автореферат и диссертация по педагогике 13.00.01 для написания научной статьи или работы на тему: Электронное пособие как средство формирования естественнонаучной компетентности учащихся

Автореферат диссертации по теме "Электронное пособие как средство формирования естественнонаучной компетентности учащихся"

На правах рукописи

Такиш^

РАХМЕЕВА Ольга Маратовна

ЭЛЕКТРОННОЕ ПОСОБИЕ КАК СРЕДСТВО ФОРМИРОВАНИЯ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ УЧАЩИХСЯ

13.00.01 - общая педагогика, история педагогики и образования

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Оренбург 2009

003464815

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет»

Научный руководитель: Доктор педагогических наук, профессор

Худяков Виктор Никитиевич

Официальные оппоненты: доктор педагогических наук, профессор

Каргапольцева Наталья Александровна

кандидат педагогических наук, доцент Искандеров Наиль Файзрахманович

Ведущая организация: Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования «Магнитогорский государственный университет»

Защита состоится 4 апреля 2009 г. в 12час. 30 мин., на заседании диссертационного совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.181.01 при Оренбургском государственном университете по адресу: 460018, г. Оренбург, пр. Победы, 13, ауд. 170215.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Оренбургский государственный университет».

Текст автореферата размещен на сайте ГОУ О ГУ www.osu.ru «02» марта 2009 года.

Автореферат разослан «03» марта 2009 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор педагогических наук,

профессор

И. Д. Белоновская

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Интенсивные процессы реформирования российского общества в условиях расширяющейся глобализации, перехода к демократическому государству и рыночной экономике непосредственно затрагивают образование как важнейшую социальную сферу «вложения средств в будущее страны» (Д.А.Медведев). Вступление России в Болонский процесс предполагает глубинную модернизацию системы отечественного образования, направленную на компетентностное развитие личности, формирование способности успешного применения полученных знаний и умений в повседневной жизни и профессиональной деятельности.

В соответствии с «Концепцией модернизации российского образования на период до 2010 г.» важнейшим направлением государственной образовательной политики выступает коренная трансформация системы среднего образования на основе демократизации, гуманизации и гуманитаризации учебного процесса, внедрение передовых педагогических технологий, разработка новых образовательных стандартов с целью максимального приближения качества школьной подготовки к требованиям мирового уровня.

Главным предназначением современной средней школы должно стать развитие ключевых образовательных компетенций учащихся, формирование внутренних побуждений к учению, мотивов успешности и постоянства продвижения вперед, самостоятельности и готовности к перманентному образовательному саморазвитию.

Существенным фактором успешной реализации компетентност-ной образовательной модели выступает информатизация образования, в том числе его естественнонаучной составляющей.

Это тем более важно, поскольку в современном обществе науки о природе не только обеспечивают технологический рост производительных сил, но и оказывают существенное влияние на рациональную ментальность социума, повышая роль естественнонаучного знания в развитии креативных доминант, синергетического мышления, мировоззренческих установок и ответственного поведения личности.

Информатизация естественнонаучного образования школьников предполагает создание современных электронных учебных материалов, повышающих педагогическую эффективность процесса формирования естественнонаучной компетентности учащихся на основе становле-

ния модели мира коэволюционного сосуществования природы, общества и человека.

Анализ психолого-педагогической литературы показал, что к настоящему времени в педагогической науке создан определенный теоретический базис по основным направлениям исследуемой проблемы.

Различные аспекты формирования компетентности как интегра-тивного личностного качества рассмотрены в трудах К.Я. Вазиной,

A.Н. Дахина, И.А. Зимней, А.К. Марковой, A.M. Новикова.

Основные направления совершенствования школьного обучения

освещены в работах Ш.А. Амонашвили, В.В. Болотова, С.П. Баранова, Н.О. Вербицкой, A.C. Потапова.

Отечественными (A.A. Андреев, С.А. Бешенков, A.A. Богуславский, С.А. Трактуева, Д.Ю. Усенков, В.Ф. Шолохович) и зарубежными (T. Chamorro-Premuzic, H. Christian, M.S. Drew, A. Furnham, Z-N.Li, R.E. Mayer, R. Sanchez, H.P. Yockey) учеными исследуются различные стороны применения компьютера в образовании.

Выявляется специфика использования информационных технологий в средней школе (B.JI. Нестеров, В.А. Стародубцев, С.А. Трактуева,

B.Е.Фортов). Приоритет отдается рассмотрению психолого-педагогических аспектов образовательной информатизации (Н.С. Анисимова, А.Г. Кушниренко, В.М. Монахов), использованию компьютерной техники в преподавании отдельных дисциплин (B.C. Леднев, А.П. Ершов, В.М. Монахов, А.Ю. Уваров), организации занятий по информатике (А.П. Ершов, А.Г. Кушниренко, A.A. Кузнецов, Г.В. Лебедев, C.B. Симонович), внедрению информационных технологий в систему профильного 12-летнего образования (В.В. Жилкин, В.А. Куклев, Г.Л. Луканкин, Ю.А. Первин, С.А. Христочевский).

