Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ РЕСУРСОВ В ОБУЧЕНИИ ИНФОРМАТИКЕ 14
1.1 Анализ образовательных электронных ресурсов по информатике, используемых в учебном процессе 14
1.2 Существующие технологии построения образовательных электронных ресурсов 45
1.3 Методы использования образовательных электронных ресурсов в обучении информатике 67
1.4 Формирование готовности будущих педагогов к разработке и применению образовательных электронных ресурсов по информатике 77
Выводы к главе 1 86
Глава 2 ПОДГОТОВКА УЧИТЕЛЕЙ К РАЗРАБОТКЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ РЕСУРСОВ ПО ИНФОРМАТИКЕ 87
2.1 Моделирование процесса обучения будущего учителя информатики технологиям разработки образовательных электронных ресурсов 87
2.2 Цели и содержание обучения учителей технологиям разработки и методам применения образовательных электронных ресурсов по информатике 100
2.3 Методы, формы и средства обучения 126
2.4 Содержание, методика проведения и результаты педагогического эксперимента 149
Выводы к главе 2 155
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 156
ЛИТЕРАТУРА 158
- Анализ образовательных электронных ресурсов по информатике, используемых в учебном процессе
- Методы использования образовательных электронных ресурсов в обучении информатике
- Моделирование процесса обучения будущего учителя информатики технологиям разработки образовательных электронных ресурсов
Введение к работе
Актуальность и постановка проблемы. Возможности информационных и коммуникационных технологий (ИКТ) резко возросли и расширились с появлением глобальной сети Интернет и ее проникновением во все сферы деятельности человека, к числу которых относится и сфера образования. Использование образовательных электронных ресурсов, в том числе и размещенных в сети Интернет, начинает заметно влиять на современное российское образование и культуру, создает условия для развития инновационных методов обучения.
Вопросам использования ИКТ в системе образования посвящены работы М.Ю. Бухаркиной, ЯЛ. Ваграменко, Б.С. Гершунского, С.Г. Григорьева, В.В. Гриншкуна, В.П. Кулагина, С.Д. Каракозова, Е.И Машбица, М.В. Моисеевой, А.Е. Петрова, Е.С. Полат, И.В. Роберт, В.И. Солдаткина, Е.Н. Ястребцевой и др.
Внедрение информационных и коммуникационных технологий в обучение большинству дисциплин порождает комплекс проблем, связанных с разработкой соответствующего программного обеспечения и содержательного наполнения электронных ресурсов, используемых в сфере образования. Исследования, проведенные за последние несколько лет, сформировали основу теории разработки и применения таких ресурсов. Одним из нормативных документов в этой области является «Концепция создания образовательных электронных изданий и ресурсов» (М.И. Беляев, С.Г. Григорьев, В.В. Гриншкун, В.П. Демкин, Г.А. Краснова, СИ. Макаров, Б.М. Позднеев, И.В. Роберт, А.В. Соловов, С.А. Щенников и др.). Используя приведенные в ней положения, можно определить образовательный электронный ресурс (ОЭР) как совокупность графической, текстовой, цифровой, речевой, музыкальной, видео-, фото- и другой информации, обрабатываемой и представляемой с помощью компьютерной техники,
5 опубликованной на любом электронном носителе или в компьютерной сети, представляющей собой систематизированный материал по соответствующей научно-практической области знаний, обеспечивающий творческое и активное овладение обучаемыми знаниями, умениями и навыками в этой области. Согласно концепции, ОЭР должны отличаться высоким уровнем исполнения и художественного оформления, полнотой информации, качеством методического инструментария, качеством технического исполнения, наглядностью, логичностью и последовательностью изложения. ОЭР не могут быть редуцированы к бумажному варианту без потери каких-либо дидактических свойств.
