автореферат и диссертация по педагогике 13.00.01 для написания научной статьи или работы на тему: Дидактические условия разработки и использования педагогических программных средств (на примере обучения математике в 5-6 классах)

Автореферат диссертации по теме "Дидактические условия разработки и использования педагогических программных средств (на примере обучения математике в 5-6 классах)"

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Р Г НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ ОБРАЗОВАНИЯ

2 2 ДПР 1935

УДК 373.166:681.3:51

БОРИСЕВИЧ ЗИНАИДА МИХАЙЛОВНА

ДИДАКТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАЗРАБОТКИ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПЕДАГОГИЧЕСКИХ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ (на примере обучения математике в 5-6 классах)

13.00.01 — общая педагогика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Минск - 1996

Работа выполнена в Национальном институте образования Министерства образования и науки Республики Беларусь

Научный руководитель

доктор педагогических наук, профессор, академик ВелАО Б.В.Папьчевский

Официальные оппоненты — доктор педагогических наук,

Оппонирующая организация — Витебский государственный

университет

Защита состоится 7 мая } 996 года в 16.00 часов на заседании !овета Д 02.23.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени .октора наук в Национальном институте образования Министерства бразования и науки Республики Беларусь по адресу: 220004, . Минск, ул. Короля, 16 (актовый зал, к. 302).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Национального 1нститута образования Министерства образования и науки Республики ¡еларусь.

Автореферат разослан " " апреля 1996 года

профессор, академик БелАО А.П.Сманцер;

кандидат технических наук, доцент А.ДЛашук

Ученый секрет Совета по защите

В.В.Чечот

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации обусловлена противоречием между возможностями и высоким уровнем развития современных или, как их принято называть, новых информационных технологий (НИТ), которые предоставляют человеку невиданные ранее средства интенсификации процессов интеллектуализации всех видов человеческой деятельности, наличием достаточного количества теоретических разработок основных проблем применения НИТ в образовании на концептуальном уровне и состоянием практики разработки и использования их в учебно-воспитательном процессе средней общеобразовательной школы.

Научно-исследовательскими коллективами и отдельными учеными проведена поисковая работа теоретического характера по самым различным аспектам применения в учебном процессе НИТ, основанных на использовании электронно-вычислительной техники и всего многообразия средств связи и обработки информации: определена педагогическая целесообразность их использования, раскрыты перспективы применения информационных технологий в обучении (В.В.Гузеев, В.В.Давыдов, А.П.Ершов, В.А.Каймин, В.М.Монахов, С.Пейперт, Е.С.Полат, И.В.Роберт, Т.А.Сергеева, М.Л.Фокин); обоснована возможность применения компьютеров для интенсификации учебного процесса, проведена классификация программных средств учебного назначения, выявлены функции отдельных видов педагогических программных средств (ППС), выработаны критерии оценки их эффективности (Б.С.Гершунский, С.Р.Доманова, А.А.Кузнецов, Роланд Лаутербах, В.И.Михеев, Д.Р.Остин, Ю.А.Первин, В.П.Пустовойтов, Л.А.Струкова, Дейв Сыоэлл); сформулированы требования к ППС, определены этапы процесса их разработки, принципы построения диалогового взаимодействия обучаемых и компьютера (Е.К.Гельтищева, Е.И.Машбиц, A.B.Мирская, В.С.Но-дельман, И.В.Роберт, Т.А.Сергеева, Н.Ф.Талызина, О.К.Тихомиров, А.Ю.Уваров, Д.М.Шакирова). Интенсивно ведутся психолого-педагогические исследования проблем, касающихся выявления и учета индивидуальных особенностей обучаемых при создании интеллектуальных обучающих систем {М.А.Акопова, Т.И.Гергей, А.М.Довгялло, И.М.Забара, Е.И.Машбиц).

Проводятся исследования, посвященные проблемам использования ЭВМ в качестве средства обучения на уроках физики (Л.В.Медведева, М.Л.Фокин, Р.Ю.Шукюров), химии (И.М.Русакова), трудового обучения (Н.Д.Адаменко, А.А.Матвеева, Г.В.Рубина), ино-

странного языка (М.А.Акопова, А.Н.Багрова), русского языка (З.П.Ларских, Т.Ф.Новикова, Г.Г.Стебенева), черчения (С.Р.Удапов), биологии (В.Н.Стародубцев), информатики (В.В.Анисимов, Е.В.Баранова, К.Т.Бертисканова, О.В.Крицкий), математики (Е.В.Ашкинузе, Е.В.Баранова, Ю.С.Брановский, Л.Л.Буркова, Х.Гассан, В.В.Гузеев, Ю.Г.Гузун, Ю.А.Дробышев, И.В.Дробышева, И.М.Забара, Ю.А.Иванов, Л.П.Миронова, В.С.Нодельман, A.B.Пеньков, В.А.Самолысов, Л.Г.Сандакова, К.А.Танатаров, А.В.Якубов).