Активизируется образовательный поиск в области разработки и создания мультимедийных программных средств дидактического назначения (В.В. Александров, И.Н. Коваленко, А.Ю. Кравцова, В.А. Красильникова, A.C. Кюршунов).

Отмечается определяющая роль естественнонаучного образования в приобретении фундаментальных знаний и представлений, формировании научной картины мира, становлении нравственно-экологической позиции личности обучаемых (И.В. Вартанова, Л.Я. Зорина, Т.Г. Каленникова, В.А. Лавриненко, З.Ф. Мазур, Н.З. Мазур, М.А. Плаксин, О.П. Яшнова).

Вместе с тем, основная масса исследований по разработке и внедрению информационных технологий в среднее образование, в том чис-

ле естественнонаучное, ориентирована на работу со старшим и средним звеном общеобразовательной школы. В значительно меньшей степени уделяется внимание начальному этапу образовательной подготовки школьников, а также вопросам образовательной преемственности использования информационных технологий в учебном процессе средней школы.

Следует также отметить, что основной объем работ по созданию электронных пособий и учебников выполняют программисты, не имеющие педагогической подготовки, тогда как специалисты в области дидактики и методики преподавания дисциплин зачастую весьма далеки от компетентного владения языком программирования.

Кроме того, существующие в настоящее время электронные учебники и пособия для средней школы являются, как правило, полностью закрытыми для пользователя - как учителя, так и ученика, что делает невозможным изменение заданных алгоритмов работы исходя из образовательной необходимости и изменившихся условий.

Все это затрудняет деятельность учителя по дидактической индивидуализации, содержательному варьированию и модификации развивающих возможностей электронных учебных средств.

Анализ теории и практики применения информационных технологий в естественнонаучном образовании выявил ряд противоречий, между:

- растущими требованиями общества к уровню сформированности естественнонаучной компетентности учащихся и не всегда практико-ориентированным и личностно значимым объемом естественнонаучных знаний и умений, получаемых в школе;

- дидактическими возможностями информационных образовательных технологий в компетентностном развитии личности и недостаточной степенью их использования в организации учебного процесса в начальном звене общеобразовательной школы;

- существующим приоритетом методов обучения с помощью вер-бально-текстовых средств (печатного учебника) и почти полным отсутствием в традиционном учебном процессе школы физиологически необходимого сенсорно-моторного этапа восприятия учебной информации.

Необходимость образовательного преодоления обозначенных противоречий определила тему диссертационного исследования: «Электронное пособие как средство формирования естественнонаучной компетентности учащихся».

В исследование внесено ограничение: мы рассматриваем проблему относительно начального звена общеобразовательной школы как исходного этапа формирования естественнонаучной компетентности учащихся в образовательной преемственности компетентностного развития личности. В этом отношении изучение учебного предмета «Познание мира» является пропедевтической дисциплиной к естественно-математическому циклу средней и старшей школы.

Цель исследования: разработать и теоретически обосновать педагогические условия формирования естественнонаучной компетентности учащихся на основе электронного (учебного) пособия «Познание мира».

Объект исследования: система естественнонаучного образования школьников.

Предмет исследования: процесс формирования естественнонаучной компетентности учащихся начальной школы на основе электронного (учебного) пособия «Познание мира».

Гипотеза исследования: формирование естественнонаучной компетентности учащихся на основе электронного (учебного) пособия «Познание мира» будет эффективным, если:

- электронное учебное пособие разработано в соответствии с дидактическими требованиями к процессу естественнонаучного развития учащихся;

- учитывается специфика формирования естественнонаучной компетентности учащихся в мультимедийной информационно-образовательной среде;

- осуществляется возрастная преемственность в организации процесса естественнонаучного образования учащихся.

Цель и гипотеза определили задачи исследования:

1. Проанализировать роль и место информационных технологий в учебном процессе естественнонаучного образования в средней школе.

2. Уточнить сущность базовых понятий исследования; определить критерии и показатели сформированности естественнонаучной компетентности учащихся начальной школы.

3. Выявить основные психолого-педагогические требования к разработке электронных пособий, приемлемых для обучения учащихся начальных классов.

4. Разработать методику создания и применения электронного пособия в учебном процессе естественнонаучного образования в начальном звене средней школы.

5. Выявить педагогические условия формирования естественнонаучной компетентности учащихся на основе электронного пособия «Познание мира».

