Совершенствование методики применения средств информационных технологий в школьном курсе информатики
На правах рукописи
ЯШИН Денис Дмитриевич
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ ПРИМЕНЕНИЯ
СРЕДСТВ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
В ШКОЛЬНОМ КУРСЕ ИНФОРМАТИКИ
13.00.02 – теория и методика обучения и воспитания
(информатика)
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата педагогических наук
Москва 2009
Работа выполнена в Учреждении Российской академии образования
«Институт содержания и методов обучения»
| Научные руководители: | доктор педагогических наук, профессор Огородников Евгений Васильевич |
| кандидат педагогических наук Захаров Александр Сергеевич | |
| Официальные оппоненты: | доктор технических наук, профессор Бубнов Владимир Алексеевич |
| кандидат педагогических наук, доцент Бизюк Валерий Васильевич | |
| Ведущая организация: | ГОУ ВПО Поволжская государственная социально-гуманитарная академия |
Защита диссертации состоится 23 апреля 2009 года в 15-00 часов на заседании диссертационного совета Д 008.008.06 при Учреждении Российской академии образования «Институт содержания и методов обучения» по адресу: 119435, Москва, ул. Погодинская, 8.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Учреждения Российской академии образования «Институт содержания и методов обучения».
Автореферат размещен на сайте http:// www.ismo.ioso.ru
Автореферат диссертации разослан «_____»____________ 2009 г.
| Ученый секретарь диссертационного совета, к.п.н. | Е.А. Седова |
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Актуальность исследования. В настоящее время в методической системе обучения информатике в общеобразовательной школе происходят существенные изменения, обусловленные в целом пересмотром идеологии построения современного общего образования, ориентации его на достижение обучающимися новых образовательных результатов, связанных с пониманием развития личности как цели и смысла образования, а именно личностных, метапредметных, предметных образовательных результатов, суть которых подробно раскрыта в новой концепции государственного стандарта общего образования[1].
Различные аспекты развития методики обучения информатике рассматриваются в целом ряде научных и методических исследований (В.С.Леднев, А.А.Кузнецов, С.А.Бешенков, Т.Б.Захарова, К.К.Колин, М.П.Лапчик, Е.А.Ракитина, И.И.Раскина, И.Г.Семакин, А.Л.Семенов, З.В.Семенова, Е.К.Хеннер, Н.Д.Угринович и др.). Если вначале курс информатики был ориентирован на изучение алгоритмов, программирования и средств информационных технологий, то теперь важнейшей составляющей школьного курса информатики становится направленность его на развитие мотивационных, операциональных и когнитивных ресурсов личности, которые определяют ее способность к решению значимых для нее познавательных и практических задач. Сегодня уже в большей степени становится ясно, что наиболее важно и перспективно при подготовке к эффективной информационной деятельности в любой области – это не столько формирование знаний по программированию, умений оперировать с конкретными средствами информационных технологий, а освоение фундаментальных основ информатики, ведь фундаментальное образование создает научную основу, базу для освоения новых информационных технологий. В частности, это отражено в разработанной в 2008 г. Примерной программе по информатике (7-9 классы) в рамках проекта «Государственный стандарт общего образования». Понятно, чтобы добиться образовательных результатов, отвечающих новым требованиям к результатам изучения школьниками информатики, нужны новые средства и построенные на их основе технологии обучения.
Как показывают проведенные психолого-педагогические и дидактические исследования (Я.А.Ваграменко, С.В.Зенкина, А.М.Коротков, А.А.Кузнецов, В.В.Лаптев, Е.И.Машбиц, С.В.Панюкова, Е.С.Полат, И.В.Роберт, В.В.Рубцов, А.Н.Тихонов, О.К.Тихомиров и др.), необходимым потенциалом в полной мере обладают средства информационных технологий, которые большинством ученых понимаются, как «программно-аппаратные средства и устройства, функционирующие на базе микропроцессорной техники, современных средств и систем телекоммуникаций информационного обмена, аудио- видеотехники и т.п., обеспечивающих операции по сбору, продуцированию, накоплению, хранению, обработке, передаче информации»[2]. Именно они смогут обеспечить индивидуализацию обучения, адаптивность к способностям, возможностям и интересам обучаемых, развитие их самостоятельности и творческих способностей, доступ к новым источникам учебной информации, использование информационного моделирования изучаемых процессов и объектов и т.д. Фактически речь идет о необходимости использования этого огромного потенциала средств информационных технологий при изучении различных дисциплин, как создание условий для самостоятельной учебной деятельности, развития творческих способностей и личности обучаемых.
Особенности информатики как учебного предмета предопределяют ее большие возможности для реализации задач эффективного применения средств информационных технологий. Это обусловлено не только дидактическим потенциалом средств информационных технологий, привнесенных в учебный процесс информатикой, их ролью в индивидуализации обучения, развитии мотивации, интересов, склонностей и способностей учащихся, а и значительной прикладной составляющей содержания обучения информатике (средства информационных технологий, методы их использования в различных областях деятельности человека).
Отдельные аспекты использования средств информационных технологий при изучении информатики школьниками обсуждались в ряде научно-методических работ (С.А.Бешенков, С.Г.Григорьев, В.В.Гриншкун, А.Ю.Кравцова, А.А.Кузнецов, Г.М.Нурмухамедов, С.М.Окулов, И.В.Роберт, З.В.Семенова и др.), в которых рассматривались общие теоретические вопросы, в том числе потребности в них, методические функции, достоинства средств информационных технологий (интерактивность, визуальность, возможность оперативного контроля и пр.). Авторами предлагаются некоторые подходы к использованию их в образовательном процессе, рассматриваются методики их освоения и др. Результаты многих исследований внедрены в практику обучения информатике в школе, можно сказать, что уже сегодня накоплен достаточно большой опыт применения средств информационных технологий.
