Информационное моделирование как способ учебной деятельности учащихся 5-7 классов

Пронина, Нина Алексеевна

Темы диссертаций по педагогике » Общая педагогика, история педагогики и образования

автореферат и диссертация по педагогике 13.00.01 для написания научной статьи или работы на тему: Информационное моделирование как способ учебной деятельности учащихся 5-7 классов

Автореферат

Автор научной работы: Пронина, Нина Алексеевна
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Москва
Год защиты: 2004
Специальность ВАК РФ: 13.00.01

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Информационное моделирование как способ учебной деятельности учащихся 5-7 классов"

На -V а кръ? <;■!>;,

ПРОНИНА Нина Алексеевна

ИНФОРМАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КАК СПОСОБ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ УЧАЩИХСЯ 5-7 КЛАССОВ

Специальность i3.00.01 - общая педагогика, история педагогики и образования

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Москва - 2004г

Работа выполнена в Институте повышенна квалификации и переподготовки работников народного образовании Московской области на кафедре технологам и предпринимательства

Научный руководитель:

доктор педагогических наук, профессор Маренго А.К.

Официальные оппоненты:

доктор педагогических наук, профессор Бешенков С.А.; кандидат педагогических наук Лесин С.М.

Ведущая организация:

Московский государственный открытый

педагогический университет им. Шолохова

Защита состоите* 13 апреля в 15 часов на заседании диссертационного совета Д.800,002.01 по присуждению ученой степени доктора педагогических наук в Институте повышения квалификации и переподготовки работников народного образования Московской области по адресу 129281, г. Москва, Староватутинский проезд, д.8.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан.

Ученый секретарь

диссертационного совета, кандидат педагогических наук доцент Зернова Г.П

ароч-ь

Общая характеристика работы

Актуальность исследования. Информатизация общества в настоящее время становится широкомасштабным процессом. Поэтому использование новых информационных технологий является актуальной задачей развития образования. Государственная Дума в 1999 году разработала Концепцию формирования информационного общества в России, в которой важная роль отводится информатизации всей системы общего и специального образования от детского сада до окончания высшей школы. В национальном докладе Российской федерации на 2 международном конгрессе ЮНЕСКО «Образование и информатика», проходившем в Москве в 1996 году, было отмечено, что информатизация образования рассматривается как одно из важнейших средств реализации новой государственной образовательной парадигмы, в рамках которой происходит пересмотр ориентиров: с прагматических, узкоспециализированных целей на приобретение фундаментальных междисциплинарных знаний. Если 20 век был веком узких профессионалов, то 21 век требует специалистов, обладающих системным мышлением, владеющих информационными технологиями, специалистов, которые могли бы дать обществу системное решение глобальных проблем.

Однако новые информационные технологии не могут дать желаемого результата повышения качества образования только за счет развития техники, так как компьютеры сами по себе не определяют реальных методов обучения. Формирующаяся в сфере образования компьютерная обучающая среда может быть использована как средство развития новых форм целенаправленной учебной деятельности обучаемых и, как следствие этого, более полное решение образовательных задач на современном этапе.

Теории учебной деятельности в дидактике отводится важная роль. Большой интерес представляют работы Эльконина Д.Б., Давыдова В.В., Ительсона Л.Б., Талызиной Н.Ф., Марковой А.К., Абрамовой Г.С., Кабановой-Меллер E.H., Ильясова И.И., Машбица Е.И., Репкина В.В., Габай Т.В., Новикова А.М., посвященные анализу учебной деятельности.

Сторонники развивающего обучения (Эльконин Д.Б., Давыдов В.В, Занков Л.В.) особое значение придают учебной деятельности на начальном этапе обучения.

, Одним из направлений поиска путей развития учебной деятельности в среднем звене является формирование умения работы с большим количеством информации посредством информационного моделирования. Информационное моделирование, признанное общенаучным методом познания, очень сложно для школьника, если оно не соответствует концепции учебной деятельности. При этом информационное моделирование формирует системное мышление и получило заметное развитие в компьютерной обучающей среде. Учебная деятельность учащихся среднего звена в компьютерной обучающей среды, в настоящее время исследована недостаточно, не определена ее структура и содержание.