Теоретико-методологическую основу исследования составили:

- теоретические основания становления естественнонаучных взглядов личности на мир (В.И. Вернадский, JI.H. Гумилев, A.A. Горелов, А.И. Пригожин, П. Тейяр де Шарден, Г. Хакен);

- теория личностно-ориентированного образования (А.Г. Асмолов, Л.И. Божович, Е.В. Бондаревская, A.C. Гаязов, H.A. Каргапольцева, A.B. Кирьякова, В.Г. Рындак, В.А. Сухомлинский, Г.Н. Сериков, Г.К. Селевко, В.А. Сластенин, Д.И. Фельдштейн, И.С. Якиманская);

- ведущие положения теории развивающего обучения (В.В. Давыдов, J1.B. Занков, Д.Б. Эльконин) и активных методов обучения (Ю.К. Бабанский, И.Я. Лернер, Н.Ф. Талызина, Г.И. Щукина);

- концептуальные идеи обучения на основе информационных технологий (Б.С. Гершунский, В.Э. Меламуд, В.В. Сизова, В.А. Трайнев);

- исследования по развитию когнитивных способностей обучаемых (Л.С. Выготский, П.Я. Гальперин, В.Г. Житомирский A.A. Зенкин, Г.В. Карпов, И.В. Осипова, А.Г. Пассоу, С. Пейперт);

- работы в области компьютерного моделирования (А.П. Ершов, Е.Я. Коган, В.М. Монахов, В.Л. Латышев, О.В. Чурбанова, Е.В. Ширшов);

- теории управления и комплексного анализа педагогических проблем (A.A. Бакушин, И.П. Подласый, М.М. Поташник, В.Г. Разумовский, С.А. Репин, М.Н. Скаткин, E.H. Шиянов).

В решении поставленных задач использовался комплекс методов исследования: теоретический анализ психолого-педагогической литературы по теме диссертации, анкетирование, наблюдение, беседа, опрос, психодиагностические методы, педагогический эксперимент, моделирование, методы качественной и количественной обработки эмпирических данных.

База исследования. Опытно-экспериментальной базой исследования явились муниципальные образовательные учреждения: средняя общеобразовательная школа № 17 г. Челябинска Челябинской области и средние общеобразовательные школы № 3 и № 4 г. Житикары Коста-найской области (республика Казахстан).

Организация и этапы исследования. Исследование проводилось в течение пяти лет и состояло из трех этапов.

На первом этапе (2003-2004) изучалась теоретическая и научно-методическая литература по проблеме и теме диссертационного иссле-

дования, накапливался эмпирический материал, обобщался педагогический опыт, формулировалась гипотеза исследования, выявлялись структура электронных пособий и методика использования современных информационных технологий в естественнонаучном образовании учащихся.

На втором этапе (2004-2006) разрабатывалась система средств и методов обучения с использованием информационных технологий, уточнялись научно-педагогические аспекты применения информационных технологий в учебном процессе по формированию естественнонаучной компетентности учащихся, разрабатывались и определялись направления совершенствования системы естественнонаучного образования в начальном звене средней школы.

На третьем этапе (2006-2008) была проведена эмпирическая проверка эффективности обучения с включением информационных технологий в учебный процесс, выявлялись функции содержания учебного предмета «Познание мира» при использовании информационных технологий, разрабатывались практические рекомендации по совершенствованию применения разработанного электронного пособия «Познание мира» в учебном процессе естественнонаучного образования в начальном звене средней школы, проводилось лонгитюдное исследование в среднем и старшем звене, обобщались результаты опытно-экспериментальной работы, оформлялись результаты диссертационного исследования.

Научная новизна исследования:

- уточнено содержание понятия «естественнонаучная компетентность учащихся» путем: актуализации нравственно-эстетических качеств личности, определяющих осознанность ответственного поведения школьников по отношению к природе и ее неотъемлемой части - человеку; включения в компонентную структуру естественнонаучной компетентности информационной грамотности - базовой составляющей синергетического стиля мышления современного человека как активного субъекта мира коммуникаций, интернетизации образования и экологического глобализма:

- определены критерии и показатели сформированности естественнонаучной компетентности учащихся: когнитивный (объем и степень практико-ориентированного владения знаниями), мотивационный (уровень развития нравственно-эстетической и экологической (экоцен-тристской) ценностных ориентации), деятельностный (характер осознанного владения практико-ориентированными умениями и навыками в

условиях активизации рефлексивной позиции личности);

- выявлены основные психолого-педагогические требования к разработке электронных пособий, используемых в естественнонаучном образовании учащихся начальных классов: природосообразность (синтез наглядно-образной и вербально-логической составляющих учебной информации); эргономичность (обеспечение условий дидактически-комфортного, производительного и безопасного для здоровья учебного труда); региональность (приоритетная ориентация на окружающий мир природы); открытость (возможность содержательно-функциональной модификации с целью создания вариативных индивидуальных электронных пособий для каждого учащегося); модульность (осуществление гибкой перекомпоновки внутренних блоков модулей в условиях преемственности школьного образования); интерактивность (полифункциональность и полисубъектность учебного диалога); эстетичность (актуализация сенсорно-моторного этапа восприятия в приоритетах красоты);

- выделены и систематизированы педагогические аспекты применения информационных технологий в учебном процессе естественнонаучного образования в средней школе, основанные на принципах непрерывности, целостности, интегративности, дидактической спирали, практико-ориентированности, поддержки традиционного обучения, внутренней дифференциации, развивающего обучения.