Вместе с тем, анализ существующей практики обучения информатике в школе показывает, что процесс применения средств информационных технологий не имеет достаточного дидактического и психолого-педагогического обоснования, зачастую обусловлен субъективными факторами. Серьезным недостатком применения средств информационных технологий в реальной практике обучения информатике является то, что, во-первых, в большинстве своем их использование ограничивается изучением обучаемыми текстовых и графических редакторов, электронных таблиц, программы создания презентаций, знакомством с системой управления базами данных, с возможностями Интернет, а именно освоением конкретных действий в этих средах. При этом предлагаемые методики их изучения в большинстве своем не учитывают индивидуальных потребностей и способностей обучаемых, а ведь они значительно дифференцированы (разные интересы, склонности, способности и др.). Во-вторых, несмотря на значительное число исследований, в том числе и диссертационных, посвященных рассмотрению дидактических возможностей средств информационных технологий, среди их достоинств используются в основном только те (повышение наглядности, оперативный контроль, тренинг типовых умений, повышение интерактивности), которые «лежат на поверхности» и наиболее просто реализуемы, при этом их реальная педагогическая эффективность, как правило, не оценивается и предполагается, что она очевидна в силу самого использования этих средств. Фактически не реализуется в полной мере потенциал средств информационных технологий, а ведь при реализации новых стандартов востребованы такие их возможности, которые вовлекают школьников в новые виды учебной деятельности, позволяют анализировать, проводить самостоятельные исследования и пр., т.е. те, которые способствуют достижению новых образовательных результатов.
Таким образом, можно сказать, что проблема эффективного применения средств информационных технологий в курсе информатики продолжает оставаться актуальной.
В целом анализ научно-методической литературы, практики обучения информатике в общеобразовательной школе показал, что предлагаемые подходы их применения в школьном курсе информатики ограничиваются реализацией требований достижения определенного уровня только некоторых предметных образовательных результатов, повышением эффективности деятельности преподавателя и обучаемых в этом аспекте. Такой подход не позволяет рассчитывать на получение принципиально новых личностных образовательных результатов, не в состоянии в полной мере реализовать значительный дидактический потенциал этих средств. Так, несмотря на значительное число научных исследований возможностей средств информационных технологий, можно констатировать, что пока нет четко обоснованных подходов применения этих средств в обучении информатике учащихся 8-9 классов с ориентацией на развитие мотивационных, операциональных и когнитивных ресурсов личности. Это обстоятельство определяет проблему, поставленную в данном исследовании.
Цель исследования – разработать и обосновать подход более эффективного применения средств информационных технологий при обучении информатике в основной школе (8-9 классы) с ориентацией на новые образовательные результаты.
Объект исследования – методическая система обучения информатике в общеобразовательной школе.
Предмет исследования – совершенствование методики применения средств информационных технологий в обучении информатике учащихся 8-9 классов на основе выделения наиболее приоритетных средств информационных технологий, которые обеспечивают реализацию новых требований государственного образовательного стандарта по информатике, выбора эффективных подходов их освоения и использования при решении учебных задач курса информатики основной школы.
Гипотеза исследования. Эффективность применения средств информационных технологий в обучении информатике учащихся 8-9 классов может быть обеспечена, если:
- типы средств информационных технологий будут выделены на основе учета их дидактических возможностей и методических функций с ориентацией на планируемые образовательные результаты (личностные метапредметные, предметные), определяющие достижение нового качества образования по информатике;
- отбор средств информационных технологий будет соотнесен с видами учебной деятельности, которые они инициируют, и достижением новых образовательных результатов;
- включение средств информационных технологий в методическую систему обучения информатике осуществляется по принципу целесообразности их использования при решении основных групп учебных задач этого курса, т.е. по критерию необходимости применения средств информационных технологий (в аспекте рассмотрения неэффективности или даже невозможности их решения другими средствами);
- организация учебной деятельности школьников (как в аспекте освоения средств информационных технологий, так и в использовании их при решении учебных задач) ориентирована на реализацию индивидуальных образовательных траекторий, адекватных потребностям и возможностям каждого обучаемого.
Основные задачи исследования:
- Выявить возможности средств информационных технологий в достижении новых образовательных результатов при изучении информатики (личностных, метапредметных, предметных) в общеобразовательном курсе информатики основной школы.
- Предложить подход к отбору средств информационных технологий для школьного курса информатики (8-9 классы) с учетом потенциала различных видов учебной деятельности при использовании средств информационных технологий, с точки зрения формирования на их основе принципиально новых образовательных результатов.
- Определить основные группы учебных задач курса информатики, которые эффективно решаются с использованием средств информационных технологий.
- Разработать подход к организации учебной деятельности школьников при изучении информатики с применением средств информационных технологий в 8-9 классах.
- Экспериментально проверить эффективность разработанной методики применения средств информационных технологий в курсе информатики основной школы.
В процессе работы над диссертацией для решения поставленных задач использовались различные методы исследования: изучение и анализ научной, психолого-педагогической, методической и специальной литературы по проблематике исследования; анализ государственного стандарта образовательной области «Информатика», учебных программ, учебников и методических пособий по информатике; изучение и обобщение опыта применения средств информационных технологий при обучении информатике; опытно-экспериментальная проверка результатов исследования.