Кроме работ вышеупомянутых авторов исследованиям особенностей разработки и применения ОЭР посвящены публикации М.Н. Алексеева, А.А. Андреева, А.А. Бакова, Д.В. Богдановой, Л.Х. Зайнутдиновой, С.Д. Каракозова, А.В. Могилева, А.С. Недобоя, Е.С. Полат, Т.А. Полиловой, В.П. Тихомирова, А.Ю. Уварова, и других.
Быстрыми темпами происходит внедрение ИКТ и созданных с их помощью ОЭР в учебный процесс в общеобразовательной школе. В настоящее время невозможно назвать дисциплину, в обучении которой так или иначе не применялись бы ОЭР. При этом одной из самых информатизированных школьных дисциплин была и остается информатика. Этот предмет характерен тем, что в обучении информатике параллельно применяются как изучаемые средства информатики, так и образовательные ресурсы, способствующие повышению эффективности обучения.
Цели, содержание и методы обучения информатике и информационно-коммуникационным технологиям в основной школе всегда учитывали специфику использования ИКТ и соответствующих ресурсов в учебном процессе. Этот факт прослеживается в научных публикациях Т.А. Бороненко, С.Г. Григорьева, А.П. Ершова, С.А. Жданова, А.А. Кузнецова, А.Ю. Кравцовой, М.П. Лапчика, И.В. Левченко, Е.В. Огородникова, Н.И. Пака, и многих других.
Практика показывает, что современный учитель информатики, активно используя ИКТ в своей профессиональной деятельности, как правило, не остается в стороне от разработки отдельных компьютерных средств обучения, часть из которых попадает под вышеприведенное определение ОЭР. Таким образом, несмотря на то, что основная масса ОЭР по информатике, очевидно, должна создаваться профессиональными коллективами разработчиков, авторами части таких ресурсов все равно будут оставаться школьные учителя, привносящие собственные средства в обучение информатике.
В то же время анализ качества образовательных электронных ресурсов, созданных профессиональными коллективами и отдельными педагогами, показывает, что вопросы отбора и корректного представления в них содержательного материала остаются не проработанными. Требуют совершенствования подходы к разработке структуры, интерфейса и визуального представления электронных учебных материалов, поскольку соответствующие характеристики, составляя сущность информационной архитектуры ОЭР, играют важную роль в повышении эффективности обучения.
Под термином информационная архитектура (ИА) понимается сочетание схем организации материала, интерфейса, навигации и визуального дизайна ОЭР, способствующее оперативному выполнению поставленных задач и эффективному доступу к содержимому ОЭР. К сожалению, информационная архитектура ОЭР по информатике зачастую выстраивается хаотично, не подчиняясь четко разработанной системе, что приводит к «запутыванию» учащегося, выработке у него неадекватной логической структуры изучаемой предметной области. Отдельную нерешенную проблему представляет собой разобщенность существующих ОЭР, применяемых в обучении информатике. Решению этих проблем во многом способствовало бы наличие необходимых профессиональных знаний
7 и навыков у разработчиков ОЭР, к числу которых могут относиться и учителя информатики.
Анализ исследованных организационных подходов к созданию ОЭР свидетельствует о целесообразности коллективной разработки таких ресурсов, где учителю отводится лишь роль консультанта по отбору учебного материала, а основная роль отводится педагогическому веб-дизайнеру (А.Ю. Уваров) или инженеру по знаниям (Л.Х Зайнутдинова), то есть специалисту по проектированию электронных ресурсов. Но, зачастую, учитель не имеет возможности разрабатывать ОЭР в группе специалистов, а занимается разработкой самостоятельно.
Таким образом, вне зависимости от того, какую роль играет учитель в процессе создания ОЭР по информатике, он должен обладать знаниями и умениями, которые позволили бы ему решать соответствующие задачи на профессиональном уровне. Однако, существующая система подготовки учителей информатики в педагогических вузах, включающая подготовку педагогов к использованию ОЭР в профессиональной деятельности, оставляет за рамками обучение учителей основам создания электронных ресурсов по информатике.