Теоретическая значимость исследования:

- основные результаты исследования расширяют научно-педагогические представления о теории и практике формирования естественнонаучной компетентности учащихся в школьном образовании;

- разработанная методика создания электронных пособий методом компьютерного моделирования по учебным дисциплинам начального звена средней школы способствует дальнейшему решению вопросов реализации образовательного потенциала предметов естественнонаучного цикла в плоскости установления коэволюционных связей человека и природы.

Практическая значимость исследования:

- разработано электронное пособие «Познание мира» для учебного процесса естественнонаучного образования в начальном звене средней школы и подготовлены методические рекомендации для учителя;

- результаты исследования могут быть использованы в системе повышения квалификации учителей начальных классов, учителей-предметников естественно-математического цикла, педагогов дополни-

тельного образования.

Обоснованность и достоверность полученных результатов подтверждается методологической обоснованностью исходных позиций педагогического поиска, комплексной методикой исследования, использованием научных методов, логикой построения опытно-экспериментальной работы, включающей системную проверку полученных результатов и внедрение инновационных информационных технологий в процесс обучения, положительной апробацией результатов диссертационной работы, использованием математических и статистических методов обработки результатов эксперимента.

На защиту выносятся следующие положения:

1. В логике проведенного диссертационного исследования педагогическими условиями формирования естественнонаучной компетентности учащихся на основе электронного учебного пособия «Познание мира» выступают:

- разработка электронного пособия в соответствии с дидактическими требованиями к процессу естественнонаучного развития учащихся;

- учет специфики формирования естественнонаучной компетентности учащихся в мультимедийной информационно-образовательной среде;

- осуществление возрастной преемственности в организации процесса естественнонаучного образования учащихся.

2. Разработка электронного пособия в соответствии с дидактическими требованиями к процессу естественнонаучного развития учащихся предполагала формирование на основе образовательного потенциала современных информационных технологий готовность личности к освоению нового образа жизни в глобальном мире единства человека и природы, включая построение естественнонаучной картины мира, определение места ответственного и самостоятельного бытия в быстроменяющейся экосреде, становление совокупности взглядов о глобальном пространстве взаимодействия человека и природы, возможностях его познания и преобразования. В педагогическом контексте обозначенных целей разработанное электронное пособие предоставляло учащимся возможность:

- самостоятельно регулировать темп обучения, получая информацию со скоростью оптимального уровня усвоения материала, изменять порядок предоставления учебной информации (принцип индивидуализации и дифференциации процесса обучения);

— производить контроль с обратной связью, в том числе суггестивной, с диагностикой предъявляемых на мониторе ошибок в условиях поддерживающих (ободряющих) комментариев и советов-рекомендаций о дальнейших действиях или комментированных подтверждений (опровержений) выдвинутой учащимся гипотезы-предположения (принцип постоянства создаваемых ситуаций успеха);

— осуществлять самоконтроль и самокоррекцию индивидуальной образовательной траектории при помощи тестирующей программы самопроверки (принцип оптимизирующей обратной связи).

3. Учет специфики формирования естественнонаучной компетентности учащихся в мультимедийной информационно-образовательной среде связывался с максимальной визуализацией учебной информации, представлением учащемуся изучаемых природных объектов, процессов и явлений в виде виртуальных компьютерных моделей и заключался в направленном формировании целостности наглядно-образной картины (модели) мира на основе реализации в учебном процессе дидактических принципов научной достоверности, доступности, выразительности, интегративности, проблемности, вариативности, политехничности. Продуктивное использование образовательного потенциала электронного пособия позволило переосмыслить педагогическое соотношение некоторых принципов обучения. Если традиционно в дидактике было принято рассматривать принцип доступности обучения во взаимодействии с принципом научности, то в современной интерпретации принцип научности целесообразно соотносить с новыми возможностями наглядности обучения, а принцип активности и сознательности - с принципом систематичности и последовательности обучения. В связи с этим возникают новые дидактические требования - обеспечение индивидуальности, интерактивности и адаптивности обучения, которые наиболее успешно реализуются в мультимедийной информационно-образовательной среде.

4. Осуществление возрастной преемственности в организации процесса естественнонаучного образования учащихся предполагало понимание этапа формирования естественнонаучной компетентности учащихся начальной школы как первую ступень естественнонаучного развития школьников.

Модульно-блочный принцип построения электронного пособия «Познание мира», возможность его функционирования в гибком интерактивном режиме позволяли осуществлять усложняющуюся внутреннюю интерпретируемость, структурированность, связность и ак-

тивность естественнонаучных знаний и умений, взаимосвязанных с содержанием усложняющегося естественно-математического цикла учебных предметов среднего и старшего звена школьного обучения.

Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись на всероссийских и международных научных, научно-практических и научно-методических конференциях (Челябинск: 20052007), заседаниях кафедры педагогики и психологии Челябинской государственной академии культуры и искусств и Челябинского государственного педагогического университета, а также путем публикации полученных результатов в местной и центральной печати. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ.

Личный вклад автора в получение результатов исследования определяется:

- разработкой и обоснованием ведущих положений исследования, общего замысла, методики проведения эксперимента по изучаемой проблеме;

организацией и непосредственным участием в опытно-экспериментальной работе;

- изучением эмпирических и экспериментальных данных, теоретических обобщений и интерпретации результатов изыскания.

Структура диссертации. Работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка использованных источников и приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Во введении обосновывается актуальность темы исследования, определяются объект, предмет, цель, задачи исследования, выдвигается гипотеза, описываются логика и методы исследования, выявляются научная новизна, теоретическая и практическая значимость проведенного исследования, формулируются положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Теоретико-методологические аспекты применения информационных технологий в естественнонаучном образовании учащихся» представлены результаты анализа психолого-педагогической и философской литературы по проблемам формирования естественнонаучной компетентности учащихся начальных классов, вопросам использования информационных технологий в обучении, дан краткий обзор по истории создания и использованию информационных технологий в образовании в России и других странах, выявлена роль компьютерного обеспечения учебного процесса по предметам естественнона-

умного и естественно-математического цикла в начальном и последующих звеньях средней общеобразовательной школы.

В соответствии с «Концепцией модернизации российского образования на период до 2010 г.», основными направлениями преобразования современного среднего образования являются содержательное и инструментально-технологическое. Задачами содержательного аспекта модификации образования называются: демократизация, гуманизации, гуманитаризация, стандартизация и экологизация обучения. Инструментально-технологическое направление модернизации современного образования заключается в использовании новых возможностей информационных технологий для повышения эффективности учебно-воспитательного процесса в школе.

В этой связи характерна ориентация отечественной педагогики на повышение личностно-развивающей значимости образовательных технологий (В.П. Беспалько, В.В. Гузеев, В.В. Монахов, С.А. Смирнов, В.А. Штейнберг), усиление практической направленности образования (В.В. Краевский), формирование «новой парадигмы результата образования» (И.А. Зимняя), что связывается с реализацией в образовательном процессе основных идей компетентностного подхода, предполагающего системную информатизацию образования своей важнейшей составляющей.

Информатизация образования понимается как комплекс мероприятий, связанных с насыщением образовательной системы информационными средствами, информационными технологиями и информационной продукцией (A.A. Андреев, A.A. Богуславский, Д.Ю. Усенков, В.Ф. Шолохович). В ближайшей перспективе информатизация образования связывается с внедрением в учреждения системы образования информационных средств, основанных на микропроцессорной технике, а также информационной продукции и информационных технологий.

Мы определяем информационные технологии как образовательный инструмент преобразования первоначального (исходного) знания в знание производное (вторичное, модифицированное, личностное): здесь знание выступает и в роли образовательного ресурса, и в статусе продукта технологизированного образовательного процесса, включая разработку и создание электронных средств обучения, существенно повышающих уровень развития профессионально-личностных компетенций личности.

Основным результатом компетентностного образования высту-

пает находящаяся в содержательном пространстве ключевых компетенций (И.А. Зимняя, В.В. Краевский, A.B. Хуторской) обобщенная практико-ориентированная способность учащихся к установлению связи между знанием и ситуацией, «ситуативному переносу» (А.Н. Дахин), самостоятельному нахождению «процедур, подходящих для решения проблемы» (С.Е. Шишов).

При существующем многообразии психолого-педагогических подходов к трактовке компетентности, мы в нашем исследовании придерживаемся точки зрения И.А. Зимней (2003), которая определяет данный феномен как «основывающийся на знаниях, интеллектуально и личностно обусловленный опыт социально-профессиональной жизнедеятельности человека».

Таким образом, компетентность - это ситуативная категория, выражающаяся в готовности к осуществлению какой-либо деятельности в конкретных жизненных и профессиональных ситуациях, интегрированная характеристика личностных качеств человека, необходимых и достаточных для выполнения деятельности в определенной области (В.А. Кальней, Б. Оскарссон, Дж. Равен).

Действенным катализатором повышения эффективности процесса компетентностного становления личности младшего школьника выступает естественнонаучное образование, направленное на обогащение жизненного и учебного опыта учащихся в процессе практико-ориентированного усвоения естественнонаучных знаний, умений и навыков, предусмотренных государственным образовательным стандартом (И.В. Вартанова, Л.Я. Зорина, В.А. Лавриненко, З.Ф. Мазур, Н.З. Мазур, М.А. Плаксин).