Современные учебно-методические комплексы для изучения новых информационных технологий в школе (Бешенков С.А., Горячев A.B., Кузнецов A.A., Леднев B.C., Макарова Н.В., Семакин И.В., Угринович Н.Д.) выделяют системообразующую роль информатики в процессе обучения. Известно, что при изучении новых информационных технологий, главную роль играет практическая деятельность учащихся. Это необходимо использовать при разработке таких способов учебной деятельности учащихся среднего звена, которые вели бы к формированию системного мышления и содействовали бы, за счет этого, повышению качества обучения. В данной работе информационное моделирование выбрано как наиболее обобщенный способ деятельности в процессе познания.

.моделирование, а с другой стороны, не разработана теория и практика формирования этого способа учебной деятельности.

Поэтому исследование возможности формирования учебной деятельности в форме информационного моделирования является актуальным.

Проблема диссертационного исследования заключается в следующем: каким образом сформировать у учащихся 5-7 классов информационное моделирование, являющееся методом познания в современной информационной среде, в качестве способа учебной деятельности.

Проблема определила цель исследования.

Цель исследования: разработать дидактическое обеспечение информационного моделирования в качестве способа учебной деятельности учащихся 5-7 классов.

Объект исследования - учебная деятельность учащихся 5-7 классов.

Предмет исследования - дидактическое обеспечение информационного моделирования в качестве способа учебной деятельности учащихся 5-7 классов.

Гипотеза исследования - информационное моделирование можно рассматривать как способ учебной деятельности учащихся 5-7 классов, если

■ на основе теорий деятельности и теорий учебной деятельности, анализа опыта использования компьютерных обучающих сред будет выявлена структура учебной деятельности и разработана соответствующая ей структура информационного моделирования для учащихся 5-7 классов;

■ будет разработано содержание обучения информационному моделированию для учащихся 5-7 классов в качестве способа учебной деятельности;

■ будут выявлены и экспериментально проверены дидактические условия применения информационного моделирования в качестве способа учебной деятельности учащихся.

Цель и гипотеза диссертационного исследования определили следующие

задачи:

е проанализировать теории деятельности и теории учебной деятельности, опыт использования компьютерных обучающих средств, выявить структуру учебной деятельности и разработать соответствующую ей структуру информационного моделирования для учащихся 5-7 классов; ■ разработать содержание обучения информационному моделированию

учащихся 5-7 классов; и разработать модель применения информационного моделирования для выявления дидактических условий его использования в качестве учебной деятельности и определить влияние информационного моделирования на качество обучения.

Методологической основой исследования являются психолого-педагогическая концепция деятельности C.JI. Рубинштейна и А.Н. Леонтьева, концепция опережающего развития Л. С. Выготского, теория учебной деятельности В.В. Давыдова и Д.Б. Эльконина, работы по исследованию учебной деятельности Когана М.С., Леднева B.C., Новикова А.М., Монахова В.М., Талызиной Н.Ф., По информационному моделированию - Кузнецова A.A., Бешенкова С.А.

Методы исследования: теоретический анализ философской, психолого-педагогической, специальной, научно-технической и справочной литературы по проблеме исследования, сравнение, обобщение. Эмпирическими методами диссертационного исследования являются прямое и косвенное наблюдение, анкетирование, беседа, организация педагогического эксперимента с последующей обработкой полученных результатов.

Этапы исследования:

На первом этапе (1998-2000гг.) на основе анализа философской, психолого-педагогической и специальной литературы формировалась концепция исследования, был разработан план исследовательской работы, методология и методика исследования.

На втором этапе (2000-2002гг.) разрабатывалась и внедрялась программа «Основы информационного моделирования 5-7 классы», проводился формирующий эксперимент, фиксировались результаты, разрабатывался критерий оценки полученных результатов, осуществлялся их анализ.

На третьем этапе (2002-2003гг.) - создавалась модель применения информационного моделирования, интегрирующая в себе теоретические и методические результаты исследования и отражающая дидактические условия формирования информационного моделирования, оформлялась диссертационная работа.

или лучшего запоминания; о постановка или принятие цели моделирования (выделение

моделируемых свойств объекта); о выбор средств и инструментария для моделирования; о создание и анализ модели;

о проверка адекватности модели, оценка и самооценка. 2. Разработано содержание информационного моделирования, которое отражается в программе курса "Основы информационного моделирования 5-7 классы", а также матрица межпредметных связей для календарно-тематического планирования; для наблюдения над формированием умений информационного моделирования и анализа результатов разработана технологическая карта (приложение 7). 3. Разработана модель применения информационного моделирования в качестве способа учебной деятельности учащихся 5-7 классов, включающая цель и структуру информационного моделирования (теоретические понятия и компоненты, практическую поэтапную

деятельность учителя и ученика) и отражающая дидактические условия применения этого способа деятельности (Приложение 11).