Налицо противоречие между увеличением количества и недостаточным качеством ОЭР, применяемых в обучении информатике и информационно-коммуникационным технологиям в школе, все большим приобщением к разработке ОЭР учителей информатики, с одной стороны, и, с другой стороны, недостаточным отражением в системе профессиональной подготовки учителей информатики подходов к созданию и применению качественных ОЭР для повышения эффективности обучения школьников.
Разрешение этого противоречия возможно на основе совершенствования методической системы обучения информатике и связанным с ней дисциплинам профессиональной подготовки студентов педагогических вузов за счет введения в содержание обучения разделов, посвященных разработке ОЭР, определения целей, методов и средств такого
8 обучения, что свидетельствует об актуальности темы, выбранной для исследования. Важно подчеркнуть, что такой подход к проведению исследования связан с традиционным толкованием понятия методической системы обучения как взаимосвязанной совокупности целей, содержания, методов, организационных форм и средств обучения.
Проблема исследования заключается в несовершенстве системы профессиональной подготовки учителей информатики к разработке образовательных электронных ресурсов и их использованию в обучении школьников.
Объект исследования - система профессиональной подготовки учителей информатики в педагогических вузах.
Предмет исследования - совершенствование системы подготовки учителя информатики к разработке образовательных электронных ресурсов и их использованию для повышения эффективности обучения школьников.
Цель исследования - определение целей, содержания, методов, форм и средств обучения разделам курса информатики или дисциплинам профессиональной подготовки для будущих учителей информатики, направленных на формирование у педагогов профессиональной готовности к созданию и использованию образовательных электронных ресурсов.
Гипотеза исследования - эффективность профессиональной деятельности учителя информатики повысится, если в систему его подготовки по информатике будут включены разделы или дисциплины, посвященные подходам к созданию и профессиональному использованию качественных ОЭР, что, в конечном итоге, приведет к повышению качества обучения школьников.
В соответствии с поставленной целью и выдвинутой гипотезой определены следующие задачи исследования:
1. Проанализировать особенности разработки и применения ОЭР,
существующие подходы к обучению учителей разработке и
применению ОЭР по информатике.
Сформировать модель процесса обучения учителя информатики разработке ОЭР.
Определить цели, содержание и методы обучения будущего учителя разработке и применению ОЭР по информатике.
Отобрать необходимые средства обучения, разработать недостающие электронные ресурсы и комплекс практических заданий для студентов педагогических вузов.
Экспериментально проверить достоверность выдвинутой гипотезы. Методологической основой исследовании являются теория
деятельностного подхода в обучении (Л.С. Выготский, В.В. Давыдов, Ф.Н. Леонтьев, В.И. Загвязинский, И.А. Зимняя, В.П. Зинченко, М.П. Лапчик, Е.С. Полат, В.А. Сластенин), теория структуризации учебного материала (Т.А. Гаврилова, B.C. Леднев, A.M. Сохор, В.Ф. Хорошевский); современные концепции информатизации образования (Г.А. Бордовский, В.И. Воробьев, С.Г. Григорьев, В.А. Извозчиков, К.К. Колин, В.В. Лаптев, Н.В. Макарова, А.В. Могилев, Т.Н. Носкова, И.В. Роберт, И.А. Румянцев, Н.Д. Угринович). Научная новизна исследования заключаются в следующем:
Обоснована необходимость профессиональной подготовки учителей информатики к разработке ОЭР;
Дополнена система принципов построения ОЭР по информатике за счет положений о необходимости и возможности выделения иерархических структур в содержании учебного материала по информатике для унифицированного создания и использования ОЭР;
Разработана модель подготовки будущего учителя информатики к разработке ОЭР по информатике, предусматривающая обучение основам оценки качества создаваемых и используемых ОЭР;
Определены содержание и методика обучения учителей разработке и применению ОЭР по информатике, отвечающие принципам проектной деятельности.