В аспекте теоретико-практической конкретизации проблемы исследования нами был выбран предмет «Познание мира» как основная составляющая естественнонаучного образования в начальном звене средней школы, способствующая формированию естественнонаучной компетентности учащихся благодаря следующим факторам:

- приобретаемая в процессе изучения предмета «Познание мира» целостность естественнонаучного мировоззрения выпускников начальной школы является базой для изучения естественнонаучных дисциплин в среднем и старшем звене;

- изучение предмета «Познание мира» обуславливает возрастание потребности учащихся в общении с живой природой, повышает интерес к познанию её законов, сохранению и приумножению ее богатств и красот;

- естественнонаучное образование помогает усвоению установок и мотивов деятельности, направленной на осознание универсальной ценности природы и человека.

Существенной составляющей требований к современной модели естественнонаучного образования учащихся начальных классов выступает компьютерное обеспечение учебного процесса. Анализ психолого-педагогической, философской литературы, а также ряда диссертационных исследований по проблеме использования информационных технологий в учебном процессе позволил рассмотреть данный вопрос с различных точек зрения и выявить направления его дальнейшего совершенствования.

На основе проведенного анализа мы пришли к выводу, что проблема информатизации учебного процесса естественнонаучного образования учащихся начальных классов является на сегодняшний день весьма актуальной.

Важнейшей составляющей применяемых в общеобразовательной школе информационных технологий являются электронные пособия как система компьютерных программ, реализующих сценарии учебной деятельности (А.П. Ершов, Е.Я. Коган, В.А. Красильникова, В.М. Монахов, В.Л. Латышев, О.В. Чурбанова).

Под электронным пособием мы, вслед за И.В. Роберт, понимаем такие компьютерные средства, в которых отражается некоторая предметная область, реализуется технология её изучения и обеспечиваются условия для осуществления различных видов учебной и внеучебной деятельности.

Образовательная реализация основной цели нашего исследования - формирование естественнонаучной компетентности учащихся начальной школы - предполагала одной из задач разработку электронного пособия «Познание мира» и методики его применения в учебном процессе. В ходе исследования мы выяснили, что технологии проектирования электронных пособий для учебного процесса должны базироваться на принципах информационно-технологического, системного, личностно-деятельностного и интерактивно-модульного подходов (В.В. Александров,

A.A. Андреев, Н.С. Анисимова, Е.К. Балафанов, О.Ф. Брыксина,

B.В. Гриншкун, В.А. Куклев, О.Г. Смолянинова).

При разработке электронных пособий по предметам естественнонаучного (естественно-математического) цикла для начальных классов одним из наиболее перспективных считается подход, реализованный на основе открытых развивающихся методических систем, осно-

ванных на принципах мобильности и гибкости.

Поэтому в проектировочной деятельности основным методологическим ориентиром для нас выступал принцип открытой образовательно-дидактической архитектуры создаваемого электронного учебного пособия как в наибольшей степени отвечающий целям и задачам формирования естественнонаучной компетенции учащихся начальных классов. При проектировании электронного пособия мы выделяли следующие уровни: концептуальный, технологический, операционный, реализующий.

На концептуальном уровне выстраивалась модель обучения (представлена на рисунке) как системы, состоящей их двух подсистем: деятельности обучающего и деятельности обучаемых, определяются конечные цели обучения и обоснование разработки обучающей программы.

Рисунок - Модель-триада электронного пособия «Познание мира» (концептуальный уровень)

На технологическом определялись способы управления учебной деятельностью (методы обучения), осуществлялась детализация дидак-

тических целей до уровня конкретных задач обучения в виде совокупности практико-ориентированных знаний и умений.

Операционный уровень разработки включал описание процесса обучения как решения дидактических задач с подробной фиксацией всех функций обучающей деятельности, возлагаемых на компьютер.

Реализующий уровень складывался из двух подуровней: педагогического, содержащего систему предписаний в виде сценария действий обучающей системы, и программного.

Основная личностно-развивающая задача электронного пособия в контексте формирования естественнонаучной компетентности учащихся начальных классов - создание условий, при которых у обучаемых возникают новые интеллектуальные (когнитивные) модели мира.

Во второй главе «Опыт формирования естественнонаучной компетентности учащихся на основе электронного пособия «Познание мира» представлены содержание, структура и методика применения электронного пособия по «Познанию мира», дано описание организации, хода и результатов педагогического эксперимента.

В опытно-экспериментальной работе участвовало 520 учеников и 28 учителей. В контрольных группах почасовое планирование тем производилось самим учителем под нашим контролем, в экспериментальной - нами. При этом мы исходили из принципа, что число часов, отводимое на изучение определенной темы в экспериментальной группе, не должно превышать времени ее изучения в любой из контрольных групп.

