровой и др.
Значительную роль в развитии методической системы обучения информатике сыграли теоретические работы Е.П. Велихова, А.П. Ершова, В.П. Разумовского, А.А. Кузнецова, В.М. Монахова, С.А.
Бешенкова, С.Г. Григорьева, А.С. Лесневского, А.Г. Кушниренко, Г.В. Лебедева, Н.В. Матвеевой, Е.А. Куприной и др.
Теоретические разработки и накопленный опыт обучения этой дисциплине нашли свое отражение в современных учебниках информатики (Бешенков С.А., Лесневский А.С, Ракитина Е.А. Семакин И.Г., Хеннер Е.К., Русаков СВ., Угринович Н.Д. и др.), где рассматриваются и вопросы обучения Интернет-технологиям.
Значительная часть исследований в области применения Интернета в школьном образовании состоит в обучении самому Интернету и использованию его коммуникационных (А.В. Шелухина), информационных (Е.В. Якушина) возможностей и создание учебной информационной среды телекоммуникационного обучения (В.П. Мозолин). Практически не изучены вопросы встраивания обучения телекоммуникационным технологиям в контекст решения общеобразовательных задач курса информатики. В то время, как в процессе формирования ключевых компетенций в области информатики, информационные ресурсы и возможности поисковых систем сети Интернет могут быть использованы как средство формирования системно-информационной картины мира, т.к. «модельный характер телекоммуникационной среды создает оптимальные условия для формирования у учащихся, помещенных в эту среду, обобщенных способов действий, развития у них мышления теоретического типа» (Р.И. Круподеров).
С другой стороны, системно-информационная картина мира многогранна, многомерна. Поэтому для ее изучения целесообразно построение ее учебной модели, на основе которой и будет формироваться целостная системно-информационная картина мира.
В настоящее время методические разработки, которые бы позволяли использовать образовательные возможности сети Интернет в качестве средства формирования системно-информационной картины мира, то есть интегрировать «цель» и «средство» обучения, отсутствуют. Существующая методика формирования системно- информационной картины мира на уроках информатики в среднем звене общеобразовательной школы (Н.В. Матвеева) не предусматривает использования существующего потенциала образовательных возможностей сети Интернет. Существующие разработки по использованию телекоммуникационных технологий в процессе конструирования знаний (А.В. Хуторской) не предусматривают формирования собственно системно информационной картины мира.
Отсутствие методики формирования системно информационной картины мира с необходимостью ее формирования в соответствии с целями и задачами школьного курса информатики и составляет суть противоречия, которое определяет проблему настоящего исследования: построения формализованной учебной модели и ее использования в рамках единой методики, включающей работу учащихся над понятиями, освоение ими логических приемов работы с информацией (анализ, синтез, сравнение, абстрагирование, обобщение и др.), и работу с информационными и поисковыми ресурсами сети Интернет.
Все выше сказанное и определило актуальность нашего исследования.
Объект исследования: процесс обучения информатике в общеобразовательной школе.
Предмет исследования: методика формирования системно-информационной картины мира в процессе освоения информационных и телекоммуникационных технологий.
Цель исследования: разработать научно-методические основы формирования системно-информационной картины мира с использованием образовательных возможностей сети Интернет и разработать на их основе методику формирования системно-информационной картины мира.
Гипотеза исследования заключается в том, что изучение системно-информационной картины мира при обучении информатике может быть более эффективно, если использовать для этого образовательные возможности сети Интернет, реализуемые в ходе выполнения проектных работ по созданию учебных веб-сайтов.
Задачи исследования:
1. Обосновать структуру и содержание учебной модели системно- информационной картины мира, т.е. определить ее структурно- компонентный состав.
2. Выявить и обосновать модель обучения, включающая этапы деятельности учащихся с использованием образовательных возможностей сети Интернет при формировании системно- информационной картины мира.
3. Разработать методику формирования системно-информационной картины мира с использованием образовательных возможностей сети Интернет на уроках информатики в 8-9 классах.
4. Экспериментально проверить эффективность разработанной методики.
5. Разработать методические рекомендации учителям информатики по формированию системно-информационной картины мира на уроках информатики в среднем звене общеобразовательной школы. Теоретико-методологические основы исследования.