Практическая значимость - разработана и апробирована программа курса "Основы информационного моделирования 5-7 классы" (Приложение 1). Разработаны и опубликованы задачи для информационного моделирования, разработана совокупность заданий и критерий оценки, позволяющий оценить перенос умений информационного моделирования на изучение других предметов; в процессе экспериментальной работы выявлено, что информационное моделирование можно использовать для различных вариантов преподавания информатики, в том числе и безмашинного; выявлена возможность воспроизведения опыта формирования умений информационного моделирования.

На защиту выносится:

1. Структура информационного моделирования, которая определяет его как способ учебной деятельности;

2. Содержание обучения, представленное в виде курса "Основы информационного моделирования 5-7 классы", для формирования этого способа учебной деятельности и матрица межпредметных связей для календарно-тематического планирования;

3. Модель применения информационного моделирования (Приложение 11) и дидактические условия его использования.

Апробация основных положений диссертационного исследования <

осуществлялась в процессе выступлений на районных семинарах учителей информатики города Видное в 2000 и 2001 годах на педагогических советах в школах №6 и Видновской гимназии, на заседаниях кафедры технологий и предпринимательства ИПК и ПРНО МО, на XIII Международной конференции "Применение новых технологий в образовании" в Троицке (2829 июня 2002г.).

Опытно-экспериментальная работа проводилась на базе средней общеобразовательной школы №6 города Видное, в Видновской гимназии

Ленинского района Московской области и в школе №1299 г. Москвы. В ней приняли участие более 300 человек.

Структура диссертации соответствует логике исследования и его результатам.

Работа состоит из введения, двух глав, заключения, библиографии и приложений. Первая глава - 'Теоретическое обоснование информационного моделирования в учебной деятельности" состоит из трех параграфов: "Учебная деятельность в условиях информатизации", "Особенности информационного моделирования в учебном процессе", "Информационное моделирование как способ учебной деятельности".

Вторая глава - "Дидактическое обеспечение информационного моделирования в качестве способа учебной деятельности" также состоит из трех параграфов: «Модель применения информационного моделирования», «Отбор содержания для информационного моделирования», «Результаты экспериментального исследования формирования информационного моделирования в качестве учебной деятельности».

В заключении кратко проанализированы полученные результаты работы, сделаны выводы о подтверждении гипотезы диссертационного исследования экспериментальными данными.

Приложения содержат анкеты опроса учащихся 5 и 7 классов и учителей информатики Ленинского района, программу и тематическое планирование учебного материала к курсу "Основы информационного моделирования 5-7 классы", матрицу межпредметных связей, совокупность тестирующих заданий для проверки переноса умений информационного моделирования на другие предметы; таблицы, в том числе, сравнения учебной деятельности по Давыдову В.В. и информационного моделирования и модель применения информационного моделирования.

Основное содержание и выводы исследования

Во введении обосновывается актуальность исследования, выявляются объект, предмет исследования, формулируется цель, задачи, гипотеза, раскрывается научная новизна и практическая значимость, дается характеристика методов исследования, излагаются результаты, выносимые на защиту.

В первой главе «Теоретическое обоснование информационного моделирования как способа учебной деятельности» осуществлен анализ понятия «деятельность» и «учебная деятельность», приводятся философские и психолого-педагогические концепции деятельности, разработанные как классиками немецкой философии (Гегель, Фихте, Кант), так и учеными нашей страны (Рубинштейн С.Л., Леонтьев А.Н., Выготский Л.С.). Для диссертационного исследования используется понятие деятельности, данное Леонтьевым А.Н.: «,Деятельностью может быть названа только такая активность, которая связана с существенным преобразованием действительности (включая и самого человека) в соответствии с его потребностями, целями и задачами». Структура человеческой деятельности приведена в приложении 8.