Методологической основой исследования являются современные психолого-педагогические и дидактические концепции: теория познания и деятельности (Л.С.Выготский, В.В.Давыдов, А.А.Леонтьев, А.М.Новиков, А.В.Петровский, К.К.Платонов, С.Л.Рубинштейн, Н.Ф.Талызина и др.); теория структуры и содержания образования (В.В.Краевский, А.А.Кузнецов, В.С.Леднев, И.Я.Лернер, М.В.Рыжаков, М.Н.Скаткин и др.); системный подход как направление методологии научного познания (А.Н.Аверьянов, П.К.Анохин, В.Г.Афанасьев, И.В.Блауберг, В.Н.Садовский, У.Р.Эшби, Э.Г.Юдин и др.); концепция модернизации российского образования на период до 2010 года; концепция государственного стандарта общего образования; исследования, посвященные проблемам информатизации образования (С.Г.Григорьев, В.В.Гриншкун, С.В.Зенкина, В.Г.Кинелев, А.Ю.Кравцова, А.А.Кузнецов, М.П.Лапчик, В.В.Лукин, Г.М.Нурмухамедов, С.В.Панюкова, И.В.Роберт, А.Ю.Уваров и др.); концепция содержания образовательной области «Информатика» (А.А.Кузнецов, С.А.Бешенков, К.К.Колин, Т.Б.Захарова, Е.А.Ракитина, И.И.Раскина, Н.И.Рыжова, И.Г.Семакин, А.Л.Семенов, З.В.Семенова, Е.К.Хеннер и др.).
Научная новизна и теоретическая значимость результатов выполненного исследования состоит в том, что
- обоснована значимость применения средств информационных технологий при изучении информатики в достижении новых образовательных результатов (личностных, метапредметных, предметных);
- предложен новый подход определения набора средств информационных технологий в методической системе обучения информатике на основе выстраивания логической цепочки: современные цели образования по информатике – новые (по структуре и содержанию) образовательные результаты – новые виды учебной деятельности – адекватные им средства информационных технологий, создающие гибкую, мобильную образовательную среду;
- определены основные группы учебных задач школьного курса информатики (8-9 классы), которые эффективно решаются с использованием средств информационных технологий;
- разработаны методические подходы широкого использования возможностей средств информационных технологий при реализации требований образовательного стандарта по информатике основной школы.
Практическая значимость результатов заключается в том, что определен набор средств информационных технологий в методической системе обучения информатике в 8-9 классах, разработаны учебные материалы компьютерного практикума по информатике в 8-9 классах и подготовлены методические рекомендации. Они могут послужить основой разработки учебных и методических пособий для общеобразовательной подготовки по информатике.
На защиту выносятся следующие основные положения:
- Роль применения средств информационных технологий в школьном курсе информатики усиливается в условиях перехода к новой идеологии построения полноценного общеобразовательного курса информатики. Применение средств информационных технологий способствует достижению важнейших новых образовательных результатов (личностных, метапредметных, предметных).
- При определении набора средств информационных технологий для школьного курса информатики (8-9 классы) важное значение имеет соотнесение возможностей средств информационных технологий с видами учебной деятельности, которые они инициируют, и достижением новых образовательных результатов, отраженных в требованиях образовательного стандарта по информатике основной школы.
- В реализации требований к уровню освоения учащимися 8-9 классов общеобразовательного курса информатики особое место занимает решение шести групп учебных задач, которые эффективно решаются с использованием средств информационных технологий: задачи моделирования; задачи, связанные с визуализацией учебного материала и результатов самостоятельной работы обучаемых; задачи, решение которых связано с большим объемом вычислительной работы; задачи написания программ на языке программирования; задачи поиска и передачи информации; задачи проведения компьютерного эксперимента.
- Наиболее эффективным подходом использования возможностей средств информационных технологий при организации учебной деятельности школьников (как в аспекте освоения средств информационных технологий, так и в использовании их при решении учебных задач) является подход, ориентированный на реализацию индивидуальных образовательных траекторий, адекватных потребностям и возможностям каждого обучаемого.
Апробация и внедрение результатов исследования. За период с 2004 по 2009 год основные результаты исследования внедрялись в практику в форме педагогической экспериментальной работы по разработанной методике в муниципальном общеобразовательном учреждении средней общеобразовательной школе д. Саитовский Мелеузовского района и ряда школ г. Мелеуза Республики Башкортостан. Теоретические и практические положения диссертации докладывались и обсуждались на Международной молодежной научной конференции, посвященной 1000-летию города Казани (Казань, 2005), на Международной научно-практической конференции, посвященной 50-летию СГПА 65-летию кафедры педагогики (Стерлитамак, 2005), на XI Международной российско-итальянской научно-методической конференции (Москва, 2006), на Всероссийской научно-практической конференции (Уфа, 2005), на Международной научно-практической конференции «Инновационная роль науки в подготовке современных технических кадров» (Караганда, 2008). С 2005 г. по 2008 г. ход исследования и его результаты обсуждались и были одобрены на заседаниях лаборатории обучения информатике Института содержания и методов обучения Российской академии образования (Москва, ИСМО РАО, 2005-2008 гг.).
Основные положения и результаты исследования отражены в 11 публикациях автора, в том числе в трех журналах, входящих в перечень ведущих рецензируемых научных журналов.
Структура диссертации: диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, библиографии и приложений.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обосновывается актуальность темы, определяется проблема, сформулирована цель исследования, выделены объект, предмет исследования, определены гипотеза, задачи и методы исследования, показаны его научная новизна, теоретическая и практическая значимость, описаны основные положения, выносимые на защиту.
В первой главе диссертации на основе анализа научно-методической литературы выявлены возможности средств информационных технологий в достижении новых образовательных результатов (личностных, метапредметных, предметных), предложен новый подход в отборе средств информационных технологий для наиболее эффективного освоения школьного курса информатики, проанализировано реальное состояние применения средств информационных технологий в практике обучения информатике в 8-9 классах.