Исследование опиралось на концепцию проблемно-развивающего обучения (И.Я. Лернер и др.); на теорию поэтапного формирования умственных действий (П.Я. Гальперин, Н.Ф. Талызина) на идею «образа мира» (А.Н. Леонтьев, А.Ф. Лосев); на психосемантический подход (Ч. Осгуд, Дж. Келли, В.Ф. Петренко, А.Г. Шмелев); на теорию информационного моделирования и деятельностный подход (В. Белошапка, А.С. Лесневский, С.А. Бешенков, Е.А. Ракитина); на теорию недетерминированной модели обучения (М.В. Рыжаков); на теорию телекоммуникационных методов конструирования знаний (М. Бухаркина, М.В. Моисеева, Е. Полат, Е. Утлинский, А. Федосеев, С.А. Христочевский, А.В. Хуторской, и др.).
Методы исследования: Анализ философской, методологической, педагогической, методической и психоло-педагогической литературы; анализ существующих учебных пособий и учебников по информатике; прямые и косвенные наблюдения; поисковый, формирующий и дидактический эксперименты; собеседование; анализ и обобщение педагогического опыта; тестирование.
Научная новизна заключается в определении принципов построения учебной модели системно-информационной картины мира и методика ее формирования средствами Интернет.
Теоретическая значимость заключается в разработке на основе выделенных принципов учебной модели системно-информационной картины мира и методики ее использования для формирования
целостной информационной картины мира с использованием образовательных возможностей сети Интернет. Разработана модель обучения, состоящая из этапов деятельности учащихся, когда последовательно формируются базовые понятия с логическими приемами работы с информацией, затем на этапе практической деятельности используются проектные технологии для работы над созданием учебного веб-ресурса по заданной теме. Практическая значимость:
1) Созданы дидактические условия для формирования системно- информационной картины мира через использование системы задач открытого типа, в процессе выполнения которых происходит поэтапное формирование элементов системно-информационной картины мира.
2) Разработана система проектных заданий, с использованием образовательных ресурсов сети Интернет позволяющих закрепить ключевые компетенции в области информатики для формирования системно-информационной картины мира. Предлагаемая методика может быть использована в процессе обучения информатике в общеобразовательной школе, в системе повышения квалификации учителей, при подготовке студентов в педагогических вузах по специальности «учитель информатики».
На защиту выносится:
1. Структура и содержание учебной модели системно-информационной картины мира.
2. Модель обучения, состоящая из этапов деятельности учащихся, позволяющая выстроить методику поэтапного формирования
системно - информационной картины мира с привлечением информационных ресурсов и поисковых систем сети Интернет. 3. Дидактические условия, позволяющие сформировать системно-информационную картину мира с привлечением образовательных возможностей сети Интернет. Для работы с базовыми понятиями необходимо использовать методы эвристического обучения, которые позволяют преодолеть субъектность в восприятии мира, использование на этапе практической деятельности проектных технологий, позволяет отработать навыки структуризации и систематизации данных и осознанному формированию внешней линейной модели системно-информационной картины мира (терминологического словаря).
Достоверность полученных результатов и обоснованность научных выводов обеспечивается подтверждение выдвинутой гипотезы результатами педагогического эксперимента, проведенного на базе средней общеобразовательных школ №1, №2 и №4 г. Добрянки Пермской области (1995-2001 год), в котором участвовали учителя истории, физики и математики.
Апробация результатов исследования. Основные теоретические и методические положения неоднократно обсуждались на заседаниях отдела теории и методики обучения информатики в Институте общего среднего образования (ИОСО РАО), на заседании секции «Образовательные возможности Интернет» Всероссийского виртуального педсовета, заседаниях районного Инновационного Совета, педагогической конференции Добрянской школы №2, семинаре директоров и завучей школ Добрянского района, городском семинаре г. Перми, на II - Всероссийской конференции РЕГИНФОРМ.(1999), III (1999), IV (2000), V (2001) - областных конференциях (г. Пермь) на заседаниях школьного и районного методического объединения учителей информатики г. Добрянки Пермской области и др.. Основное содержание диссертационного исследования отражено в 12 публикациях, размещенных в том числе на двух сайтах в сети Интернет (http://www.eidos.ru/joumal/title.htm.).
Результаты исследования внедрены:
На курсах повышения квалификации учителей информатики «Школа педагогического мастерства» на экспериментальной площадке ИОСО РАО (г. Жуковский, МО) в школе педагогического мастерства. В Добрянских школах №4, №2 Пермской области, в Жуковской школе №4 Московской области.
Системно-информационная картина мира -мировоззренческий аспект курса школьной информатики.
Увеличение информационного потока способствовало появлению новых средств обработки информации, которые стали стимулом для всеобщей компьютеризации и информатизации не только производственной сферы, но и в сферы образования. Сложилась новая общественная структура - информационное общество, что повлекло за собой необходимость изменения форм и содержания образования, включение новых программ, предметов и т.д. Масуда И. выделяет следующие наиболее перспективные направления изменения системы образования:
замена закрытой системы образования открытой образовательной средой;
усиление индивидуализации обучения;
в качестве ведущей функции образования будет усиление роли самообразования;
ориентация на усиление творческой составляющей обучения;
формирование системы образования в течение всей жизни [171, стр.75].