В работах ученых и педагогов-исследователей (Е.Б.Арупоняна, М.Б.Воловича, Ю.А.Глазкова, В.В.Гузеева, Г.Г.Левитаса, Б.В.Папь-чевского, А.В.Пенькова, В.П.Пустовойтова, Н.Ф.Талызиной, Л.С.Фридмана) установлено, что в качестве теоретической основы, на которую целесообразно опираться, обеспечивая повышение эффективности учебного процесса, и в частности процесса обучения математическим знаниям, может выступить деятельностный подход Л.С.Выготского, А.Н.Леонтьева, П.Я.Гальперина, теория поэтапного формирования умственных действий. Эта'теория в наибольшей степени может претендовать на роль опоры организации компьютерно-то обучения математике потому, что ее основные положения прошли успешную экспериментальную проверку, положены в основу научно-методических разработок по созданию системы средств обучения математике в средней школе и, кроме того, могут быть технологи-зированы в рамках обучения, предполагающего активное использование ЭВМ. Поскольку усвоению здесь, в первую очередь, подлежат вычислительные правила, определения, теоремы, существует реальная возможность разобраться, какие собственные действия учащихся им адекватны, и реализовать предлагаемые психологами механизмы усвоения.

Особую остроту приобретает вопрос проведения научных исследований по созданию и использованию ППС в процессе обучения математике в 5-6 классах, так как именно эта ступень в курсе школьной математики оказалась в настоящее время наиболее подверженной внедрению малоэффективных программных разработок для реализации компьютерного обучения и наименее исследованной в рассматриваемом аспекте.

Соязь работы с крупными научными программами, темами. Диссертационное исследование отражает основные направления и принципы использования средств НИТ в учебном процессе средней школы в рамках "Концепции информатизации образования Республики Беларусь" и "Концепции внедрения средств новых информа-

ционных технологий в учебный процесс общеобразовательной школы" (И.В.Роберт).

Настоящая работа являлась частью комплексного исследования, проводимого отделом методики обучения информатике и использования ЭВМ Научно-исследовательского института педагогики Министерства просвещения БССР по теме "Совершенствование методической системы обучения информатике и использования ЭВМ в учебном процессе школы" (1986-1990 гг.).

Цель исследования — определение дидактических условий разработки и использования педагогических программных средств при обучении математике в 5-6 классах.

Объект исследования — процесс обучения математике в 5-6 классах с использованием ЭВМ.

Предмет исследования — условия проектирования и использования педагогических программных средств при обучении учащихся алгоритмам выполнения арифметических действий над рациональными числами.

Задачи исследования:

1. Проанализировать состояние теории и практики разработки и использования средств новых информационных технологий в обучении школьников, выявить и научно обосновать возможность их использования в процессе обучения математике в 5-6 классах. •

2. Определить требования и особенности проектирования программно-методического обеспечения процесса обучения математике с использованием ЭВМ.

3. Разработать состав и структуру педагогических программных средств для обучения алгоритмам выполнения арифметических действий над рациональными числами. .

4. Создать программно-методическое обеспечение процесса обучения алгоритмам выполнений арифметических действий над обыкновенными дробями и экспериментально проверить эффективность его использования в учебном процессе.

Для решения поставленных задач применялись следующие методы исследования:

— теоретический анализ психолого-педагогической, научно-методической и учебной литературы по проблеме исследования;

— изучение и анализ педагогической практики обучения математике в 5-6 классах, изучение и обобщение опыта разработки и использования педагогических программных средств, наблюдение за учебным процессом, беседы с учителями и учащимися, анкетирование, интервьюирование, анализ результатов деятельности обучаемых;

— моделирование учебных ситуаций при разработке сценариев педагогических программных средств, программирование;

— педагогический эксперимент (лабораторный — по апробированию разрабатываемых материалов, формирующий — при обучении математике с использованием ЭВМ), качественный анализ и статистическая обработка его данных, теоретическое обобщение результатов исследования.

Гипотеза исследования — применение педагогических программных средств повысит эффективность обучения школьников математике, если; их роль и место определены в соответствии с теорией поэтапного формирования умственных действий; состав и структура педагогических программных средств обеспечивает интерактивное взаимодействие обучаемого и компьютера и способствует формированию умений и навыков выполнения основных арифметических действий; педагогические программные средства являются составной частью целостного программно-методического обеспечения темы и используются на этапе формирования действий в материальной (материализованной) форме.

Научная новизна полученных результатов:

— выявлена и научно обоснована с точки зрения теории поэтапного формирования умственных действий возможность использования педагогических программных средств для повышения эффективности процесса обучения математике в 5-6 классах;

— уточнены функции персонального/®компьютера для реализации этапа формирования действия в материальной (материализованной) форме, введено название соответствующего педагогического программного средства — электронная тетрадь, определены особенности его проектирования;

— разработаны электронные тетради и методика их применения для обучения учащихся алгоритмам выполнения арифметических действий над обыкновенными дробями.

Практическая значимость результатов исследования заключается в том, что они могут быть использованы при совершенствовании учебно-методического обеспечения процесса обучения математике в средней школе: разработанный комплекс педагогических программных средств может применяться в практике преподавания математики в 5-6 классах; апробированные нами подходы к созданию и использованию электронных тетрадей могут быть применены при разработке педагогических программных средств по другим темам курса школьной математики, для других типов компьютерной техники.