В педагогике особое значение придается учебной деятельности. Поэтому для теоретического обоснования информационного моделирования в качестве учебной деятельности в первой главе были проанализированы теории учебной деятельности и подходы к ее определению Давыдова В.В., Эльконина Д.Б., Гальперина П.Я., Талызиной Н.Ф., Леднева B.C., Монахова В.М., Апатовой Н.В., Новикова А.М. и других. Как показывает исследование, понятие учебная деятельность в настоящее время развивается, и наряду с различными определениями используется как обозначение любой активности учащихся в процессе обучения, чему более соответствует понятие «деятельностный подход».

Для теоретического обоснования информационного моделирования в качестве учебной деятельности используется теория учебной деятельности Давыдова В.В., согласно которой не любая активность учащегося в процессе обучения является учебной деятельностью, а только та, которая «связана с преобразование учебного материала школьниками для решения учебных задач, а не с усвоением приготовленного учителем нового материала и упражнениями». Основные понятия учебной деятельности В. В. Давыдова -действия и задачи, в отличие от основных понятий традиционного обучения — ассоциация, наглядность, слово, упражнение. Такая деятельность выступает как деятельность по воспроизводству метода научного познания. Деятельность школьника является учебной деятельностью, если она опирается на структуру целостной деятельности. В результате анализа различных подходов к определению понятия учебная деятельность, выявлены условия эффективности деятельности (с.37).

На основании возрастной периодизации ведущей деятельности ребенка, разработанной Д.Б. Элькониным и приведенной в приложении 9, в первой главе обосновывается необходимость формирования информационного моделирования в качестве учебной деятельности в 5-7 классах. Так как, согласно этой периодизации учебно-познавательная деятельность постепенно ослабевает в указанный возрастной период, уступая ведущую роль деятельности общения в процессе обучения и труда, то для развития теоретического мышления необходимо целенаправленное формирование учебной деятельности в ее обобщенном виде. Одним из способов является информационное моделирование.

Исследование формирования информационного моделирования в качестве учебной деятельности осуществлялось в компьютерной обучающей среде, представляющей собой совокупность технического, программно-технологического и организационно-методического компонентов. Так как эта среда находится в развитии, в работе приведены необходимые для формирования информационного моделирования требования к ней (с.41).

Моделирование - это исследование явлений, процессов или систем путем построения и изучения их моделей. Моделирование - одна из основных категорий познания. Для информационного моделирования используются знаковые модели. Некоторые элементы информационного моделирования для обучающих легли в основу педагогических технологий, например, технологии Монахова В. [74,76], им посвящены работы Ахметовой М.Н.[4], Апатовой Н.В.[3], Горячева Б.В[28]. Гузеева В.В.[30], Матроса Д.Ш. [69], Питюкова В.Ю. [97], Селевко Г.К.[118]. Но они не рассматриваются в контексте планомерного формирования учебной деятельности.

Информационное моделирование рассматривается в содержании школьного курса информатики, что отражено в работах и учебных пособиях Белошапки В., Лесневского А., Бешенкова С.А., Леднева B.C., Кузнецова A.A., Давыдова А.Л., Кинелева В.Г., Макаровой Н.В., Матвеевой Н.В., Притыко H.H., Нуровой H.A., Семакина И. Г [9,10,55-56,59,51,62,119-124]. Однако информационное моделирование можно рассматривать не только как содержание обучения, но и в более широком плане: как способ учебной деятельности. При этом информационное моделирование позволяет осуществлять интеграцию действий с различным предметным содержанием.

Но информационное моделирование как метод познания - сложный процесс недоступный школьнику. Чтобы информационное моделирование было способом учения, оно должно иметь цель и структуру подобную цели и структуре учебной деятельности. При этом оно должно базироваться на следующих принципах: научность, системность и последовательность, доступность и психологическое соответствие информационных моделей возрастным и индивидуальным особенностям ребенка, наглядности, креативность, активность учащихся.

Поэтому информационное моделирование определяется как совокупность цели, структуры и содержания. Цепью является формирование теоретического мышления и системно-информационной картины мира,

структура: выбор объекта моделирования, постановка цели моделирования, выбор средств и инструментария, создание и анализ модели, проверка адекватности модели. Содержание - знания об объекте изучения, полученные посредством построения знаковых моделей. То есть в первой главе установлено, что определенное таким образом информационное моделирование является способом учебной деятельности.

Таблица сравнения учебной деятельности по Давыдову В.В. и информационного моделирования отражена в приложении 10.

Во второй главе «Дидактическое обеспечение информационного моделирования в качестве способа учебной деятельности» обосновывается модель применения информационного моделирования, анализируются и отбираются методы обучения, соответствующие цели диссертационного исследования.