Одним из условий успешного осуществления современной образовательной политики становится поворот образования к личности обучаемых, повышение значимости «удельного веса» личностных результатов образования. Обучение должно быть направлено на формирование таких мотивов деятельности, в рамках которых обучаемые могли бы с наибольшей полнотой удовлетворять свои интересы и потребности, успешно самореализовываться и которые вели бы к развитию подрастающего поколения и в будущем к эффективному социальному и профессиональному утверждению молодых людей. Конечно, это требует такой организации образовательного процесса, которая была бы ориентирована на формирование личностных образовательных результатов, адекватных потребностям современного общества.
В целом ряде исследований (Я.А.Ваграменко, С.В.Зенкина, А.М.Коротков, А.А.Кузнецов, В.В.Лаптев, Е.И.Машбиц, Е.С.Полат, И.В.Роберт, В.В.Рубцов, А.Н.Тихонов, О.К.Тихомиров и др.) подчеркивается, что применение средств информационных технологий способствует эффективной реализации современных целей образования. В работах С.В. Зенкиной, А.А. Кузнецова, Л.Ю. Невуевой, И.В. Роберт, В.В. Рубцова, Т.А. Сергеевой, О.К. Филатова и др., показано, что использование средств информационных технологий, которые обладают информационно-справочными, информационно-поисковыми, моделирующими, телекоммуникационными, демонстрационными, контролирующими, автоматизированно-обучающими возможностями, позволяет формировать такие образовательные результаты, как познавательные потребности, аналитические способности, умения самопроверки, организационно-практические способности, исследовательские навыки, коммуникационные навыки, самостоятельность, любознательность, конструирование своих знаний, ориентацию в информационном пространстве и др.
Понятно, что потребности в средствах информационных технологий в общем виде можно опосредованно определить исходя из анализа дидактических возможностей этих средств (визуализация учебного материала, повышение интерактивности обучения, доступ к новым источникам знаний, оперативность контроля и т.д.), что и сделано во многих психолого-педагогических и методических работах (С.Г.Григорьев, А.А.Кузнецов, Е.И.Машбиц, В.М.Монахов, Е.С.Полат, И.В.Роберт, В.В.Рубцов и др.). Более детальная картина складывается при обосновании типологии этих средств по их методическим функциям (Д.Веллингтон, А.А.Кузнецов, И.В.Роберт, Л.О.Филатова и др.). Обобщая результаты многих работ, С.Г.Григорьев и В.В.Гриншкун указывают, что отбор этих средств должен осуществляться не столько из возможностей их реализации, а из потребностей образования. Они выделили четыре основные группы потребностей системы образования в этих средствах: потребности, связанные с необходимостью формирования определенных знаний, которые при традиционном обучении не могут найти требуемого опытного обоснования; потребности, связанные с необходимостью овладения обучаемыми типовыми репродуктивными умениями; потребности, обусловленные необходимостью формирования умений творческого типа, овладевая которыми обучаемые получают субъективно новое знание путем самостоятельного поиска; потребности, обусловленные необходимостью формирования у обучаемых личных качеств, способствующих развитию нравственности молодого поколения. Однако очевидно, что такой анализ создает только общее представление о потенциале средств информационных технологий в повышении эффективности образовательного процесса.
На наш взгляд, при определении места средств информационных технологий в курсе информатики перспективным является предложенный С.В.Зенкиной подход обоснования включения в методическую систему обучения средств информационных технологий, обладающих таким дидактическим потенциалом, который будет обеспечивать достижение новых результатов в обучении. Речь идет о соотнесении дидактических возможностей и методических функций средств информационных технологий с планируемыми образовательными результатами. Это позволяет выделить типы средств информационных технологий, использование которых приоритетно для развития мотивационных, операциональных и когнитивных ресурсов личности (например, предметно-ориентированные программные среды, предназначенные для моделирования изучаемых объектов и явлений, программные средства, позволяющие обрабатывать результаты учебных экспериментов, и др.).
Так, прежде чем применять средства информационных технологий в учебном процессе, сначала необходимо определить потребности в них системы обучения информатике, обозначить целесообразность их использования, что требует выделения видов учебной деятельности с учетом требований образовательного стандарта по информатике (поскольку именно деятельность определяет возможность достижения планируемых результатов) и выбора адекватных им средств информационных технологий, а это влечет и тщательный их анализ и оценку, т.е. необходимо выстроить логическую цепочку: современные цели образования по информатике – новые (по структуре и содержанию) образовательные результаты – новые виды учебной деятельности – адекватные им средства информационных технологий, создающие гибкую, мобильную образовательную среду.
Все это говорит о том, что важнейшим ориентиром при отборе средств информационных технологий для процесса обучения информатике является потенциал различных видов учебной деятельности при использовании средств информационных технологий с точки зрения формирования на их основе принципиально новых образовательных результатов. На следующем шаге в отборе средств информационных технологий, повышающих эффективность и расширяющих круг возможных видов деятельности, необходимо провести анализ дидактического потенциала имеющихся средств информационных технологий, опираясь на их типологию по методическим функциям. Это позволит создать системный и, главное, функционально полный перечень средств информационных технологий, обеспечивающих реализацию выделенных видов учебной деятельности.
В основе выделения видов учебной деятельности лежит системно-деятельностный подход, развиваемый в работах В.Г.Выготского, А.Н.Леонтьева, П.Я.Гальперина и др. В нашей работе мы опирались на результаты исследований в этом направлении А.Г.Асмолова, О.А.Карабановой и др., которые выделили пять видов универсальных учебных действий, определяющих операциональный ресурс человека: обеспечивающие ценностно-смысловую ориентацию, регулятивные, познавательные, знаково-символические, коммуникативные.