Теоретическая значимость исследования заключается в том, что обоснована необходимость введения дополнительных разделов в курс информатики или дисциплин профессиональной подготовки для будущих учителей информатики, направленных на формирование у педагогов готовности к созданию и использованию ОЭР, расширена система принципов построения ОЭР по информатике, предложены пути совершенствования методической системы обучения учителей разработке ОЭР по информатике.
Практическая значимость исследования состоит в том, что определены методы обучения специальному курсу для студентов педагогических вузов по разработке ОЭР по информатике, разработаны необходимые средства обучения, в том числе ОЭР «Разработка информационной архитектуры образовательного ресурса», сформирован комплекс заданий для проведения практических занятий со студентами.
Методы исследования:
анализ теоретических и практико-ориентированных исследований, учебно-педагогической и методической литературы по проблеме исследования;
анкетирование преподавателей и студентов, интервью с учителями;
опытно-экспериментальная работа, математическая обработка эмпирического материала.
Достоверность и обоснованность положений, выводов и результатов экспериментальной проверки гипотезы исследования обеспечены методологической обоснованностью исходных позиций исследования, а также использованием комплекса теоретических и эмпирических методов исследования; личным участием автора в продолжительной опытно-экспериментальной работе, сравнимостью полученных результатов с массовой практикой педагогического образования.
Этапы исследования. Исследование по теме проводилось в течение 6 лет и условно может быть разделено на три взаимосвязанных этапа. В ходе исследования были задействованы преподаватели кафедры методики
информатики и информационных технологий факультета информатики и вычислительной техники, студенты 1-5 курсов дневного отделения, обучающиеся по специальности «информатика и филология» факультета информатики и вычислительной техники Курского государственного университета.
На первом этапе (2000-2002 г.г.) изучалась степень подготовленности студентов отделения «информатика и филология» - будущих учителей, к разработке и применению ОЭР в обучении школьников информатике, осуществлялся теоретический анализ научных работ, имеющих отношение к проблеме исследования.
На втором этапе (2002-2004 г.г.) осуществлялось моделирование процессов обучения будущих педагогов, совершенствовалась методическая система обучения учителей разработке и использованию ОЭР по информатике, разрабатывался учебно-методический материал и необходимые средства обучения.
На третьем этапе (2004-2006 г.г.) определялась эффективность методической системы обучения учителей разработке и применению ОЭР по информатике в образовательном процессе, проводились эксперименты, нацеленные на подтверждение выдвинутой гипотезы, оформлялись результаты исследования.
Положения, выносимые на защиту:
В систему подготовки будущих учителей информатики должны быть внесены элементы обучения разработке и использованию ОЭР в профессиональной деятельности, что положительно отразится на качестве средств обучения информатике в школе и будет способствовать повышению эффективности подготовки школьников;
Формирование содержания и визуального представления ОЭР по информатике, разрабатываемых педагогами, должно отвечать принципам иерархической структуризации учебного материала;
Разработанная модель подготовки будущего учителя информатики к созданию и использованию ОЭР в профессиональной деятельности является инвариантной относительно применения различных ИКТ, учебная деятельность студентов должна осуществляться на основе модели деятельности учителя по разработке ОЭР с использованием системы средств обучения, включающей разработанные ОЭР «Разработка информационной архитектуры образовательного ресурса» и комплекс практических заданий;
Предложенные пути совершенствования методической системы обучения будущих учителей информатики, в том числе описанные цели, содержание, методы и формы обучения разделам курса информатики или специальным курсам, позволяют подготовить педагогов к качественной разработке и эффективному использованию ОЭР в обучении информатике.
Апробация и внедрение результатов диссертационного исследования.
Результаты исследования, разработанный специальный курс и средства обучения внедрены в учебный процесс Курского государственного университета.
