Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА ЭЛЕКТРОННОГО УЧЕБНИКА
1.1. Критерии разработки учебного материала 13
1.2. НИТ в разработке учебного материала 25
13. Формы реализации учебного материала 43
1.3. Программные средства НИТ 52
ГЛАВА 2, ТЕХНОЛОГИЯ РАЗРАБОТКИ ЭЛЕКТРОННОГО УЧЕБНИКА
2.1. Формирование информационного потока в структуре электронного учебника 64
2.2. Двухуровневая интерпретация в структуре ЭУ 77
2.3. Система практических заданий в электронном учебнике 85
2.4. Система обратной связи в структуре ППС 99
ГЛАВА 3. ОРГАНИЗАЦИЯ И ПРОВЕДЕНИЕ ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
3 1. Организация педагогического эксперимента 114
3.2. Информационное дерево по теме «Алгоритм» 119
3.3. Система задач по теме «Алгоритм» 151
3.4. Этапы педагогического эксперимента 158
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 171
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 175
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 192
- Критерии разработки учебного материала
- Формирование информационного потока в структуре электронного учебника
- Организация педагогического эксперимента
Введение к работе
Проблема школьного учебника как стимулятора и организатора учебной деятельности учащихся является одной из тех, которые постоянно приковывают к себе внимание исследователей.
Она приобрела особую остроту в современной теории и практике школьного обучения в виду резко возросшего в последние десятилетия объема учебной информации по всему циклу учебных дисциплин. В силу того обстоятельства, что время, отводимое на их изучение, не изменилось, эквивалентным образом увеличилась плотность потока учебной информации, поступающей к ученику. Несмотря на значительные достижения постоянно обновляющихся методик, результаты обучения не удовлетворяют потребностям общества.
Причина этого, на наш взгляд, - диалектическое противоречие между новыми качествами учебной информации (высокая степень плотности, мобильность, изменчивость) и старыми методами ее передачи учащимся. В их основе лежит деятельность учителя, который инициирует учебную информацию, а затем в той или иной форме передает ее ученикам. Такой процесс требует значительного времени для того, чтобы обеспечить первичное усвоение информации. При последующей самостоятельной переработке учебной информации ученики используют одинаковые учебники, ориентированные на некую усредненную личность, но не на конкретного ученика.
Говоря о том, что "педагогическая деятельность характеризуется мно-гоаспектностью, непрерывно повышающейся сложностью и принципиальной ориентацией на интегративное... взаимодействие между областями научных знаний", Б.С.Гершунский отмечает, что "эти обстоятельства определяют объективные потребности сферы образования и педагогической науки в совре-
менных средствах интенсификации интеллектуальной деятельности, среди которых важнейшее место отводится компьютерной технике" [52, с. 51].
Необходимость использования новых информационных технологий в обучении отмечают в своих работах Беспалько В.П [21], Гершунский Б.С. [52], Гребнев В.И. [60], Машбиц Е.И. [127], Монахов В.М. [138], Роберт И.В. [167], ОконьВ. [146] идр.
Особенно большие ожидания связаны с реализацией такого важного принципа, как принцип индивидуализации обучения. При существующей системе образования она пока проблематична. Как отмечает И.Я. Лернер [117], творческие задатки у разных людей различны, различен и доступный им потолок успехов при любом обучении.
Обосновывая необходимость развития индивидуальных способностей учащихся, Н. М. Шахмаев констатирует необходимость более глубокой индивидуализации обучения, связанной с дифференциацией. При этом подразумевается "углубленное изучение в старших классах тех учебных предметов, к которым учащиеся проявляют повышенный интерес" [197, с. 283]. Такой подход связан с адаптацией учебной информации к нуждам и возможностям отдельного ученика, причем не только в интерпретационном качестве, но и в содержательно-объемном.
Однако сложившаяся система дифференциации обучения обладает рядом серьезных недостатков. Во-первых, она ориентирована только на старшие классы, хотя очевиден тот факт, что адаптация обучения к индивидуальным особенностям ученика должна осуществляться на протяжении всего процесса обучения в полной мере. У большинства детей творческие способности к определенным предметам проявляются уже в дошкольном возрасте. Поэтому учить их по одинаковым учебникам и одной методике в течение восьми-девяти лет общеобразовательной школы - это не столько развивать, сколько подавлять природные склонности и способности учащихся.