Социально-экономическая значимость полученных результатов определяется их направленностью на повышение эффективности учебно-воспитателного процесса в школе, на формирование у учащихся нового обязательного компонента общего образования — информационной культуры, характеризующейся умением работать с компьютером в определенной среде, создаваемой программным средством, знанием возможностей вычислительной техники, а также возможностью использования комплекса разработанных педагогических программных средств и методики его применения в. качестве коммерческого продукта для распространения через Фонды алгоритмов и программ в школы, оснащенные'учебной вычислительной техникой "Ямаха".

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Подход к использованию и разработке педагогических программных средств, способствующих повышению эффективности процесса обучения математике в 5-6 классах, на основе положений психологической теории поэтапного формирования умственных действий, заключающийся в следующем: педагогические программные средства необходимо использовать на этапе формирования действия в материальной (материализованной) форме, когда применение традиционных средств обучения не приносит желаемого результата; педагогические программные средства включаются систематически при формировании каждого нового действия отдельной темы либо всего курса, для чего создается комплекс (пакет) этих средств, который вместе с методическими рекомендациями по его применению представляет собой программно-методическое обеспечение процесса обучения с использованием ЭВМ. •

2. Особенности проектирования программно-методического обеспечения учебного процесса с использованием ЭВМ, суть которых состоит в использовании материала последовательно изучаемых тем одной и той же содержательно-методической линии курса школьной математики; построении многовариантной системы заданий 2-3 уровней сложности, обеспечивающей дифференцированный подход к учащимся; формировании единообразных для всех программ комплекса средств организации диалога "обучаемый-компьютер". Педагогические программные средства являются интерактивными аналогами тетрадей на печатной основе для организации индивидуальной работы учащихся под контролем компьютера — электронными тетрадями.

3. Состав и структура педагогических программных средств, в которых выделяются три основных компонента: ориентировочный —

для организации информационно-справочной службы; исполнительный, обеспечивающий интерактивное взаимодействие обучаемого и компьютера за счет предъявления разноуровневых многовариантных заданий и осуществления .пооперационного контроля с оперативной обратной связью за ходом их выполнения учащимися; контрольно-корректировочный, предусматривающий сбор и накопление данных о процессе выполнения задания для организации обратной связи.

4. Пакет педагогических программных средств для обучения алгоритмам выполнения арифметических действий над обыкновенными дробями, включающий одиннадцать программ на языке программирования BASIC, и методические рекомендации по его использованию.

Личный вклад соискателя определяется изучением и анализом современного состояния теории и практики разработки и использования средств новых информационных технологий в обучении школьников; научным обоснованием и разработкой нового подхода к реализации идей информатизации в обучении математике в средней школе; разработкой сценариев педагогических программных средств, созданием программного обеспечения процесса обучения с помощью ЭВМ на языке программирования BASIC для КУВТ "Ямаха"; подбором экспериментальной базы исследования; подготовкой учителей и учащихся к проведению учебного процесса с использованием ЭВМ; совместной творческой деятельностью с учителями-экспериментаторами.

Исследование представляет собой результат многолетней научной деятельности соискателя — с 1986 г. по 1995 г.

Апррбаиия результатов диссертации. Ход и результаты исследования апробировались на республиканской научно-практической конференции (Минск, 1987), VII Омской научно-практической конференции (Омск, 1990), 1-ой Белорусской конференции (Минск, 1992),. научно-практической конференции (Минск, 1993), международной конференции (Минск, 1994), международной научно-практической конференции (Минск, 1995); проверялись и корректировались в процессе опытной работы на экспериментальной базе, на семинарах с учителями-практиками; обсуждались и получили одобрение на заседаниях Ученого Совета Национального института образования по .дидактике, отдела методики обучения информатике и использования ЭВМ НИИ педагогики МП БССР, кафедры прикладной математики Белорусского государственного педагогического университета, лаборатории естественно-математического образо-

вания Национального института образования Республики Беларусь.

Результаты исследования внедрены в школы республики, оснащенные КУВТ "Ямаха", для использования в процессе обучения алгоритмам выполнения арифметических действий над обыкновенными дробями; реализованы в создании автоматизированной системы обучения математике учащихся средней школы "Числа и выражения" для 1ВМ-совместимой компьютерной техники..

Опубликованность результатов. Основные положения и результаты диссертации отражены в пяти статьях и шести тезисах, опубликованных в журналах и сборниках научных конференций.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, общей характеристики работы,, двух глав, выводов, списка использованных источников, приложений. Объем диссертации составляет 103 страницы; список использованных источников занимает 18 страниц и состоит из 212 наименований; приложения содержат методические рекомендации по использованию пакета педагогических программных средств "Обыкновенные дроби. 5-6 кл."; 11 таблиц, тексты двух вариантов итоговой контрольной работы, анкеты для учителей и учащихся. Пакет педагогических программных средств по теме "Обыкновенные дроби. 5-6 кл." находится в лаборатории естественно-математического образования Национального института образования Министертсва образования и науки Республики Беларусь в машинописном виде и на гибком магнитном диске.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении и обшей характеристике работы обосновывается актуальность темы исследования, определяются его цель, задачи, раскрываются научная новизна, практическая и социально-экономическая значимость полученных результатов, формулируются гипотеза и основные положения диссертации, выносимые на защиту.