Основные положения и результаты исследования докладывались на VI Всероссийской научно-практической конференции (Славянск-на-Кубани, 2004), III Всероссийской научно-практической конференции «Качество образования: теория и практика» (Томск, 2004), Всероссийской научно-методической конференции «Открытое образование и информационные технологии» (Пенза, 2005), XV Международной конференции-выставке «Информационные технологии в образовании (ИТО-2005)» (Москва, 2005), Международной конференции «ИТО-Поволжье - 2006» (Самара, 2006), научных и научно-методических конференциях и семинарах Курского государственного университета (Курск, 2003-2005).
13 Структура работы определена целью и логикой исследования. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложений.
Анализ образовательных электронных ресурсов по информатике, используемых в учебном процессе
Использование сложившегося на сегодняшний день многообразия форм и средств информатизации образования должно быть нацелено на достижение максимальной дидактической эффективности процесса обучения. Вместе с тем, наибольший дидактический эффект может быть достигнут только при комплексном использовании отдельных средств современных информационных и телекоммуникационных технологий на различных видах занятий в информационно-поисковой, экспериментально-исследовательской и самостоятельной учебной деятельности, а также деятельности обучаемых по обработке информации, представлению и извлечению знаний.
Практическая реализация комплексного использования возможностей средств информационных и телекоммуникационных технологий в учебном процессе может быть достигнута за счет разработки и применения многофункциональных образовательных электронных изданий, представляющих собой как все ранее известные программные средства учебного назначения, так и новейшие разработки, соответствующие передовому мировому уровню.
Обратимся к «Концепции создания образовательных электронных изданий», в разработке которой приняли участие специалисты Министерства образования РФ, Российской Академии образования, Российского университета дружбы народов, Московского городского педагогического университета, Томского государственного университета, Самарской экономической академии, других организаций и учебных заведений. В данном документе приведено следующее определение: «...различные электронные средства, задействованные в учебном процессе, такие как электронные справочники, энциклопедии, обучающие программы, средства автоматизированного контроля знаний обучаемых, компьютерные учебники и тренажеры, объединенные в единые программно-методические комплексы, будем рассматривать как образовательные электронные издания и ресурсы (ОЭИиР)» [129, 130]. Все используемые в исследовании термины и аббревиатуры вынесены в отдельное приложение (приложение 1).
Данное определение предполагается слишком обширным для оперирования им в исследовании. Необходимо сузить определение термина. Для этого рассмотрим классификацию ОЭИиР, в которой выделим более конкретное понятие ОЭИиР, необходимое для данного исследования.
Образовательные электронные издания и ресурсы имеют многослойный характер. С одной стороны, по выполняемым функциям, их можно отнести к учебным изданиям и соответственно, использовать принципы классификации, используемые для учебной книги [58]. С другой стороны, они принадлежат к категории электронных изданий и к ним могут быть применены принципы классификации электронных изданий [39]. С третьей стороны, по технологии создания, они являются программными продуктами, и к ним может быть применен Общероссийский классификатор продукции ОК 005-93 [70].
Поэтому в основу классификации ОЭИиР положены общепринятые способы классификации как учебных, так и электронных изданий, и программных средств.
В классификации программных средств, представленной в общероссийском классификаторе продукции ОК 005-93, имеется отдельный подкласс 50 7000 - Прикладные программные средства учебного назначения. Он включает в себя педагогические, обучающие, контролирующие, демонстрационные, досуговые, вспомогательные программные средства, а также программные средства для тренажеров, для моделирования, для управления учебным процессом, для создания программ учебного назначения, для профориентации и профотбора, для коррекционного обучения детей с нарушениями развития.
Исходя из описанных в современной литературе и общероссийских стандартах критериев, ОЭИиР следует различать:
по функциональному признаку, определяющему значение и место ОЭИиР в учебном процессе;
по структуре;
по организации текста;
по характеру представляемой информации;
по форме изложения;
по целевому назначению;
по наличию печатного эквивалента;
по природе основной информации;
по характеру взаимодействия пользователя и электронного издания;
по технологии распространения.