Во-вторых, творческая активность детей весьма многообразна и связана с широким спектром их интересов, которые могут возникать случайным образом. Выявить доминантную сферу интересов очень непросто. Она может определиться в достаточно раннем возрасте, но может и после окончания школы, в 17-18 лет. Поэтому дифференциация обучения путем распределения детей по спецклассам и спецшколам сопровождается ошибками, значение которых далеко не всегда осознается. Переход между различными типами специализированных школ и классов затруднен.
Более мягкой и демократичной формой дифференциации обучения является параллельное обучение, когда одновременно с учебой в общеобразовательной школе ученик посещает факультатив, музыкальную или художественную школу. Однако факультативы проводятся преимущественно в средних и старших классах. Кроме того, очень трудно обеспечить каждому ученику возможность одновременной работы в нескольких факультативах, а для самоопределения это часто бывает необходимо.
Проблема адаптации процесса обучения к каждому конкретному ученику с тем, чтобы обеспечить максимальное развитие его творческого потенциала, упирается в объективные противоречия, свойственные существующей системе образования.
Противоречие между способом организации учебной информации в учебнике и способом ее усвоения учеником. Учебная информация представлена в строгой логической последовательности связанных блоков, в то время как учащийся в силу субъективных причин усваивает каждый ее блок в большей или меньшей степени, вследствие чего ослабляются, а иногда и просто теряются отдельные связи между блоками.
Противоречие между многообразием индивидуальных особенностей учеников и единого для всех источника информации и способа ее предъявления учащимся.
3. Противоречие между дидактическими качествами учебника информатики, и требованиями к содержанию и объему учебной информации, предназначенной для усвоения.
Эти противоречия со временем будут только усугубляться, если не пересмотреть сами принципы разработки, реализации и использования школьных учебников. Поскольку создание школьных учебников всегда являлось одной из важный методических проблем, исследование технологических подходов к разработке электронного учебника в условиях компьютеризации сферы образования следует рассматривать как социальный заказ. Отсюда вытекает актуальность исследования.
Мы видим следующие пути разрешения выше указанных противоречий.
Первый путь заключается в возможности замены процесса передачи информации от учителя к ученику процессом самостоятельного поиска и переработки учебной информации учеником.
Второй путь - адаптация учебных средств к индивидуальным особенностям ученика, с учетом таких принципов как наглядность, систематический контроль и коррекция знаний.
Этими возможностями могут обладать в полной мере новые информационные технологии обучения.
Анализ новых информационных средств обучения, обладающих высокой адаптивной способностью и обеспечивающих контроль и коррекцию знаний каждого ученика, провели Балл Г. А. [11], Бешенков С. А. [25], Биркин Т. [29], Габай Т.В. [47], Далингер В.А. [66], Монахов В. М. [134], [138], [139], Оконь В.[146], Роберт И. В. [167], Талызина Н. Ф. [179], Унт И. [183], Христачевский С. А. [191] и др.
Однако в указанных работах не указаны методы реализации такого важного свойства, как способность педагогических программных средств
(ППС) быстро выбирать дозы учебной информации из громадной их совокупности в зависимости от начального и текущего состояния познавательной деятельности обучаемого [47]; а также практически отсутствуют технологические требования к электронному средству обучения [167]. Кроме того, отмечается, что многие трудности в создании современных учебников обусловлены отсутствием в педагогике и методике научных разделов, определяющих форму, вид, содержание, характер и объем самостоятельной учебно-познавательной деятельности обучаемых, обосновывающих технологические и технические требования [134], [136]. Идет речь о таких важных свойствах учебника как модульность, вариативность, но в то же время не определены конкретные составляющие учебника, которые позволят реализовать эти требования.
Кроме того, в настоящее время отдельными лабораториями, кафедрами вузов, авторскими коллективами создано очень много электронных учебников. Однако разработки электронных учебников ведутся на практико-интуи-тивном уровне, без какого-либо определенного методического подхода. Хотя сегодня уже стало со всей определенностью очевидно, что электронный учебник представляет собой в структурно-элементном плане инженерную разработку, в основе которой лежат определенные методические принципы.