Например, в диссертации ориентация применения средств информационных технологий на развитие операциональных ресурсов личности (метапредметные образовательные результаты) рассмотрена в аспекте знаково-символических универсальных учебных действий. Знаково-символические действия – это действия моделирования, реализующие функции отображения учебного материала, формализации, выделения существенного, отрыва от конкретных ситуативных значений, формирования обобщенных знаний. Особо подчеркнуто значение использования средств информационных технологий, поддерживающих исследования информационных моделей. Именно они одновременно являются и инструментом научной деятельности, и средством реализации новых научных методов, привнесенных в различные отрасли научного знания информатикой. Кроме того, важно также отметить, что, развертывая пооперационно познавательную деятельность обучаемого, работа с моделями способствует формированию рефлексивного отношения обучаемого к собственному способу решения задачи, а значит и развитию научно-теоретического мышления. Можно сказать, что возможность моделировать изучаемые объекты, процессы и явления, проводить с моделями эксперименты, исследовать их «поведение» под воздействием различных факторов с помощью средств информационных технологий придает образовательной деятельности креативный характер. Так, освоение методами и средствами информационного моделирования, использование при этом средств информационных технологий рассматривается как овладение универсальными способами деятельности (что относится к развитию операциональных ресурсов личности), т.е. к новым образовательным результатам.
В целом, отбор и применение средств информационных технологий в курсе информатики включает в себя выполнение следующих этапов:
- На основе анализа планируемых образовательных результатов, зафиксированных в требованиях государственного образовательного стандарта, определение учебной деятельности, направленной на их формирование;
- Выявление «пробелов», не позволяющих в полной мере реализовать данную учебную деятельность;
- Анализ дидактических возможностей и функционал средств информационных технологий с точки зрения восполнения выявленных пробелов;
- Подбор средств информационных технологий, создающих условия осуществления необходимой учебной деятельности;
- Определение организационных форм обучения, в которых дидактические возможности средств информационных технологий реализуются наиболее эффективно.
Только в этом случае средства информационных технологий смогут проявить свои специфические дидактические свойства и тем самым принципиально (по целевому и результативному основанию) преобразовать образовательную деятельность, в которую они включаются.
Однако, как показывает проведенный нами анализ практики обучения информатике в основной школе, многие планируемые образовательные результаты игнорируются, недостаточно используются возможности средств информационных технологий. В приведенной ниже таблице указаны обобщенные данные об использовании возможностей средств информационных технологий в практике обучения информатике в 8-9 классах.
| Возможности поиска и хранения информации, распознавания, преобразования и обработки информации | Возможности межличностных и межгрупповых телекоммуникаций | Демонстрационные возможности | Возможности моделирования явлений, объектов и процессов окружающего мира из различных предметных областей | Возможности осуществление управления учебно-познавательной деятельностью | Возможности учета индивидуальных возможностей, способностей обучаемых, построения индивидуальных образовательных траекторий | Возможности выполнения творческих заданий, целенаправленного развития творческих способностей обучаемых | |
| Всегда | + | ||||||
| Часто | + | + | |||||
| Иногда | |||||||
| Редко | + | + | |||||
| Никогда | + | + |
Так, несмотря на то, что сегодня имеется широкий спектр возможностей, представляемых современными средствами информационных технологий, способствующих достижению новых образовательных результатов (например, поддерживающие деятельность моделирования - Microsoft Word, Open Office, Adobe Photoshop, VirtualDub, Pinnacle Studio, Sound Forge, Macromedia Dreamweaver, Macromedia Flash, 3D Studio Max, Visual Basic, Delphi, Pascal, Basic, HTML, JavaScript и др.), многие из них фактически не используются. Так, например, достаточно часто по различным причинам в практике обучения, к сожалению, не предусматривается доступ обучаемых к новым источникам учебной информации (ресурсы Интернет, информационно-справочные системы, базы данных и т.д.), который эффективно может быть обеспечен средствами информационных технологий. Все это и многое другое не ведет к повышению качества образования в целом, в частности по информатике.
Таким образом, школе необходимо предложить обоснованную методику эффективного применения средств информационных технологий в школьном курсе информатики.
Опираясь на выводы, полученные в первой главе диссертации, что в процессе обучения информатике в 8-9 классах целесообразно применение средств информационных технологий с ориентацией на достижение образовательных результатов, адекватных современных представлениям о целях и ценностях образования – формирование познавательных потребностей, системы ценностных отношений и жизненных устремлений, овладение универсальными способами деятельности, приоритетное формирование у обучаемых исследовательских и проектных умений и способностей и др., во второй главе диссертации на основе анализа видов учебной деятельности при изучении информатики и адекватных им средств информационных технологий, был определен список учебных задач, которые в силу различных объективных причин (большой объем, громадные затраты времени и т.п.) сейчас не решаются или решаются неполно, но которые вполне могут быть решены с применением средств информационных технологий.
Нами выделены группы задач, которые целесообразно решать при изучении информатики в 8-9 классах с помощью средств информационных технологий, обеспечивающих повышение эффективности образовательного процесса.
К первой группе относятся задачи моделирования. Формирование умений моделирования направлено на развитие научной картины мира у обучаемых. Моделирование с помощью средств информационных технологий направлено на более глубокое усвоение учебного материала, обеспечивает наглядное представление изучаемого объекта, процесса, способствует повышению интереса у обучаемых, мотивации более интенсивно анализировать изучаемый объект, выдвигать при этом свои идеи и предлагать свое видение рассматриваемых проблем, и др.
Ко второй группе относятся задачи, связанные с визуализацией учебного материала и результатов самостоятельной работы обучаемых при решении различных задач: представление информации в виде текста, графического изображения, построение диаграмм, графиков, создание компьютерной презентации и т.д.
К третьей группе относятся задачи, решение которых связано с большим объемом вычислительной работы, которую обычными средствами выполнить достаточно трудно или даже невозможно, например, задачи на поиск оптимального решения и др.
К четвертой группе относятся задачи, связанные с обработкой информации, формированием представлений о языке программирования, которые требуют использования соответствующих сред программирования.