Именно тенденции развития современного общества способствовали внедрению в школьный курс предмета «Основы информатики и вычислительной техники». У истоков становления, которой стояли А. П. Ершов, В.М. Монахов, B.C. Леднев, А.А. Кузнецов.
Содержание школьного курса информатики полностью отражало состояние компьютерной техники и программно-прикладного обеспечения, что и способствовало выделению именно тех умений и навыков, которые были необходимы для работы с имеющейся техникой. Курс, предложенный авторским коллективом под руководством А.П. Ершова, имел ярко выраженный алгоритмический характер, основной задачей которого было обучение школьников приемам решения простейших задач с использованием языка программирования.
В дальнейшем стали прослеживаться две тенденции в выборе направления развития школьной информатики: 1) перенос акцента с алгоритмизации на изучение элементов информационной технологии (А.А. Самарский, В.Г. Житомирский, В.А. Каймин и др.); 2) выделение фундаментальных основ базовой науки, группируемых вокруг ее центральной категории «информация» (В.К. Белошапка, В.Ю. Милитарев, И.М. Яглом, А.А. Кузнецов, С.А. Бешенков, А.С. Лесневский и др.). В первом случае, курс школьной информатики решал чисто прагматическую задачу обеспечения компьютерной грамотности. Такая постановка проблемы оправдывалась отсутствием компьютеров в массовом использовании, и была большая потребность обучить элементарным способам организации работы на вычислительной технике. С массовой бытовой компьютеризацией, усложнением используемых программно-прикладных средств возникла необходимость усиления общеобразовательных функций школьного курса, в основе, которой лежит мировоззренческая направленность, которая бы способствовала решению не столько узко прикладных задач, но, прежде всего, способствовала бы формированию информационного видения окружающего мира.
Информатика, как общеобразовательный предмет реализует две функции: общеобразовательную и предметную. Общеобразовательная функция состоит в формировании системно — информационной картины мира, в воспитании осознанности учебной и информационной деятельности, в изучения информационных аспектов существования систем различной природы (биологической, социальной, социотехнической). Предметная функция заключается в формировании необходимых знаний, умений, навыков работы с различными видами информации, в овладении школьниками современных информационных технологий, что необходимо для реализации успешной учебной деятельности, будущей практической деятельности и играет важную роль при социализации личности в информационном обществе.
Теоретическое обоснование использования учебной модели для формирования системно - информационной картины мира
Характерной особенностью современной научной картины мира является признание ведущей роли информационного фактора, чем и объясняется, что наступивший век - называют веком информации. Увеличение информационного потока, повсеместная информатизация влечет за собой и изменение в организации учебной деятельности, прежде всего, приобретают колоссальную значимость решение проблемы структуризации и систематизации информации. В различных предметных областях используются всевозможные типы моделей, которые позволяют представлять информацию в компактном виде, будь то информационные, математические модели, семантические сети, графы и т.д. В психолого-педагогических теориях также предлагаются эффективные способы сжатия учебной информации: содержательное обобщение, укрупнение дидактических единиц, но наиболее зарекомендовавшими себя в области структурного преобразования учебной информации являются следующие приемы: моделирование в предметной, графической и знаковой форме; структурная блок-схема темы; опорные конспекты и др. (А.Ю. Уваров).
Во всех рассматриваемых способах структурного преобразования учебной информации характерным является выделение ключевых единиц, необходимых для усвоения (запоминания). При этом не рассматриваются возможные способы структурирования и систематизации информации, которые бы позволили школьникам использовать данные знания в дальнейшем, т.е. не вырабатываются умения и навыки преобразования (формализации) любой информации и приведения ее к виду понятной и доступной для участников коммуникации.
В необходимости обращения внимания на проблемы структуризации и систематизации доказывает специально проведенный диссертантом эксперимент, как среди школьников, так и взрослых. Были предложены два варианта задания: структуризация набора данных (предлагаемые в задачнике - практикуме Е. Хеннера, И. Семакина) и любого, самостоятельно выбранного текста. Если, в первом случае (приведение данных к табличному виду) у школьников количество справившихся с заданием составляло 46-67%, среди взрослых доходило до 80%, то при решении второй задачи показатели школьников и взрослых были практически одинаковы примерно от 12 до 27%. Причем показатель у учащихся 8-9 классов был выше, чем у выпускников 11 класса (при количестве участвовавших в тестировании: среди учеников 8-9 классов - 762, 10-11 классов — 350, взрослых - порядка 100 человек). Последующее анкетирование взрослых показало, что сложности в выполнении задания были связаны: с отсутствием навыков структурирования информации -62%; с отсутствием необходимости для регулярного использования в своей деятельности самостоятельно составленных схем - 34%; отсутствием внутренней потребности для использования в своей профессиональной деятельности - 4%.