Настоящее исследование посвящено проблеме содержательной и структурной разработки электронного учебника информатики на основе НИТ, который обеспечит полное или частичное снятие сформулированных выше противоречий.
Исходя из гетерогенности групп учащихся, можно сформулировать некоторые главные свойства учебника нового поколения, которые должны быть взяты за основу при разработке технологии его создания.
Главным свойством электронного учебника (ЭУ) является его информационная полнота. Учебник по основам информатики должен быть приго-
ден и удобен для полноценного обучения и развития гуманитарных, художественных, естественнонаучных, практико-конструктивных способностей учеников.
Это означает, что разработка принципов построения учебника должна предусматривать передачу части конструктивных функций учителю с тем, чтобы он мог подбирать учебный материал, адаптируя его содержание к индивидуальным особенностям учащихся. При этом затраты учителя по времени и усилиям должны быть минимальны.
И наконец, важным свойством учебника является то, что обязательным его элементом должен быть партнер, который обеспечивает полноценное взаимодействие ученика с учебной информацией на каждом этапе процесса обучения.
ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ: разработка технологических подходов к созданию электронного учебника по информатике, обеспечивающего более полную реализацию принципа индивидуализации обучения.
ОБЪЕКТОМ исследования является процесс обучения информатике в средней школе.
ПРЕДМЕТОМ исследования служит технология разработки электронного учебника информатики.
ГИПОТЕЗА исследования: Качество обучения информатике существенно повысится, если оно будет основано на использовании индивидуально-адаптированного политекстового электронного учебника, построенного в соответствии с принципами модульности и многоуровневости, включающего определенные функциональные структурные элементы (Тестор, Партнер, Диспетчер, Корректор).
Исходя из цели и гипотезы исследования были поставлены следующие ЗАДАЧИ:
1. Анализ психолого-педагогической литературы, изучение материа-
лов, представленных в сети INTERNET, сравнительный анализ существующих педагогических программных средств.
Определение параметров учебного материала (логический уровень изложения, логическая структура, тип интерпретации, тематическая структура, научный уровень изложения) и функциональных элементов электронного учебника, наиболее полно удовлетворяющих основным психолого-дидактическим принципам обучения.
Разработка технологии проектирования электронного учебника закрытого и открытого типов.
Разработка системы задач для школьного курса информатики.
Разработка учебно-информационного базиса темы «Ветвление» школьного курса информатики.
Экспертная проверка эффективности технологии проектирования электронного учебника.
МЕТОДЫ исследования: изучение литературы, анализ материалов конференций по внедрению НИТ в обучение, в том числе и представленных в INTERNET, изучение и сравнительный анализ существующих программных средств для реализации электронного учебника, анализ существующих программ, учебников и ППС по информатике, изучение методов работы современного учителя информатики и его перспективных потребностей, логическое осмысление возможностей и перспектив разработок различного типа, педагогический эксперимент.
Источником информации по проблеме являлась научная и методическая литература, ППС, материалы, размещенные во всемирной компьютерной сети INTERNET, опрос учеников, учителей, методистов и программистов.
НОВИЗНА и ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ исследования заключается в следующем.
Предложены новые дидактические принципы создания электронного учебника (модульность, многоуровневое построение материала и др.);
Определены структурные элементы электронного учебника (Тестор, Партнер, Корректор и Диспетчер) и предъявляемые к ним требования (возможность проверки усвоения всех несупщх элементов, гибкость, полнота и разнообразие средств коррекции и др.).
Введены понятия «тактический тренинг» и «стратегический тренинг». Определены функции каждого типа тренинга и требования к процессу формирования умений решать задачи школьного курса информатики.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ:
Разработана демонверсия главы электронного учебника по теме "Ветвление" с учетом модульной организации потока информации и возможностью сборки индивидуально-адаптированных вариантов учебника для каждого ученика.
Разработана система задач тактического и стратегического тренингов по информатике для курса средней школы.
НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ положения:
Электронная политекстовая обучающая система наиболее полно решает проблему повышения качества знаний за счет древовидного и многоуровневого построения материала и его модульности.
Обязательными компонентами электронного учебника должны являться его структурные элементы Тестор, Корректор, Партнер и Диспетчер.