К пятой группе относятся задачи поиска и передачи информации, решение которых способствует развитию видов коммуникационной деятельности, например, задачи на поиск информации среди ресурсов Интернет, организации общения средствами Интернет и др.
Шестая группа задач включает задачи, направленные на осуществление компьютерного эксперимента, например, как организация физического, химического или др. эксперимента.
В предлагаемой методике применения средств информационных технологий в курсе информатики (8-9 классы) во главу угла становится сам обучаемый – его мотивы, познавательные потребности, психологические особенности. Применение средств информационных технологий преломляется через призму личности обучаемого – его потребностей, мотивов, способностей, интеллекта и других индивидуально-психологических особенностей. Конечно, достижение таких личностных результатов, как мотивация, развитие познавательных потребностей, ценностного отношения и др., осуществляется за счет значительного расширения круга личностно и социально важных задач, которые эффективно решаются с использованием средств информационных технологий.
Кроме того, средствами учебно-познавательной мотивации могут выступать не только содержание учебного задания, но и методы и формы организации учебной деятельности (игровая, коллективная, групповая, индивидуальная), арсенал которых гораздо обширней при использовании средств информационных технологий. При этом применение этих средств создает условия для организации такой формы образовательного процесса, при которой обучаемые получают возможность постоянного самоконтроля и самооценки своей учебной деятельности, в частности по решению учебных задач. В большинстве своем средства информационных технологий дают возможность представлять любое действие в развернутой последовательности операций, показать его результат, условия выполнения; фиксируют промежуточные пооперационные результаты, позволяют интерпретировать и оценивать каждый шаг в решении задач и т.д. Это, с одной стороны, служит важным средством мотивации и, с другой стороны, обеспечивает возможности результативной самостоятельной учебной работы.
Следует подчеркнуть, что важным условием успешного формирования всех типов образовательных результатов является увеличение доли самостоятельной работы обучаемых при использовании средств информационных технологий. Самостоятельность учебной деятельности вносит наиболее значимый вклад в формирование мотивов, интересов и ценностных отношений обучаемых к объектам познания, самому образовательному процессу, результатам своей учебной деятельности. Самостоятельность деятельности обеспечивается совокупностью ряда факторов и дидактических возможностей средств информационных технологий: индивидуализацией обучения; повышением мотивации и интереса; расширением круга задач, которые могут быть включены в учебный процесс; овладением обучаемыми рядом новых методов познания, связанных с использованием средств информационных технологий; возможностью постоянного самоконтроля и самооценки и т.д. Особую роль в развитии самостоятельной деятельности обучаемых имеет, на наш взгляд, интерактивная форма работы с компьютером. Диалог активно вовлекает обучаемых в учебный процесс, стимулирует и создает условия для самостоятельной работы. Немаловажное значение для обеспечения самостоятельной деятельности обучаемых имеет представленная средствами информационных технологий возможность помощи в решении учебной задачи, обращения к справочному материалу и т.д. Причем обучаемый сам может задавать предпочтительную форму помощи (например, демонстрация способа решения с подробными комментариями или указание на принцип решения), способ изложения учебного материала (развернутый или сжатый, с иллюстрациями или без них и т.д.). Возможности средств информационных технологий в виде адресованных обучаемому подсказок, замечаний, заданий стимулируют их личностную, интеллектуальную активность, поддерживают и направляют их учебную деятельность, инициируют деятельность, в которой обучаемые сами конструируют свои знания, а не воспринимают мир таким, каким его интерпретирует для них учебник и преподаватель.
В предлагаемой методике особое место среди видов учебной деятельности занимает проектная, в основе которой лежит развитие познавательных навыков обучаемых, умений самостоятельно структурировать и актуализировать свои знания, ориентироваться в информационном пространстве, формирование критического и творческого мышления, умение увидеть, обосновать и успешно решить проблему. Проектная учебная деятельность обеспечивает развитие активной жизненной позиции обучающихся, их самоопределения. У школьников мобилизуется поиск собственных ориентиров, идеалов, жизненных и будущих профессиональных позиций и устремлений, а не пассивное принятие готовых. При этом каждому ученику предоставляется право и возможность выбора более приемлемых для него средств информационных технологий (текстовые, графические, видео, звуковые редакторы, а также программные средства позволяющие реализовать web-технологии, мультимедийные технологии, flash-анимацию, трехмерную графику, вычислительные эксперименты), а также их использование на уровне, соответствующем его способностям, что позволяет выстраивать индивидуальные образовательные траектории.
Следует заметить, что деятельность преподавателя в условиях применения средств информационных технологий приобретает характер наставничества, выполнения функций координатора и партнера по образовательной деятельности. Исходя из целей обучения, интересов обучающегося, уровня его учебной подготовки, преподаватель создает проблемные ситуации, способствующие реализации активного и интерактивного диалогов, формирует и направляет образовательный процесс в целях развития личности обучающегося. Происходит смещение акцента с односторонней активности преподавателя на самостоятельную учебную деятельность обучаемых с помощью средств информационных технологий, их ответственность и активность.
Кроме того, в предлагаемой методике предусматривается управление учебно-познавательной деятельностью при помощи соответствующих средств информационных технологий: интеллектуальные обучающие системы, экспертно-обучающие системы, обучающие мультимедиа-системы, гипермедиа, электронные книги и т.д.
В целом предложенная методика применения средств информационных технологий ориентирована на повышение качества обучения информатике в 8-9 классах, т.е. на более полную реализацию требований образовательного стандарта по информатике основной школы, а именно на достижение новых образовательных результатов (личностных, метапредметных, предметных).