Основным содержанием эксперимента являлась проверка эффективности разработанной методики преподавания предмета «Познание мира» с помощью электронного пособия и ее влияния на уровень сформированное™ естественнонаучной компетентности учащихся.

Основными этапами эксперимента были - констатирующий, поис-ково-формирующий и обучающий.

На констатирующем этапе было выявлено состояние преподавания предмета «Познание мира» в начальных классах, составлена программа эксперимента. Анализ результатов констатирующего этапа показал следующее:

1. При ведении и освоении предмета «Познание мира» учителя и учащиеся почти исключительно пользуются учебниками и учебно-методическими пособиями, другие средства обучения практически не привлекаются.

2. Наблюдается перегруженность содержания учебных пособий текстовым материалом, который затрудняет процесс усвоения знаний.

Степень самостоятельного изучения материала учащимися осложняется отсутствием логического изложения теоретического материала, доступности для учащихся разного уровня, наличия заданий разного уровня сложности.

Предварительно было проведено анкетирование учащихся и учителей по оценке свойств электронного пособия, в наибольшей степени соответствующего их образовательным потребностям и интересам. Наиболее положительно были оценены такие свойства, как блочная структура, адаптивность для разных уровней успеваемости, использование возможностей мультимедиа, возможность проверки правильности своих ответов при тестировании.

На основе второго - поисково-формирующего - этапа была скорректирована технология разработки электронного пособия для изучения предмета «Познание мира», которое в уже разработанном виде имело блочный принцип построения, было бы мобильным, представляло учебный материал в доступной форме, отвечало общепедагогическим и дидактическим требованиям, включало целевой, содержательный, методический, процессуальный и результативный компоненты. Содержание разработанного нами электронного пособия соответствовало перечню тем в учебном плане по предмету «Познание мира» для 4 класса и включало 19 учебных тем.

Целью поисково-формирующего эксперимента стало уточнение и доработка предложенной методики применения созданного электронного пособия, а также апробация системы разработанных контрольных заданий и тестов. Было проведено начальное тестирование уровня знаний и умений учащихся начальных классов при работе с электронным пособием.

На третьем (обучающем этапе) осуществлялась проверка эффективности разработанной методики преподавания предмета «Познание мира» с помощью электронного пособия, оценка усвоения естественнонаучных знаний и уровень сформированности учебно-познавательных умений.

Для определения эффективности применения методики были определены критерии (по А.В.Усовой): коэффициент полноты усвоения понятий предметной области; коэффициент прочности усвоения понятия; коэффициент уровня сформированности естественнонаучной компетентности.

При обработке результатов эксперимента по уровню сформированности естественнонаучной компетентности использовались непара-

метрические методы математической статистики - критерий Колмого-рова-Смириова, так как когда объемы выборок достаточно велики, вычисления данного критерия упрощаются.

Т = (1/Ы)*тах (ХП - ЕГС), (1)

где N - объем одной выборки;

£П - частота в выборке в экспериментальных группах; Х{2 - частота в выборке в контрольных группах. Критическое значение статистики критерия Ткр для принятого в нашей работе уровня значимости А = 0,05 (уровень достоверности 95%) определяется по формуле:

Ткр= 1,92А/^Ы, (2)

где N - объем одной выборки.

Если Т>Ткр, то различия в усвоении понятий учащихся экспериментальных и контрольных групп оцениваются как статистически значимые.

На основе критерия Колмогорова-Смирнова был проведен анализ предположений о наличии значительных различий в усвоении понятий предметной области учащимися экспериментальных и контрольных групп. Оказалось, что максимальное значение модуля разности частот равно 84, следовательно, Т=84/^230 = 0,37, в то время как Ткр = 1,92/^230 = 0,13 (результаты представлены в таблице).

Таким образом, выполняется Т>Ткр, что позволяет сделать вывод о том, что с достоверностью 95% в усвоении основных понятий учащимися экспериментальных и контрольных групп имеются существенные различия, обусловленные не случайными факторами, а определенной закономерной причиной - использованием электронного пособия «Познание мира».

Результаты, полученные в ходе анализа контрольных работ, показали, что применение разработанного электронного пособия по предмету «Познание мира» повышает коэффициент полноты и прочности усвоения понятий проблемной области учащимися начальных классов.

Сопоставление результатов соответствующих данных срезов показывает, что в экспериментальных группах к концу эксперимента коэффициент уровня сформированности учебно-познавательных умений выше, чем в контрольных группах.