Для эффективного обучения информатике с помощью электронного учебника, необходимо использовать задачник, позволяющий реализовать возможность осуществления тактического и стратегического тренинга.
Апробация основных выводов исследования осуществлена обсуждением их на II Всероссийской научно-методической конференции "Информатика и информационная культура в современной школе" (Самара, 1995г.); на
XXIX Зональном совещании преподавателей педвузов Урала, Сибири и Дальнего Востока «Инновационные процессы в подготовке будущего учителя физики» (Екатеринбург, 1996г.); на Межвузовской научно-методической конференции (Екатеринбург, 1995г.); на Международной научно - практической конференции, посвященной памяти академика И.Я.Лернера (Тула, 1997г.); на Международной научно-методической конференции "Проектирование инновационных процессов в социокультурной и образовательной сферах" (Сочи, 1998г.); на учительских конференциях г. Шадринска, По теме исследования имеются публикации:
Использование баз данных в учебном процессе// Развитие творческой активности учащихся в процессе обучения и профессиональной подготовки студентов: Материалы научно-методической конференции/ Урал. гос. пед. ун-т. Екатеринбург, 1995. С 47-50 (в соавт.).
Решение задач исследовательского характера // Развитие творческой активности учащихся в процессе обучения и профессиональной подготовки студентов: Материалы научно-методической конференции/ Урал. гос. пед. ун-^г. Екатеринбург, 1995. С 62-66.
Вводные занятия по теме "Ветвление" // Инновационные процессы в подготовке будущего учителя физики: Материалы XXIX зонального совещания преподавателей педвузов Урала, Сибири и Дальнего Востока / Урал. гос. пед. ун-т. Екатеринбург, 1996. С 50-52.
Компьютерный эксперимент как средство отработки физических понятий // Проблемы учебного физического эксперимента: Сборник научно-методических работ. Вып. l./Глазовский гос. пед. ин-т. Глазов, 1995. С 107— 109 (в соавт.).
Информационный поток в адаптивной обучающей среде // Теория и практика современного образования: Материалы научно-практической кон-
ференции, посвященной памяти академика РАО ИЛ.Лернера. Ч. 2./ Тульский гос. пед. ун-т. Тула, 1997. С 28-29.'
Электронный адаптированный учебник на базе гипертекстовой среды// Проектирование инновационных процессов в социокультурной и образовательной сферах: Материалы международной научно-методической конференции/ РИЦ СГУТиКД. Сочи, 1998. С 191-192.
Сборник задач по информатике для учащихся 9-10-11 классов. Ч. 1./ Урал. гос. пед. ун-т. Екатеринбург, 1998. (в соавт.). 76 с.
Сборник задач по информатике для учащихся 9-10-11 классов. Ч. 2.1 Урал. гос. пед. ун-т. Екатеринбург, 1998. (в соавт.). 80 с.
Критерии разработки учебного материала
Эффективность учения зависит от огромного числа факторов, которые можно разделить на объективные и субъективные. К субъективным прежде всего отнесем такие параметры, как личные особенности учителя (его интеллект, образованность, педагогические умения и навыки), способности ученика к учению и его мотивация. При организации научного исследования прежде всего учитываются объективные условия. Рассмотрим их более подробно.
Эффективность учения определяется тремя компонентами: во-первых, усвоением определенного объема научной информации, во-вторых, овладением приемами ее переработки, в-третьих, приобретением практических навыков операционной деятельности над объектами, отображенными в научной информации.
Реализация первого компонента предполагает усвоение учебного материала. Второй компонент реализуется в решении разнообразных задач теоретического и прикладного характера. Третий - связан с выполнением практических и лабораторных работ. Наша задача заключается в анализе учебного материала как дидактического объекта, выделения в нем основных характеристик, обеспечивающих возможность его усвоения учеником.
Важнейшим условием эффективности учения является адекватное восприятие учеником научной информации, приводящее к пониманию учебного материала.
Термин "понимание" имеет несколько толкований. "Понимание - способность осмыслять, постигать содержание, смысл, значение чего-нибудь"
[145]. Это определение является общим для всех сфер человеческой деятельности, научной и практической,
С информационной точки зрения понимание можно рассматривать как определение области тезауруса, в которой будет размещена новая информация, и осознание связей и отношений этой информации с другими областями тезауруса.