Первая глава "Новые информационные технологии в теории и практике общеобразовательной школы" посвящена анализу состояния разработки и использования средств НИТ за рубежом и в наших школах, изучению психолого-педагогических аспектов процесса усвоения знаний с точки зрения повышения его эффективности за счет использования педагогических программных средств для ЭВМ.

Информатизация образования — это, во-первых, процесс подготовки человека к полноценной жизни в условиях информационно-

го общества, т.е. обеспечение компьютерной грамотности обучаемых; во-вторых, введение научно обоснованных методов и методик использования компьютеров в качестве средства обучения и орудия учебной деятельности для качественного повышения уровня общеобразовательной подготовки учащихся, формирования их творческой активности, т.е. разработка компьютерной технологии обучения; в-третьих, использование ЭВМ в управлении образованием. Со вторым направлением связаны надежды на разрешение противоречий, характерных для традиционной формы организации учебного процесса, основанных на недостатках групповых форм обучения, — это противоречия между требованиями к увеличению доли самостоятельной работы учащихся и необходимостью учителю контролировать деятельность каждого; темпом подачи учебного материала учителем одновременно для всего класса м скоростью восприятия и усвоения его учащимися с разным уровнем подготовки; большим количеством каналов обратной связи и необходимостью эффективно управлять ими одному учителю и т.д.

Развитие методов и организационных форм обучения, интен-'сификация всех уровней учебно-воспитательного процесса, повышение его эффективности и качества обусловлено возможностями НИТ как инструмента человеческой деятельности и принципиально нового средства обучения, обеспечивающего: визуализацию изучаемых закономерностей, а том числе и реально протекающих процессов, за счет применения цвета, графики, мультипликации, звука; работу в интерактивном режиме, поддерживающем двустороннее взаимодействие человека и ЭВМ с наличием оперативной обратной связи, достаточно большой свободой действий человека и возможностью активно управлять компьютерными моделями; индивидуализацию процесса обучения путем создания адаптивных обучающих систем, позволяющих направлять действия каждого ученика, предоставлять им возможность выбирать предпочтительную форму помощи, способ изложения материала, трудность предъявляемых учебных задач, что позитивно сказывается на мотивации учения; общение обучаемых и специалистов на расстоянии посредством телеконференций, электронной почты; расширение набора применяемых учебных задач; качественное изменение контроля за деятельностью обучаемых; автоматизацию процесса обработки результатов эксперимента с возможностью многократного повторения фрагментов эксперимента или самого эксперимента; архивное хранение достаточно больших объемов информации с возможностью легкого доступа, передачи и общения пользователя с центральным

информационным банком данных.

Проблемы внедрения НИТ в процесс обучения, касающиеся использования ПК в сочетании со средствами связи, видеосистемами, компакт-дисками и т.п., не исключают рассмотрение вопросов автономного использования компьютеров, вопросов разработки и применения программных средств учебного назначения (ПСУН), под которыми понимают программные средства для ЭВМ, предназначенные для использования в учебно-воспитательном процессе системы непрерывного образования с целью развития личности обучаемого, повышения эффективности процесса обучения, а также в процессе подготовки, переподготовки, повышении квалификации кадров системы образования и в управлении образованием.

Среди программных средств учебного назначения наибольшую группу составляют программные средствва, реализующие дидактические цели обучения, предназначенные для частичной {в отдельных случаях — полной) автоматизации процесса обучения с помощью ЭВМ; чаще всего их называют педагогическими программными средствами (ППС). Их принципиальная характеристика — учет особенностей того или иного школьного предмета (конкретной темы в предмете).

При разработке и использовании ППС возникает необходимость в сопровождении их, с одной стороны, учебно-методическими материалами, обеспечивающими включение их е канву урока, с другой стороны, документами, необходимыми им как продукции производственно-технического назначения. Таким образом, формируется программно-методическое обеспечение (ПМО) учебно-воспитательного процесса, осуществляемого с использованием ЭВМ.

Анализ состояния практики использования ППС в учебном процессе средней школы показывает, что компьютер сегодня еще не играет заметной роли в совершенствовании процесса обучения; наиболее серьезные причины тому: отсутствие высококачественных ППС, неразработанность частнометодических принципов их срзда-ния и использования, научно обоснованных подходов к определению места компьютера в учебном процессе, т.е. существует разрыв между теоретическими разработками ученых и практикой создания ППС. Например, многими исследователями установлено, что теоретической базой, на которую целесообразно опираться при обосновании места и функций компьютера в учебном процессе для обеспечения повышения его эффективности, является деятельностный подход к процессу учения и теория поэтапного формирования умственных действий, на основании которой процесс преобразования

внешней, практической формы деятельности в умственную, внутреннюю форму совершается через ряд этапов, на каждом из которых происходит новое отражение и воспроизведение действия и его систематическое преобразование. На практике же в основном разрабатываются ППС, ориентированные на проверку и контроль знаний и умений, а не на их формирование.