В настоящее время утвердилась определенная типологическая модель системы ОЭИиР для вузов, которая включает четыре группы ОЭИиР, дифференцированных по функциональному признаку, определяющему их значение и место в учебном процессе:
программно-методические (учебные планы и учебные программы);
учебно-методические (методические указания, руководства, содержащие материалы по методике преподавания учебной дисциплины, изучения курса, выполнению курсовых и дипломных работ);
обучающие (учебники, учебные пособия, тексты лекций, конспекты лекций);
вспомогательные (практикумы, сборники задач и упражнений, хрестоматии, книги для чтения). Информационные технологии позволяют выделить по этому критерию пятую группу:
контролирующие (тестирующие программы, базы данных). ОЭИиР по структуре подразделяются на:
однотомное - выпущенное на одном машиночитаемом носителе;
многотомное - состоящее из двух или более пронумерованных частей, каждая из которых представлена на самостоятельном машиночитаемом носителе, представляющее собой единое целое по содержанию и оформлению;
электронная серия - включающее совокупность томов, объединенных общностью замысла, тематики, целевым назначением, выходящих в однотипном оформлении.
ОЭИиР по организации текста подразделяются на моноиздания и сборники. Моноиздание включает одно произведение, а сборник - несколько произведений учебной литературы. Учебник, учебное пособие, курс и конспект лекций могут выходить в свет только в виде моноизданий, а практикум, хрестоматия, книга для чтения - в виде сборников. Что касается учебных планов, учебных программ, методических указаний и руководств, заданий для практических занятий, то их выпускают преимущественно в виде моноизданий. Подобные издания усиливают активность студента, обеспечивают комплексность процесса овладения информацией.
По характеру представляемой информации можно выделить следующие устоявшиеся виды: учебный план, учебная программа, методические указания, методические руководства, программы практик, задания для практических занятий, учебник, учебное пособие, конспект лекций, курс лекций, практикум, хрестоматия, книга для чтения и др.
Методы использования образовательных электронных ресурсов в обучении информатике
Рассмотрим существующие методы применения ОЭР в образовательном процессе, использование которых целесообразно в обучении информатике.
В данном исследовании рассмотрены следующие методы обучения с использованием ОЭР:
метод проектов;
метод информационного ресурса;
метод демонстрационных примеров. Метод проектов.
В мировой практике ведутся поиски способов организации самостоятельной деятельности учащихся, предусматривающие вовлечение каждого учащегося в активную познавательную деятельность. Одним из способов такой самостоятельной работы является обучение в сотрудничестве. На смену фронтальным работам все больше приходят индивидуальные, парные, групповые. Исследования зарубежных авторов показали, что парная или групповая работа обучаемых оказывается намного эффективней объяснительно-иллюстративного и репродуктивного методов.
Учащиеся в группах разрабатывают план совместных действий, находят источники информации, способы достижения целей, распределяют роли, выдвигают и обсуждают идеи. Все учащиеся оказываются вовлеченными в познавательную деятельность. Обучение в сотрудничестве позволяет овладеть элементами культуры общения в коллективе и элементами управления (умение распределять обязанности для выполнения общего задания, полностью осознавая ответственность за совместный результат и за успехи партнера).
Идеи проектности хорошо сочетаются с индивидуальной и групповой формой организации самостоятельной деятельности учащихся. Первые проекты, где учащимся разных стран была представлена возможность регулярно общаться через компьютерную сеть, появилась в начале 80-х годов прошлого столетия. Дальнейшие исследования в этой области показали, что необычайно высокий педагогический эффект может дать специально организованная совместная работа учащихся в сети. Ее основу составляют учебные проекты, которые выполняются совместно несколькими (географически разнесенными) группами учащихся, связанные между собой компьютерной сетью. Разнообразие в образе жизни, культуре, языке, географическим положением - необходимое условие телекоммуникационных проектов.
Под проектом по Е.С. Полат [103], понимается совокупность определенных действий, документов, замыслов для создания реального объекта, предмета, создания разного рода теоретического продукта.