Усвоение новой информации заключается в установлении прочных связей новой области тезауруса с другими областями- Оно зависит от того, как удачно "легла" новая информация в тезаурус, от степени активизации смежных областей, наличия в них готовых для контакта связей.
Проблема включения и стыковки новой информации с имеющейся в тезаурусе решается созданием учебного материала. Под учебным материалом мы понимаем некоторый информационный объект, специально конструированный из научной дисциплины. Ее трансформация в учебный материал производится в соответствии с психолого-педагогическими нормами теории обучения. Говоря об учебном материале, мы имеем в виду содержательную сторону процесса обучения, но не его конкретную реализацию в виде учебника, справочника, обучающей программы.
Каким должен быть учебный материал, чтобы ученик в принципе мог усвоить его на требуемом уровне? Прежде всего научным и доступным.
Несомненно, принципу научности должно быть отведено одно из первых мест в разработке учебного материала. Под научностью понимается степень соответствия учебного материала основам научного знания. Наибольшее соответствие учебного материала принципам науки достигается тогда, когда в нем изложены основные положения, понятия, законы научной теории.
Научность учебного материала зависит также от логического уровня его изложения. Содержание учебного материала должно обновляться по мере развития науки и соответствовать современным ее представлениям. Особенно это касается таких школьных предметов как математика, физика, химия, биология, информатика. Выходя из школы, ученик часто сталкивается с новыми открытиями и достижениями в этих областях, и усвоенная им в школе информация не должна вступать в конфликт с реальностью.
Научность учебного материала обусловливается его информативностью или наличием в нем всей необходимой информации. В семантической теории информации дается следующее определение: "...количество информации представляет собой степень изменения тезауруса под действием данного сообщения" [24, стр. 14]. Налицо прямая связь информативности с таким личным качеством ученика, как тезаурус: чем выше тезаурус, тем больше информации ученик получит из данного сообщения.
Однако современный учебный материал излагается в расчете на средний тезаурус, вследствие чего два ученика с уровнем тезауруса выше и ниже среднего из обычного школьного учебника получают разное количество информации. Действительно, ученик 10 класса, который увлекается компьютерами, не получит никакой новой информации при изучении структуры цикла по школьному учебнику. А ученик с недостаточно развитым логическим мышлением и комбинаторными способностями может не понять материал учебника и тоже не получит требуемой информации.
Таким образом, информативность учебного материала - понятие относительное. Невозможно оценивать ее в отрыве от состояния тезауруса той группы обучаемых, для которой предназначен данный учебный материал.
Информативность учебного материала обычно ориентируется на средний тезаурус определенной категории учеников. На самом же деле отклонения от среднего очень велики дайсе на уровне одного класса. Кроме того, отсутствуют надежные методы оценки величины семантической информации. Статистический же подход к оценке количества информации, базирующийся на подсчете числа символов, используемых при ее кодировании, в данном случае не может быть использован, так как не связан со смыслом, имеющимся в ней.
Для приближенной оценки величины семантической информации можно использовать смысловые элементы научной теории, включенные в учебный материал. Тогда в качестве элементов информации принимаются лишь те суждения, понятия и связи, которые составляют суть научной теории, ее неизменные компоненты.
Формирование информационного потока в структуре электронного учебника
Под информационным потоком мы понимаем учебную информацию, отображённую текстом, графикой или математической символикой, и расположенную в определенной последовательности.
Различные авторы отмечают первостепенное значение организации информационного потока в электронном учебнике. "Информация по выбранному курсу должна быть хорошо структурирована и представлять собой законченные фрагменты курса с ограниченным набором новых понятий" [191].
Требования непрерывности этого потока, сформулированные в [24], сводятся к следующему. Во-первых, наиболее близкие в логическом отношении элементы информации должны таким же образом располагаться и при ее отображении. Во-вторых, при введении новой информации все используемые информационные элементы должны быть введены ранее.
Первое условие имеет рекомендательный характер, поскольку оно может быть выполнено только при линейной логической организации информационного потока. В действительности же логическая организация учебного материала имеет разветвленную логическую структуру, обусловленную уже тем, что ядро любой научной теории имеет несколько равнозначных в информационном отношении следствий, которые излагаются поочередно. В результате те следствия, которые излагаются позже, оказываются дальше от своего первоисточника. Поэтому при изложении учебного материала всегда происходит движение от ствола по ветви, а затем вновь возвращение к стволу и движение по следующей ветви.