Опытно-экспериментальная работа проводилась в средней общеобразовательной школе д. Саитовский Мелеузовского района, в ряде других школ г. Мелеуза республики Башкортостан в период с 2004/2005 по 2007/2008 уч.гг., в ходе которой апробировалась и была откорректирована методика применения средств информационных технологий в школьном курсе информатики в 8-9 классах. В эксперименте участвовали 350 учащихся (экспериментальная группа 150 чел., контрольная группа, в качестве которой выступали учащиеся, изучающие в школе информатику по традиционной структуре и методике, – 200 чел.).
При проверке эффективности разработанной методики использовались такие методы, как наблюдение за учебной деятельностью школьников 8-9 классов, беседы с учителями и учащимися, анализ результатов обучения информатике. В конце эксперимента были предложены итоговый тест по базовому курсу информатики и контрольная практическая работа, состоящая из двух заданий на построение моделей реальных объектов и исследование их поведения с помощью средств информационных технологий.
Для организации обучения информатике в 8-9 классах по предлагаемой методике применения средств информационных технологий на основе требований образовательного стандарта по информатике основной школы была разработана авторская программа по изучению информатики с описанием планируемых образовательных результатов, включающая расшифровку предметных, метапредметных и личностных результатов. В этой программе предлагался определенный перечень средств информационных технологий, даны рекомендации по их применению.
В целом, оценивая результаты выполнения итогового теста, а также контрольной практической работы, мы опирались на широко принятые в педагогической практике уровни сформированности умений - высокий, средний и низкий. Результаты сопоставительного анализа итогов теста, а также контрольной практической работы отображены в таблице и на диаграмме:
| Группы учащихся | Количество учащихся | Уровень усвоения содержания базового курса информатики | |||||
| Высокий | Средний | Низкий | |||||
| чел. | % | чел. | % | чел. | % | ||
| ЭГ | 150 | 75 | 50% | 65 | 43,33% | 10 | 6,67% |
| КГ | 200 | 54 | 27,12% | 68 | 33,9% | 78 | 38,98% |
Обобщенные данные результатов выполнения контрольной работы свидетельствуют об успешности усвоения содержания базового курса информатики учащимися экспериментальной группы, они показали лучшие результаты выполнения итогового теста, чем ученики контрольной группы, а выполняя практические задания учащиеся в экспериментальной группе самостоятельно выбирали необходимые средства информационных технологий с наиболее адекватными возможностями, проявляли повышенный интерес к их выполнению, и в целом показали более высокий уровень метапредметных образовательных результатов (овладения универсальными способами деятельности: поиск информации, моделирование и др.).
Для оценки личностных образовательных результатов использовались выводы индивидуальных бесед с учащимися и учителями, а также данные самооценки обучаемых, полученные в ходе анкетирования. В ходе эксперимента было выявлено повышение мотивации учебной деятельности учащихся экспериментальной группы. Они демонстрировали повышенный интерес к решению предлагаемых задач, активность в освоении и применении средств информационных технологий, проявляли самостоятельность, общительность и пр.
На заключительном этапе эксперимента ученикам предлагалось по желанию выполнить свои учебно-исследовательские проекты, типа «Модель Web-сайта школы». Ученики успешно представляли результаты своей работы на школьной конференции, активно обсуждали выступление каждого участника, вносили свои предложения для решения той или иной проблемы, предлагали варианты выбора и использования средств информационных технологий. Одним из показателей эффективности разработанной методики явилось и то, что два ученика 9 класса из экспериментальной группы заняли первое место в районном конкурсе работ по информационным технологиям «КРИТ-2006».
Учителя информатики указывали, что в результате обучения информатике с применением средств информационных технологий по предлагаемой методике повышается эффективность практических занятий, появляется реальная возможность построения индивидуальных образовательных траекторий обучаемых, больший простор для активных самостоятельных действий обучаемых и др. Положительные отзывы предлагаемой методики применения средств информационных технологий в школьном курсе информатики были получены не только от учителей информатики и учеников, но и от их родителей, которые замечали повышенный интерес своих детей к освоению новых средств информационных технологий. Учителя различных предметов отмечали активное использование учениками экспериментальной группы возможностей средств информационных технологий при изучении различных дисциплин, что позволяет улучшить показатели учебной деятельности в целом.
Таким образом, результаты педагогического эксперимента подтвердили эффективность разработанной методики применения средств информационных технологий в школьном курсе информатики, показано, что предложенный подход способствует реализации требований образовательного стандарта по информатике основной школы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Выявлено, что в условиях перехода к новой идеологии построения полноценного общеобразовательного курса информатики, усиливается роль применения средств информационных технологий в школьном курсе информатики. Показано, что применение средств информационных технологий в школьном курсе информатики способствует достижению новых образовательных результатов (личностных, метапредметных, предметных). На основе анализа возможностей средств информационных технологий в процессе обучения информатике было определено, что посредством их наиболее актуальным становится формирование:
- среди личностных результатов образования – мотивация, познавательные потребности, творческие способности обучаемых (осуществляется с помощью демонстрационных, информационно-справочных, информационно-поисковых систем, контролирующих программ, тренажеров, имитационных и моделирующих программных средств);
- среди метапредметных (операциональных) результатов – развитие универсальных способов деятельности, общеинтеллектуальных умений и навыков, включая, прежде всего, навыки проектной и исследовательской деятельности, эффективного использования средств информационных технологий в различных видах деятельности (осуществляется с помощью моделирующих программных средств, средств компьютерных коммуникаций, интегрирующих сред обучения);
- среди предметных (когнитивных) результатов – умения распознавать и описывать информационные процессы в системах различной природы (социальных, биологических, технических), исследовать эти процессы, соотносить результаты исследования со свойствами реального объекта и др. (осуществляется с помощью моделирующих программных средств, информационно-справочных, информационно-поисковых систем, баз данных, средств компьютерных телекоммуникаций, интегрирующих сред обучения).