Способность к творчеству является изначальным моментом, определяющим профессионально-педагогическую деятельность учителя. Поэтому содержание подготовки будущих учителей информатики должно быть направлено на саморазвитие учеников, их самореализацию, самовоспитание. Основой учебного процесса следует считать деятельность ученика, мобилизацию его интеллектуальных, волевых усилий, эмоциональных переживаний. Учитель должен направлять, корректировать эту деятельность. Важно, чтобы содержание учебного материала, формы, методы, средства обучения соответствовали реальным и потенциальным возможностям учеников, выступали фактором мотивации обучения.
В педагогической практике особо значимыми являются методы организации познавательной деятельности обучаемых, обеспечивающие усвоение определенных знаний, формирование умений и навыков, в том числе и таких, которые позволяют обучающимся применять полученные знания, умения и навыки на практике при решении конкретных жизненных проблем. И метод учебных проектов является одним из методов творческого развития личности. Основные требования к использованию метода проектов:
наличие значимой в исследовательском, творческом плане задачи, требующей интегрированного знания, исследовательского поиска для ее решения;
практическая, теоретическая, познавательная значимость предполагаемых результатов;
самостоятельная (индивидуальная, парная) деятельность студента;
определение базовых знаний из различных областей, необходимых для работы над проектом;
структурирование содержательной части проекта;
использование исследовательских методов;
определение проблемы, вытекающих из нее задач исследования;
выдвижение гипотезы их решения, обсуждение методов исследования;
анализ полученных данных;
оформление конечных результатов;
подведение итогов, выводы, творческие отчеты и т.д.
Метод проектов всегда предполагает решение какой-то проблемы, предусматривающей, с одной стороны, использование разнообразных методов, с другой - интегрирование знаний, умений из различных областей науки, техники, технологии, творческих областей. Работа по методу проекта предполагает не только наличие и осознание какой-то проблемы, но и процесс ее раскрытия [103].
Моделирование процесса обучения будущего учителя информатики технологиям разработки образовательных электронных ресурсов
Категории моделей и моделирования пришли в современную методологию науки из кибернетики, постепенно превращаясь в общенаучные понятия - также как информация, управление, система, структура и некоторые другие. В Новейшем философском словаре дается следующее определение модели: «Модель (франц. modele, от лат. modulus - мера, образ, норма), в логике и методологии науки - аналог (схема, структура, знаковая система) определенного фрагмента природной и социальной реальности, порождения человеческой культуры, концептуально-теоретического образования и т.п. - оригинала модели» [136]. Этот аналог служит для хранения и расширения знания об оригинале, конструирования оригинала, преобразования или управления им. С гносеологической точки зрения модель — это «представитель», «заместитель» оригинала в познании и практике. Таким образом, моделью в широком смысле принято именовать любой образ, аналог (мысленный или условный) какого-либо объекта, процесса или явления, используемый в качестве его «заместителя», «представителя». И, кроме того, модель всегда выполняет познавательную роль, выступая средством объяснения, предсказания и эвристики.
Сходное определение модели дает Я.Г. Неуймин: «Модель в общем смысле (обобщенная модель) есть создаваемый с целью получения и (или) хранения информации специфический объект (в форме мысленного образа, описания знаковыми средствами либо материальной системы), отражающий свойства, характеристики и связи объекта-оригинала произвольной природы, существенные для задачи, решаемой субъектом» [93].
В отечественной и зарубежной литературе принято делить все модели на два типа: материальные и идеальные. Такое деление является предельно широким, однако смысл и цель такого деления заключается в том, чтобы выяснить природу модели, с которой имеет дело исследователь, а затем познавательные возможности модели, которые определяются ее природой.
В современной науке метод моделей получает все большее и большее распространение. В этой связи Б.А. Глинский называет и анализирует причины популярности моделирования, которые, по мнению автора, коренятся в таких специфических особенностях современного научного познания, как изменение предмета научного исследования от изучения объектов обычного масштаба к исследованию микро- и мега-мира, где непосредственное исследование не представляется возможным; усложнение экспериментальных устройств, используемых в современной науке; возрастание роли теории во многих ведущих отраслях науки, познание которых невозможно без абстракций высокого уровня и т.д. [84].