Структура дерева многомерна: на определенном этапе отдельная ветвь также может быть стволом, относительно которого перебираются ветви более высокого порядка. Поэтому преобразование дерева в информационный поток связано с поиском оптимальной структуры расположения отдельных информационных элементов, такой, при которой расстояние от каждого элемента до его ствола было бы по возможности минимальным.
Второе условие, которому должен отвечать информационный поток, имеет характер обязательного предписания. Воспользуемся моделью дерева, чтобы выяснить происхождение логических разрывов, связанных с преждевременным и запаздывающим включением информационных элементов в информационный поток.
Обратимся к рассмотренному ранее примеру такого разрыва в учебнике [111]. Участок информационного потока, посвященный базовым алгоритмическим структурам, имеет вид: структура следования, структура цикла, структура ветвления. На модели информационного дерева эти три элемента являются составляющими одного ствола - базовых алгоритмических структур. Совершенно очевидно, что нарушена линейная последовательность этих элементов в стволе. Аналогичный дефект получается и при переносе элемента одного логико-смыслового ствола в другой.
В качестве примера можно указать на изложение простейших команд присваивания и ввода-вывода в учебнике [111]. Названные команды относятся к числу тех, с помощью которых реализуются простейшие алгоритмы любой базовой структуры. Поэтому их естественное место - на дереве базовых структур. Однако они описаны в параграфах 11 и 13. Поэтому алгоритм, на котором объясняется в параграфе 9 цикл-ПОКА, содержащий переменную а (уровень радиации), не может быть понят учениками и воспроизведен на компьютере в том виде, в каком он записан в учебнике.
Таким образом, чтобы избежать указанных разрывов информационного потока, необходимо правильно определить элементы, принадлежащие данному дереву, а также правильно расположить отдельные элементы в его стволе.
Очевидно, что построение такого дерева лежит в основе формирования информационного потока.
Эта работа начинается с выделения всей информации, подлежащей усвоению. Она реализуется определением отдельных информационных элементов, пока еще неупорядоченных и неранжированных семантически. Такое ранжирование очень важно при построении учебного материала в связи с тем, что, как отмечает Бешенков С.А., "Существует проблема выделения важной и существенной информации из информационного потока..." [25].
Семантическое ранжирование осуществляем методом пошаговой детализации. Вначале определяем главные информационные блоки - их можно назвать несущими, поскольку на них держится вся логическая конструкция темы. Несущие блоки образуют главный ствол или ствол первого порядка информационного дерева.
Затем для каждого несущего блока определяется тот минимум информации, без которой его определение теряет смысл. Именно такая информация обязательно должна быть предшествующим элементом ствола.
После того, как выстроен ствол, детализируется и дискретизируется та информация, которую содержит в себе каждый его блок. В блоке выделяются элементы-свойства и элементы-следствия, которые отображаются на дереве в виде ветвей. Семантическое ранжирование ветвей реализуется в соответствии с расположением блоков ствола так, что каждая ветвь привязывается к своему информационному предку.
Затем для каждой ветви проделываются те же операции упорядочения и семантического ранжирования, что и для главного ствола. После логического расчленения и упорядочения отдельной ветви получается новое мини дерево, для которого данная ветвь является стволом. В отличие от главного ствола, это будет ствол второго порядка.
Организация педагогического эксперимента
Для эффективного создания информационных технологий в образовании наиболее перспективным представляется комплексный подход, при котором фирмы - системные интеграторы проектируют, создают и поддерживают комплексы информационных технологий, ориентированные на про-блемную среду заказчика [126].
Наша задача заключалась в разработке подходов к созданию электронного учебника. Мы предложили технологию разработки электронного учебника: формирование информационного потока, определение элементного состава, свойства различных элементов. На основании этого было получено две возможных схемы электронного учебника информатики - закрытой (собственно ЭУ) и открытой (ЭПОС).
По этой технологии нами была создана одна глава электронного учебника и, соответственно, разработана методика ее применения в обучении.