Экстраполяция психологической теории управления познавательной деятельностью на дидактику приводит к созданию методической системы, состоящей из шести элементов, соответствующих этапам формирования умственных действий, каждому из которых соответствуют специфические средства обучения.

Анализ функций преподавателя и возможностей различных средств обучения на разных этапах процесса усвоения знаний показывает особую значимость правильной организации этапа формирования действия в материальной или материализованной форме. Это этап подконтрольного оперирования, на котором самостоятельное выполнение обучаемыми первых после объяснения заданий должно быть организовано таким образом, чтобы ход выполнения •каждой операции и результаты ее выполнения каждого ученика были проконтролированы, вовремя (оперативно) скорректированы. Это условие не может быть выполнено педагогом по ряду причин. Во-первых, многочисленность обучаемых в классе, во-вторых, различные уровни их готовности к восприятию материала, их развития, их индивидуальных особенностей, то есть наличие большого количества каналов обратной связи, необходимость эффективно управлять ими одному учителю..

Достаточно давно вопрос организации подконтрольного выполнения действия решается с помощью тетрадей на печатной основе. Однако эти средства обучения не обеспечивают все условия выполнения этапа материализации, а именно: предъявление разноуровневых многовариантных заданий, осуществление оперативной обратной связи, оказание необходимой помощи, разъяснений каждому ученику, т.е. интерактивное взаимодействие обучаемого и обучающего. В настоящее время это под силу новому средству обучения — персональному компьютеру, который к тому же может взять на себя не только функции хранения, предъявления задач, заданий, упражнений, но и формирование их по указанному учителем правилу или образцу, что приведет к уменьшению размеров учебников, исчезновению таких распространенных печатных средств, как дидактические материалы, сборники задач и упражнений. Адаптируемость ПК к обучаемому предоставит возможность выбора уровня трудности

заданий, организации работы в индивидуальном для каждого обучаемого темпе.

Во второй главе *'Проектирование и использование педагогических программных средств при обучении математике учащихся средней, школы" рассматриваются вопросы разработки программно-методического обеспечения процесса обучения математике в 5-6 классах с применением ЭВМ, состава и структуры комплекса педагогических программных средств, организации и проведения педагогического эксперимента по проверке эффективности использования программно-методического обеспечения в учебно-воспитательном процессе.

Педагогические программные средства для осуществления этапа подконтрольного оперирования, интерактивные аналоги тетрадей на печатной основе мы назвали "электронными тетрадями" и определили основные требования к ним: обоснование целесообразности и необходимости изучения данного раздела программы с помощью компьютерных средств; построение разновариантной системы заданий, реализующей дифференцированный подход к учащимся на основе достижения всеми обязательного уровня подготовки при решении задач, сложность которых определяется требованиями программы по школьному курсу математики, и предоставления возможности достигшим этого уровня выполнять более сложные задания; организация информационно-справочной службы, обеспечивающей как ориентацию учащихся в правилах ведения диалога, так и возможность получения помощи; учет данных о процессе выполнения задания для организации обратной связи, сбора и накопления статистических данных; формирование единообразных для всех ППС пакета средств организации диалога; определение рационального объема и размещения учебной информации на экране компьютера с учетом закономерностей зрительного восприятия ее обучаемыми.

Педагогическими программными средствами охватывается материал последовательно изучаемых тем одной и той же содержательно-методической линии. С их помощью предоставляется возможность использовать компьютер систематически в процессе изучения темы. Все программы разработаны в едином "стиле": оформление экрана, осуществление диалога, предъявление заданий — это сходство упрощает увязку разрозненных фрагментов учебного материала в стройную, единую картину предмета.

В структуре ППС проектируются три основных компонента: ориентировочный, исполнительный и контрольно-корректировочный.

Ориентировочный содержит различные справочные сведения, необходимые для успешной работы с программой: титульный лист, формулировка цели выполняемого задания, описание задания, правила работы с программой, предметный материал. Представление этой информации должно быть стандартизировано для всех программ пакета, что способствует ускорению ориентации обучаемого при восприятии необходимых сведений.

Исполнительный компонент призван организовать исполнительную деятельность обучаемого: решение задач, построение графиков, проведение опытов, моделирование — и предусматривает предъявление обучающих воздействий и диагностических средств. Разработка исполнительной части педагогических программных средств включает в себя решение вопросов организации адаптивности ППС, проектирования диалога с учетом основных принципов построения процесса общения "ученик-компьютер", механизма обратной связи, представления информации на экране.

Контрольно-корректировочный компонент позволяет осуществлять контроль за деятельностью ученика, ее коррекцию, а также накапливать и предъявлять информацию о работе обучаемого. В программах осуществляются два вида контроля за деятельностью обучаемого в процессе выполнения упражнений: контроль с оперативной обратной связью' каждого введенного учеником ответа (пооперационный контроль) и итоговый контроль его деятельности в течение конкретного сеанса работы с компьютером.