По мнению Глинского, моделирование принадлежит к числу универсальных методов. Объективной основой универсальности метода моделирования Б.А.Глинский считает объективное существование сходства между вещами на разных уровнях их бытия. «Метод моделирования применяется как на эмпирическом, так и на теоретическом уровнях исследования. На эмпирическом уровне он может использоваться для выполнения измерительной, описательной и других функций; на теоретическом - для выполнения интерпретаторской, объяснительной, предсказательной функций, а также функций в мысленном эксперименте.
Кроме этого, на обоих уровнях моделирование может выполнять критериальную функцию... Это многообразие гносеологических функций придает методу моделирования большую значимость и служит одной из важнейших причин все увеличивающегося его распространения» [84]. Говоря о функциях модели, мы обошли молчанием существенный вопрос, касающийся свойств моделей, которые принимаются во внимание в практике моделирования. Анализ литературы, посвященной процессу моделирования (Э.П. Андреев [86], М. Вартофский [25], Б.А. Глинский [84], П.С.Краснощеков [68], К.Б.Малышев [78], М.С.Смирнов [85], Я.Г.Неуймин [93] и др.), показал, что в настоящее время цельная система атрибутивных характеристик понятия «модель» разработана недостаточно. В этой связи особый интерес представляют исследования Я.Г.Неуймина, который четко выделяет восемь свойств моделей [93].
Во-первых, «модель представляет собой «четырехместную» конструкцию, компонентами которой являются субъект; задача, решаемая субъектом, объект-оригинал и язык описания или способ материального воспроизведения модели». Особую роль в структуре обобщенной модели играет решаемая субъектом задача, которая определяет характер формируемой модели.
Во-вторых, каждому материальному объекту соответствует бесчисленное множество в равной мере адекватных, но различных по существу моделей, связанных с разными задачами.
В-третьих, паре задача - объект тоже соответствует множество моделей, содержащих одну и ту же информацию, но различающихся формами ее представления или воспроизведения, что, в конечном счете, определяется удобством использования модели по ее прямому назначению.
В-четвертых, модель, согласно ее определения, является всего лишь относительным, приближенным подобием объекта-оригинала и в информационном отношении принципиально беднее последнего - это ее фундаментальное свойство.
В-пятых, все основные формы представления модели - Я.Г. Неуймин их выделяет три - концептуальная (мысленная), знаковая и материальная - с информационной точки зрения равноценны. Однако на практике, отмечает автор, переход от концептуальной модели к материальной или знаковой часто связан с обогащением модели, с получением некоторой дополнительной информации об объекте.
В-шестых, «условия и требования задачи, решаемой субъектом, несут очень важную нагрузку: они в основном определяют ограничения и допущения, которые явно или неявно фигурируют в процессе построения любой модели» [93].
В-седьмых, независимо от природы объекта, характера решаемой задачи и способа реализации, любая модель представляет собой информационное образование.
В-восьмых, возможность n-кратного моделирования, в котором исходная «объектообразная» модель представляет собой практически достоверное обобщенное описание объекта или класса объектов реального мира, а во вторичные и все производные модели автоматически входят допущения и ограничения, содержащиеся в исходной и промежуточных.
Возвращаясь к исследованиям Б.А. Глинского, посвященным определению структуры процесса моделирования, следует отметить, что, по мнению исследователя, процесс моделирования предполагает:
1. субъекта, в определенных целях исследующего закономерности предметов или процессов природы, общества или мышления;
2. объект исследования;
3. модель, опосредствующую отношения познающего субъекта и познаваемого объекта [84].
В свою очередь, структура этого процесса видится автором как совокупность четырех компонентов: постановка задачи; создание (выбор) модели; исследование модели; перенос знания.