Основная цель эксперимента заключалась в оценке подходов и системы принципов к разработке предложенного учебника. Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи педагогического эксперимента:
1. Изучение состояния преподавания информатики в современной школе.
2. Определение влияния новых информационных технологий на уровень восприятия учебного материала по информатике.
3. Экспериментальная проверка целесообразности создания предложенного нами учебника путем:
-сопоставление качества знаний учащихся по информатике в экспериментальной и контрольной группах;
-опрос учителей-практиков, выпускников пединститута и учеников старших классов, изучающих информатику.
Организуя педагогический эксперимент, мы встретились с рядом затруднений.
К ним относится прежде всего низкий уровень использования компьютера в современном учебном процессе. Как правило, ЭВМ используется в качестве объекта изучения, а не средства обучения. Курс информатики построен таким образом, что учащиеся, в основном, решают отдельные задачи путем составления программ.
Второе затруднение заключается в различном подходе к преподаванию информатики у разных учителей. Это в первую очередь касается изучения языка программирования. Одни учителя предпочитают излагать основы теории алгоритмов до живого языка программирования, рассматривая основные конструкции только в рамках алгоритмического языка (часто не имея приличного его интерпретатора), а другие сразу дают все конструкции в переводе на какой-либо язык программирования. При таком подходе ученики начинают практику в языковой среде буквально с первых же уроков.
Наша эксперимент ориентирован именно на второй подход. Поэтому мы вынуждены были ограничить свой выбор только такими классами, которые с самого начала обучения информатике работают в языковой среде.
В настоящее время наиболее приняты в качестве первичных языков обучения BASIC и ПАСКАЛЬ. Чтобы придать экспериментальной главе степень общности, свойственную проектируемому нами ЭУ, мы предусмотрели возможность включения в индивидуальный учебник тех или иных языковых блоков.
В контрольных классах почасовое планирование темы производилось учителем на основе принятого им учебника. Количество часов определялось самим учителем. В экспериментальных классах почасовое планирование осуществлялась нами. При этом мы исходили из принципа, что число часов, отводимое на изучение данной темы в экспериментальном классе, не должно превышать времени ее изучения в любом из контрольных классов.
Третья проблема состояла в определении способа и критериев оценки усвоения теоретического материала, который был различным в контрольных и экспериментальных классах.
В этом случае мы использовали следующий подход. Поскольку в имеющихся учебниках определения базовых алгоритмических структур представлены неполно и в различных формулировках, в контрольные задания мы их не включили. Вместо этого в задания были введены практические задачи, решение которых предполагало понимание трех типов базовых структур и их главных свойств (дискретность, однозначность, конечность, массовость, доступность). Для этого мы использовали сюжетные задачи, в которых не просматривается явно логическая структура решения. Ученик мог решать их в той или иной степени общности с использованием различных структур. В представленном решении учитывали не только допущенные ошибки, но и его корректность с точки зрения названных свойств.
Например, было дано задание проанализировать фрагмент текста, выделить в нем логическую структуру ветвления и на ее основе построить алгоритмическую. Приведем текст: «Это единственный способ заставить чайник закипеть. Если он только заметит, что вы нетерпеливо ждете, чтобы он закипел, - он даже и зашуметь не подумает». Второе предложение содержит логическую структуру ветвления. В алгоритмической форме записи она будет выглядеть следующим образом: «Если только он заметит, что вы нетерпеливо ждете То он даже и зашуметь не подумает». Основная задача учащихся при работе с учебником заключалась в построении алгоритмической струк туры ветвления путем выбора из предложенных кусочков текста условия и следствия. Выполнение задания было возможно только в случае, когда ученик четко осознает структуру условного перехода и способен выделить, увидеть в предложении условие и следствие, высказывание и действие.
Для оценки отдаленных результатов ученикам контрольных и экспериментальных классов были даны также индивидуальные задания развивающегося характера. Ход их решения мы отслеживали на протяжении всего учебного года. В окончательном варианте оценивали функциональность решения, его компактность и эстетические качества.
Четвертой проблемой является наличие большого числа факторов, которые невозможно охватить контролем при педагогическом эксперименте.
Поэтому число контролируемых переменных было ограничено самыми важными, допуская, что остальные не имеют решающего значения.