2. Подчеркнуто важное значение выстраивания логической цепочки: современные цели образования по информатике – новые (по структуре и содержанию) образовательные результаты – новые виды учебной деятельности – адекватные им средства информационных технологий, создающие гибкую, мобильную образовательную среду. Это позволяет выделить набор средств информационных технологий для школьного курса информатики (8-9 классы) с учетом потенциала различных видов учебной деятельности при использовании средств информационных технологий с точки зрения формирования на их основе принципиально новых образовательных результатов.
3. Определены и обоснованы основные группы учебных задач школьного курса информатики (8-9 классы), которые эффективно решаются с использованием средств информационных технологий. К первой группе относятся задачи моделирования, решение которых ориентировано на развитие научной картины мира у обучаемых, при этом использование средств информационных технологий направлено на более глубокое усвоение учебного материала, обеспечивает наглядное представление изучаемого объекта, процесса, способствует повышению интереса у обучаемых, мотивации более интенсивно анализировать изучаемый объект, выдвигать при этом свои идеи и предлагать свое видение рассматриваемых проблем, и др. Ко второй группе относятся задачи, связанные с визуализацией учебного материала и результатов самостоятельной работы обучаемых при решении различных задач: представление информации в виде текста, графического изображения, построение диаграмм, графиков, создание компьютерной презентации и т.д. К третьей группе относятся задачи, решение которых связано с большим объемом вычислительной работы, которую обычными средствами выполнить невозможно, например, задачи на поиск оптимального решения и др. К четвертой группе относятся задачи, связанные с обработкой информации, формированием представлений о языке программирования, которые требуют использования соответствующих сред программирования. К пятой группе относятся задачи поиска и передачи информации, решение которых способствует развитию видов коммуникационной деятельности, например, задачи на поиск информации среди ресурсов Интернет, организации общения средствами Интернет и др. Шестая группа задач включает задачи, направленные на осуществление компьютерного эксперимента, например, как организация физического, химического или др. эксперимента.
4. Разработан подход использования возможностей средств информационных технологий при организации учебной деятельности школьников (как в аспекте освоения средств информационных технологий, так и в использовании их при решении учебных задач), ориентированный на реализацию индивидуальных образовательных траекторий, адекватных потребностям и возможностям каждого обучаемого.
5. Экспериментально подтверждена эффективность разработанной методики применения средств информационных технологий в школьном курсе информатики, показано, что предложенный подход способствует реализации требований образовательного стандарта по информатике основной школы.
Основные положения исследования опубликованы в следующих работах:
- Яшин, Д.Д. Роль метода проектов в развитии познавательных потребностей учащихся средствами информационных технологий [Текст] / Д.Д. Яшин // Информатика и образование. – 2007. - №1. – С.122-123.
- Яшин, Д.Д. Совершенствование методики применения средств ИКТ при обучении информатике в 8-9 классах общеобразовательной школы [Текст] / Д.Д. Яшин // Информатика и образование. – 2009. - №2. – С.119-121.
- Яшин, Д.Д. Реализация требований образовательного стандарта по информатике в основной школе в контексте современных возможностей средств ИКТ [Текст] / Д.Д. Яшин // Информатика и образование. – 2009. - №3. – С.103-105.
- Яшин, Д.Д. Логика применения рейтинговой оценки усвоения студентами содержания учебных дисциплин // Материалы всероссийской конференции «Трансформация общества: наука, педагогика, производство». – Уфа, 2005. С.90-92.
- Яшин, Д.Д. Информационные технологии в национальной системе образования [Текст] / Д.Д. Яшин //. Международная молодежная научная конференция, посвященная 1000-летию города Казани. «Туполевские чтения». – Казань, 2005. С.60-61.
- Яшин, Д.Д. Информационные технологии в организации самостоятельной работы студентов [Текст] / Д.Д. Яшин // Сборник научных трудов «Инновации в интеграционных процессах образования, науки, производства». – Уфа, 2006. С.214-217.
- Яшин, Д.Д. Информационные технологии обучения как основа повышения качества подготовки специалистов [Текст] / Д.Д. Яшин // Сборник научных трудов XII Международной научно-практической конференции «Управление качеством обучения в системе непрерывного профессионального образования (в контексте Болонской декларации)». Выпуск 10, том 4. – М., 2006. – С.198-203.
- Яшин, Д.Д. Развитие познавательных потребностей учащихся средствами новых педагогических и информационных технологий [Текст] / Д.Д. Яшин // Сборник научных трудов «Инновационных технологии обучения в условиях глобализации рынка образовательных услуг». – М., 2007. - С.480-485.
- Яшин, Д.Д. Роль информационных технологий в подготовке современного специалиста с учетом национально-регионального компонента [Текст] / Д.Д. Яшин // Материалы Всероссийской конференции «Актуальные психолого-педагогические проблемы подготовки специалиста». – Стерлитамак, 2005. – С.183-186.
- Яшин, Д.Д. Модель формирования познавательных потребностей у школьников средствами информационных технологий [Текст] / Д.Д. Яшин // Сборник научных трудов «Инновации в интеграционных процессах образования, науки, производства». – Уфа, 2007. – С.488-493.
- Яшин, Д.Д. Возможности ИКТ в отношениях «Учитель–ИКТ–Ученик» [Текст] / Д.Д. Яшин // Труды Международной научно-практической конференции «Инновационная роль науки в подготовке современных технических кадров». – Караганда, 2008. – С.376-379.
[1] Концепция государственного стандарта общего образования. Проект для обсуждения [Электронный ресурс] - www.standart.edu.ru.
[2] Роберт И.В., Панюкова С.В., Кузнецов А.А., Кравцова А.Ю. Информационные и коммуникационные технологии в образовании. Учебно-методическое пособие. - М.: «Дрофа», 2007.