На обеспечение усвоения некоторой порции материала отводится совокупность уроков, составляющая учебный цикл, в течение которого преподаватель должен осуществить весь процесс обучения. Методика применения ППС в учебно-воспитательном процессе разрабатывалась на основе характерной для 5-6 классов организации усвоения порции материала в виде трехурочного цикла и особенности использования ЭВМ, заключающейся в организации работы 30-35 учащихся на 10-15 компьютерах кабинета информатики.

Первый урок (условно его можно назвать "Урок введения") начинается с проверки подготовленности учащихся к восприятию нового материала, усвоенности ранее изученного. Далее учителем осуществляется ориентировка учащихся в подлежащем усвоению материале и способах работы с ним, а затем организуется самостоятельная, но подконтрольная работа учащихся на компьютерах с помощью педагогического программного средства.

Цель второго урока ("Урока решения задач") — организовать (или продолжить) постепенный переход от пошагового контроля к

самоконтролю, осуществляемый выполнением одного-двух заданий с проговариванием вслух каждого шага работы, затем самостоятельным выполнением заданий с проговариванием "про себя" или в плане "внутренней речи", без наличия перед глазами схемы ориентировочной основы действия (опоры).

На третьем уроке цикла ("Самостоятельная работа") обучаемые сначала воспроизводят на листочках основное в изученном материале его краткий конспект, затем осуществляется подготовка к самостоятельной работе и выполнение ее. При подготовке организуется фронтальное решение задач, требующих привлечения к решению как ранее изученного материала, так и формирующихся знаний: происходит оперирование в умственном плане, когда контроль осуществляется лишь по конечному результату.

Формирующий этап педагогического эксперимента'проводился на основании письма Министерства народного образования БССР № 03.1-15/323 от 31.08.91 в И школах: №№ 16, 50, 52, 54, 56, 63, 103, 165 г.Минска, № 8 г.Бобруйска, №10 г.Слуцка, Прилукской средней школе Минского района. Цель: организация учебного процесса с использованием пакета ЛПС; сбор качественных и количественных результатов; обработка полученных данных с помощью методов математической статистики; интерпретация научных результатов и определение дальнейших перспектив исследования.

Подбор испытуемых контрольных и экспериментальных классов осуществлялся привлечением (из расчета общего количества испытуемых) 20% "отличников", 20-30% "хороших" учеников и 50-60% "слабых", имеющих посредственную, а подчас плохую успеваемость. Оценка эффективности применения ЭВМ в учебном процессе на базе разработанного программно-методического обеспечения осуществлялась на основе следующих критериев: повышение уровня знаний учащихся, усиление мотивации учения, снижение времени репродуктивно-вербальной деятельности учителя и увеличение времени на индивидуально-творческую работу с обучаемыми. Проводились: анализ текущей успеваемости учащихся контрольных и экспериментальных классов по итогам плановых самостоятельных и контрольных работ, а также результатов предложенной нами итоговой контрольной работы; анкетирование учителей и учащихся; наблюдение за ходом процесса обучения.

Качественный анализ данных контрольной работы позволяет считать, что результаты в экспериментальных классах по всем категориям лучше, чем в контрольных классах. Статистическая достоверность полученных результатов оценивалась методом "хи-квадрат" (критерием согласия К. Пирсона). Для каждого класса в

отдельности Т набл. > Т крит. = 7,815, что свидетельствует о значимом различии в распределении учащихся контрольных и экспериментальных классов по четырем категориям успеваемости, показанной при выполнении контрольной работы.

На протяжении всей работы обучаемых с ППС наблюдается высокая активность и заинтересованность, стремление к выполнению большего количества заданий с наименьшим числом ошибок. Работа с ЭВМ реально способствует воспитанию у школьников привычки к добросовестному труду, помогает вырабатывать положительные черты характера в достижении цели: терпеливость, упорство, усидчивость, аккуратность, пунктуальность, прилежание, собранность. Ведь компьютер "не прощает" ученику небрежности при введении данных, нечеткости в формулировке запросов к машине, неточности в конструировании ответов. С помощью индивидуальных занятий на ЭВМ можно решить проблему слабоуспевающих учащихся, что составляет главный положительный результат эксперимента. Как правило, таким школьникам не хватает внимания педагога, контроля и подсказки с его стороны, в результате чего многие из них не достигают даже обязательного уровня усвоения знаний, чем тормозят переход от репродуктивно-вербальной деятельности учащихся класса к творческой.

ВЫВОДЫ

В результате проведенного научного исследования сформулированы следующие основные выводы :

1. Для осуществления процесса усвоения математических знаний на уровне, соответствующем требованиям психологической теории поэтапного формирования умственных действий, необходимо систематическое применение педагогических программных средств на этапе формирования действия в материальной (материализованной) форме, этапе подконтрольного оперирования с опорой на ориентировочную основу действия, на котором с помощью традиционных средств обучения невозможно организовать требуемый пооперационный контроль с оперативной обратной связью за действиями обучаемых. Педагогические программные средства должны охватывать тему или весь курс, для чего разрабатывается комплекс (пакет) этих средств, который вместе с методическими рекомендациями по его применению представляет собой программно-методическое обеспечение процесса обучения с использованием ЭВМ.