Таблица - Результаты выполнения контрольных работ по усвоению понятий (на примере цепей питания) (N=N=230)

Число верных ответов Абсолютная частота в выборке экспериментальной группы(Ы) Абсолютная частота в выборке контрольной группы(Ы) Частота в выборке

N N

Р1 ¥2 ХР1 ш

9 8 9 230 230 0

8 21 5 222 221 1

7 37 10 201 216 15

6 70 28 164 206 42

5 52 63 94 178 84

4 18 53 42 115 73

3 10 27 24 62 38

2 6 13 14 35 21

1 5 16 8 22 14

0 3 6 3 6 3

В Заключении обобщены результаты педагогического эксперимента. На основе принципов информационно-технологического, системного, личностно-деятельностного и интерактивно-модульного подходов нами разработано электронное пособие «Познание мира» и авторская методика его использования. Основная специфика электронного пособия состоит в образовательном использовании развивающего потенциала мультимедиа на базе компьютерной графики, аудио- и видеоматериалов, иллюстрирующих электронный текст, а также в полной открытости этого пособия для пользователя (учителя и ученика). Компьютерное моделирование позволило реализовать содержательный компонент электронного пособия по предмету «Познание мира». В качестве ведущего метода нами использовалось фреймовое моделирование базы знаний, изоморфно отражающее процесс формирования у учащихся когнитивных моделей мира, их описание и модификацию.

Вышеприведенное позволяет сделать вывод о том, что в теоретико-практической логике нашего исследования электронное пособие «Познание мира» выступает средством повышения эффективности

формирования естественнонаучной компетентности учащихся начальных классов.

Основное содержание диссертации отражено в следующих публикациях автора:

1. Рахмеева, О.М. Интегрированный курс «Основы малого бизнеса и информатика» / О.М. Рахмеева // Информатика и образование. - 2005. - №8. - С. 97-115. - ISSN 0234-0453 (Реестр ВАК).

2. Рахмеева, О.М. Интегрированный курс «Основы малого бизнеса и информатика» / О.М. Рахмеева // Информатика и образование. - 2005. - №10. - С. 72- 82. - ISSN 0234-0453 (Реестр ВАК).

3. Рахмеева, О.М. Интегрированный курс «Основы малого бизнеса и информатика» / О.М. Рахмеева // Информатика и образование. - 2005.- №11.- С. 90-101.- ISSN 0234-0453 (Реестр ВАК).

4. Рахмеева, О.М. Электронный учебник как средство дистанционного обучения / О.М. Рахмеева; под ред. A.M. Баскакова // Вестник ЧГАКИ. Сер. Педагогика и психология. Теория и практика педагогики и психологии профессионального и общего образования. - Вып.18. -2005. - №3. - С. 136-142 .

5. Рахмеева, О.М. Методические рекомендации по использованию электронного пособия «Познание мира» (4 класс): учебное пособие для средней школы / О.М. Рахмеева. - Житикара: Полиграфия, 2005. -108 с.

6. Рахмеева, О.М. Методические рекомендации по использованию электронного пособия «Познание мира» (издание второе) / О.М. Рахмеева. - Житикара: Полиграфия, 2005. - 120 с.

7. Рахмеева, О.М. Электронные учебники для школьного образования: материалы IV научной конференции молодых ученых, аспирантов и соискателей 2 нояб.2005 г. "Молодежь в науке и культуре XXI века"/ О.М. Рахмеева. - Челябинск: ЧГАКИ, 2005. - 4.2. - С. 214-219.

8. Рахмеева, О.М. Структурная организация электронного учебника и психолого-эргономические требования к его построению: материалы V научной конференции молодых ученых, аспирантов и соискателей 2 нояб.2006 г. "Молодежь в науке и культуре XXI века"/ О.М. Рахмеева. - Челябинск: ЧГАКИ, 2006. - 4.1. - С. 145-148.

9. Рахмеева, О.М. Основные теоретические подходы к проблеме воздействия компьютера на мыслительную деятельность человека: материалы V научной конференции молодых ученых, аспирантов и соис-

кателей 2 нояб.2006 г. "Молодежь в науке и культуре XXI века"/ О.М. Рахмеева. - Челябинск: ЧГАКИ, 2006. - 4.2. - С. 310-313.

10. Рахмеева, О.М. Дидактические принципы реализации комплексного подхода с применением ЭВМ к обучению предметам естественно- математического цикла в начальном звене средней школы: материалы VI научной конференции молодых ученых, аспирантов и соискателей 2 нояб.2007 г. "Молодежь в науке и культуре XXI века"/ О.М. Рахмеева. - Челябинск: ЧГАКИ, 2006. - 4.2. - С. 306-310.

11. Рахмеева, О.М. Интерактивность как основное свойство дидактического процесса, основанного на применении информационных технологий / О.М. Рахмеева // Вестник Института культуры детства. Теория и практика формирования культуры детей и подростков. - Челябинск: ЧГАКИ, 2008. - Вып.9. - С. 69-71.

Лицензия № Л Р020716 от 02Л1.98

Подписано в печать 27.02.2009 Формат 60x84 Vie. Бумага писчая. Усл. печ. листов 1,0 Тираж 100. Заказ 117

ИПК ГОУ ОГУ 460018, г. Оренбург, ГСП, пр. Победы, 13, Государственное образовательное учреждение «Оренбургский государственный университет»