В ходе исследования выяснилось, что основной трудностью для школьников при структуризации и систематизации информации является неадекватное использование употребляемых терминов (понятий). Это объясняется необходимостью использования слов объект, информация, знания, система, структура - которые на сегодняшний день широко используются не только в информатике, но и в других предметных областях, и, казалось бы, что данное явление должно способствовать хорошему усвоению сущности данных понятий. На деле же, многократное повторение без конкретизации и специально организованной деятельности по работе с понятиями не приводит, как оказалось, к хорошему усвоению не только самих понятий, но и навыков работы с информацией в целом.
Если основные понятия информатики являются достаточно изученными и не вызывают особых споров при использовании их определений, то сложность и многогранность формулировок, использование математических подходов и формальных теорий к объяснению информации и вызывают основную трудность в преподавании. Проблема, которая до сегодняшнего дня не решена в курсе школьной информатики. Необходимость в изучении информации, с позиции ее формальных формулировок, обусловлена необходимостью выделения тех единиц деятельности (действий), которые способствуют формированию и развитию навыков работы с информацией, в первую очередь, умению структурировать и систематизировать.
Модель обучения
Превалирование информационной составляющей в профессиональной деятельности ставит перед системой образования принципиально новые цели и задачи, т.е. способствует появлению новых ценностей образования (саморазвитию, самообразованию, самореализации) и ведет к смене знаниевой парадигмы образования на личностно — ориентированную и получивших название «мегатенденций». По данным Юнеско к их числу относятся:
массовый характер образования и его непрерывность;
значимость образования для приобретения индивидом социального статуса;
ориентация на освоение человеком способов активной познавательной деятельности;
адаптация образовательного процесса к запросам и потребностям человека;
ориентация обучения на личность учащегося, обеспечение возможностей его самораскрытия.
Колин К.К. рассматривая новые приоритеты образования, отмечает, что «сегодня необходима радикальная перестройка существующей системы образования, которая уже не соответствует современным требованиям и не может обеспечить своевременной подготовки людей к будущему, которое стремительно приближается и ставит перед человечеством все новые и новые глобальные проблемы. Эти проблемы, часто называемые в научной литературе вызовами XXI-го века, и должны сегодня определять содержание образования, его стратегическую целевую ориентацию» [132, стр.57].
Эксперты ЮНЕСКО по образованию выделяют два основных типа обучения: «поддерживающее» и «инновационное». В современной дидактике все большее распространение приобретает ориентация на «инновационный» тип обучения. В то же время в практике учебных заведений преобладает «поддерживающий» тип обучения. Это характерно не только для общеобразовательных учебных заведений, но и для ВУЗов.
Выделим основные признаки названных типов обучения. При «поддерживающем обучении» (maintenance learning) процесс и результат учебной деятельности, направлены на поддержание, воспроизводство существующей культуры, социального опыта, социальной системы. Такой тип обучения (образования) обеспечивает преемственность социокультурного опыта, и именно он присущ большинству образовательных учреждений во всех странах мира. А «инновационное обучение» (innovative learning) строит процесс и результат учебной и образовательной деятельности таким образом, что способствует стимуляции инновационных изменений в существующей культуре, социальной среде, т.е. помимо поддержания существующих традиций, стимулирует активный отклик на возникающие проблемные ситуации, как перед отдельным человеком, так и перед обществом.
В инновационном обучении можно в свою очередь выделить два основных подхода: технологический и поисковый. Технологический подход связан с модернизацией традиционного обучения на основе преобладающей репродуктивной деятельности учащихся, подчинен достижению учащимися четко фиксированных эталонов усвоения. В рамках этого подхода учебный процесс ориентирован на традиционные дидактические задачи репродуктивного обучения, но строится как «технологический», конвейерный процесс с четко фиксированными, детально описанными ожидаемыми результатами.
Поисковый подход, который на наш взгляд является более перспективным направлением, преобразует традиционное обучение на основе деятельности учащихся, учебный процесс строится как инициируемое учащимися освоение нового опыта. В рамках этого подхода основной целью является развитие у школьников возможностей самостоятельно осваивать новый опыт, ориентиром деятельности педагога и учащихся является порождение новых знаний, способов действий, личностных смыслов.