2. Особенности проектирования программно-методического обеспечения процесса обучения математике в 5-6 классах с использованием ЭВМ на этапе формирования действия в материальной (материализованной) форме заключаются в разработке программ пакета в соответствии с дидактическими принципами обучения и следующими требованиями: педагогические программные средства создаются для применения в последовательно изучаемых темах одной и той же содержательно-методической линии курса школьной математики; в программах автоматически генерируется многовариантная система заданий 2-3 уровней сложности для реализации дифференцированного подхода к учащимся; средства организации диалога "обучаемый-компьютер" формируются единообразно для всех программ комплекса с учетом требований к проектированию диалогового взаимодействия человека с ЭВМ. Педагогические программные средства являются интерактивными аналогами тетрадей на печатной основе для организации индивидуальной работы учащихся под контролем компьютера — электронными тетрадями.

3. В структуре электронных тетрадей выделяются три основных компонента: ориентировочный — для организации информационно-справочной службы; исполнительный, обеспечивающий интерактивное взаимодействие обучаемого и компьютера за счет предъявле--ния разноуровневых многовариантных заданий и осуществления пооперационного контроля с оперативной обратной связью за ходом их выполнения учащимися; контрольно-корректировочный, предусматривающий 'сбор и накопление данных о процессе выполнения . задания для организации обратной связи. Состав педагогического программного средства формируется в зависимости от сложности теоретического материала темы из. блоков объяснения, выполнения заданий, предъявления занимательной информации, касающейся области изучения.

4. Экспериментальная проверка созданного программно-методического обеспечения процесса обучения алгоритмам выполнения арифметических действий над обыкновенными дробями с использованием ЭВМ показала, что изложенные подходы к разработке и использованию педагогических программных средств дают положительные результаты с точки зрения повышения эффективности учебно-воспитательного процесса (улучшается реальная успеваемость учащихся; появляется заинтересованность в пополнении знаний, интерес к учебной деятельности; возрастает уровень самостоятельности в овладении знаниями; у обучаемых вырабатываются^положительные черты- характера в достижении цели, привычка к доб-

росовестному труду; за счет передачи функций педагога по организации дополнительной репродуктивной деятельности слабоуспевающих школьников компьютеру учитель получает возможность больше времени уделять творческой работе с учащимися, лучше организовать контроль результатов усвоения материала), могут быть распространены на создание автоматизированной системы обучения математике учащихся 5-6 классов для более совершенной компьютерной техники.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ РАБОТ

1. Система обучающих программ по курсу "Математика-5" // Проблемы внедрения электронно-вычислительной техники в учебно-воспитательный процесс: Тез. докл. республиканской науч.-практич. конф. — Мн., 1987. — С. 42-44.

2. ЭВМ в роли средства обучения // Народная асвета. — 1988. — № 11. — С. 52-56.

3. Удасканапьванне матэматычных ведау школьжкау з выка-рыстаннем сродкау выл1чальнай тэхнш // Народная асвета. — 1990. — №8.— С. 66-70.

Использование ЭВМ в курсе математики 6-го класса // Новые информационные технологии в учебном процессе и управлении: Тез. докл. VII Омской науч.-практич. конф. — Омск, 1990. — С. 79-80.

5. Использование персональных ЭВМ при изучении обыкновенных дробей в школьном курсе математики // Новые информационные технологии обучения: Тез. докл. 1-ой Белорусок, конф. — Мн.: БГУ, 1992. — С. 17-18.

6. Аутаматызаваная сютэма навучання матэматыцы '71ík¡ i выра-зы" // Камп'ютэрныя тэхналогн у вучэбным працэсе ВНУ i школ: Тэз. дакл. канф. — Мн.: БДПУ, 1993. — С. 71-72.

7. Аутаматызаваная сютэма навучання 'TIíkí i выразы" // Адука-цыя i выхаванне. — 1994.«- № 5. — С. 118-125.

• 8. Камп'ютэрнае навучанне // Народная асвета. — 1994. — № 10. — С. 26-30.

9. Компьютерное обучение // Адукацыя i нацыянальна-культурнае адраджэнне: Тэз. дакл. м!жнар. нав.-практыч. канф. — Мн., 1994.-Ч. 2.-С. 125-126.

10. Современные информационные технологии в образовании // Концептуальные основы общеобразовательной средней школы с 12-летним сроком обучения: Тез. докл. междунар. науч.-практич. конф. — Мн, 1995. — С. 116-118.

11. Новые информационные технологии в образовании // 1н-фарматызацыя адукацьи. — 1995. — Вып. 1. — С. 46-66.

Р Э 3 Ю М Е

Барысевм Зшаща М1хайлауна

ДЫДАКТЫЧНЫЯ УМОВЫ РАСПРАЦОУК1 I ВЫКАРЫСТАННЯ ПЕДАГАГ1ЧНЫХ ПРАГРАМНЫХ СРОДКА9 (на прыкладзе навучання матэматыцы у 5-6 класах)

Ключавыя словы: ¡нфармацыйная тэхналопя, камп'ютар, педага-пчны праграмны сродак, электронны сшытак, ¡нтэрактыуны дыялог, праграмна-метадычнае забеспячэнне, алгарытм, ЭВМ.

Аб'ект даследавання — працэс навучання матэматыцы у 5-6 класах з выкарыстаннем ЭВМ.

Мэта даследавання — азначэнне дыдактычных умоу распрацоую \ выкарыстання педагапчных праграмных сродкау пры навучанж матэматыцы у 5-6 класах.

Асноуныя метады даследавання: анатз пахолага-педагапчнай, навукова-метадычнай л1таратуры па праблеме даследавання; вы-вучэнне педагапчнай практыю навучання матэматыцы, вопыту рас-працоую \ выкарыстання педагапчных праграмных сродкау, название, суразмоунщтва, анкетаванне;' мадэл!'раванне ! праграмаванне; педагапчны эксперымент, анализ I статыстычная апрацоука яго да-дзеных.

У час даследавання атрыманы вытю, наешна яюх заключаецца у абгрунтаванн1 неабходнасц! выкарыстання педагапчных праграмных сродкау (ППС) на этапе фарм!равання дзеяння у матэрыяльным (ма-тэрыялЬаваным) стане, дзе прымяненне традыцыйных сродкау навучання не дае жаданага вышку; азначэнн! тыпу ППС, як} найбольш ад-павядае мэтам даследавання (¡нтэрактыуныя аналап сшыткау на дру-каванай аснове, яюя мы назвал! "электронным! сшыткам}"); распра-цоуцы патрабаванняу да саставу I структуры электронных сшытка?.

Вынм даследавання могуць быць выкарыстаны Для удасканаль-вання працэсу навучання матэматыцы 9 5-6 класах: распрацаваньь комплекс ППС можа прымяняцца*? практыцьРвыкладання матэматы?-к1; падыходы да праектавання электронных сшыткау могуць быць. выкарыстаны пры распрацоуцы педагапчных праграмных сродкау паа ¡ншых тэмах курса, для ¡ншых тыпау ЭВМ.

РЕЗЮМЕ

Борисевич Зинаида Михайловна ДИДАКТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАЗРАБОТКИ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПЕДАГОГИЧЕСКИХ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ (на примере обучения математике в 5-6 классах)

Ключевые слова: информационная технология, компьютер, педагогическое программное средство, электронная тетрадь, интерактивный диалог, программно-методическое обеспечение, алгоритм ЭВМ.

Объект исследования — процесс обучения математике в 5-£ классах с использованием ЭВМ.

Цель исследования — определение дидактических условий разработки и использования педагогических программных средств пp^ обучении математике в 5-6 классах.

Основные методы исследования: анализ психолого-педагогической, научно-методической литературы по проблеме исследования; изучение педагогической практики обучения математике, опыте разработки и использования педагогических программных средств наблюдение, беседа, анкетирование; моделирование- и программирование; педагогический эксперимент, анализ и статистическа? обработка его данных.

В ходе исследования получены результаты, новизна которы> заключается в обосновании необходимости использования педагогических программных средств (ППС) на этапе формирования действия в материальном (материализованном) виде, где применение традиционных средств обучения не приносит желаемого результата определении типа ППС, наиболее адекватного целям исследовани? (интерактивные аналоги тетрадей на печатной основе, которые на- званы "электронными тетрадями"); разработке требований к составу и структуре электронных тетрадей.

Результаты исследования могут быть использованы для совершенствования процесса обучения математике в 5-6 классах: разработанный комплекс ППС может применяться в практике преподавания математики; подходы к проектированию электронных тетрадеР могут использоваться при разработке педагогических программны) средств по другим темам курса, для других типов ЭВМ.

SUMMARY

Borisevich Zinaida Michaetovna , DIDACTIC CONDITIONS OF AN ELABORATING AND USING OF PEDAGOGIC PROGRAM AIDS (on example of the teaching mathematics in 5-6 classes)

Key words: informative technology, computer, pedagogic program aid, electronic notebook, interactive dialogue, program-methodical ware, algorithm, teaching mathematics.

The object of research is the using computer in the process of teaching mathematics in 5-6 classes with using computer.

The aim of research consists of the definition of the didactic conditions of elaborating and using of pedagogic program aids for teaching mathematics in 5-6 classes.

The main research methods: the analysis of psycho-pedagogical, scientific-methodical literature on the research problem; study of the teaching mathematics pedagogic practice, experience of an pedagogic program aids elaborating and using, observing, tuition, application of questionnaires; modelling and programming; pedagogic experiment, > analysis and data statistic processing.

In research motion received the results, the novelty of which consisns in: based the necessity of pedagogic program aids (PPA) using at the stage of action forming in material (materialized) type, when using of tne traditional teaching aids hasn't brought the desired effect; determined the type of PPA is the most adequate to the purposes of research (the interactive analogue of notebooks on printed base, named "the electronic notebooks"); elaborated the requirements to the electronic notebooks composition and structure.

The results of the research may be used for improvement of the teaching mathematics process in 5-6 classes: the elaborated complex of PPA may be applied in practice of the teaching mathematics; the designing approaches of electronic notebooks may be used to elaborate pedagogical program aids for other subjects of course, for other types of computers.