Для подтверждения гипотезы исследования был' проведен. педагогический эксперимент. Методами экспериментального исследования были наблюдение, анализ результатов обучения, полученных из школьных документов и анкет, и сравнительный анализ результатов выполнения специально разработанной совокупности заданий на предмет выявления информационного моделирования в учебной деятельности и влияния его на процесс обучения в целом.

Для наблюдения над формированием умений информационного моделирования и анализа результатов применялась технологическая карта, описанная в приложении 7.

В первом параграфе второй главы разработана модель применения информационного моделирования. Она отражает цель, структуру и содержание информационного моделирования, теоретические понятия и компоненты, использованные для теоретического обоснования информационного моделирования. Для практического формирования этого способа учебной деятельности в модели описаны основные этапы деятельности учителя и ученика и дидактические условия.

Модель применения информационного моделирования

ИНФОРМАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

ДЕЙСТВИЯ

УЧЕБНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

МОДЕЛЬ

ИНФОРМАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

АБСТРАКЦИИ

ОБОБЩЕНИЯ

АНАЛИЗ

ПЛАНИРОВАНИЕ

ФОРМИРОВАНИЕ

СИСТЕМНОГО

МЫШЛЕНИЯ

ЦЕЛЬ:

формирование системного мышления

СТРУКТУРА:

■ выделение объекта

моделирования для получения новых знаний о немили лучшего запоминания;

■ постановка или

принятие дели

моделирования

(выделение

моделируемых

свойств

объекта);

■ выбор средств и

инструментария для

моделирования;

■ создание и анализ

модели; » проверка

адекватности модели, оценка и самооценка.

СОДЕРЖАНИЕ:

Курс «Основы информационного моделирования 5-7 классы»

Действия учителя

1. Анализ содержания учебного материала, планирование, подготовка средств обучения

2. Создание проблемной ситуации, постановка цели,

формирование

мотивов

учебной

деятельности,

обсуждение

плана работы

3. Обеспечение необходимой информацией, организация и руководство деятельностью, текущий контроль.

4. Контроль результатов учебной деятельности, корректировка действий учителя и учеников

Действия ученика

1. Актуализация знаний и способов деятельности, выполнение заданий

2.0сознание

необходимости,

цели,задач

предстоящей

деятельности,

принятие плана,

анализ

инструментария для деятельности

3.Усвоение учебного материала и способов действий посредством информационного моделирования

4.Самоконтроль, внесение коррективов в свою деятельность

ДИДАКТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

Соответствие структуры информационного моделирования структуре учебной деятельности Создание компьютерной обучающей среды, соответствующей педагогико-эргонометрическим требованиям Обучение информатике по курсу «Информационное моделирование 5-7 классы» Выполнение всех этапов информационного моделирования, творческая атмосфера на уроке, активность и рефлексия учащихся

Второй параграф второй главы посвящен отбору содержания для информационного моделирования. Для этой цели произведен анализ учебно-методической литературы по информатике. В контрольных классах информатика преподавалась по курсу Ландо С.К., Семенова А.Л. "Алгоритмика 5-7 класс", рекомендованному Министерством образования. В экспериментальных - по специально разработанному курсу "Основы информационного моделирования 5-7 классы". Эти курсы различаются концептуально и содержательно. В этом параграфе обосновываются дидактические особенности курса и кратко характеризуются основные темы курса, которые предлагаются к изучению в каждом классе.

В третьем параграфе второй главы изложены результаты экспериментального исследования.

В эксперименте принимало участие около 300 учащихся и педагогов из трех школ. В школе №1299 г. Москвы в экспериментальной группе было 45 человек, в контрольной - 27 человек, в школе №6 г. Видное в экспериментальной группе было 50 человек, в контрольной - 28 человек, в Видновской гимназии - в экспериментальной группе - 49 человек, в контрольной - 43 человека. Это разделение обосновывается разным количеством учащихся 5-ых классов и разным количеством самих классов.

Для удобства анализа все экспериментальные классы объединены в экспериментальную группу, а все контрольные классы - в контрольную группу.

Экспериментальные данные были получены посредством мониторинга преподавания основ информационного моделирования и алгоритмики, анализа обучения по школьной документации и анализа результатов выполнения совокупности специальных заданий, позволяющих определить перенос умений информационного моделирования на изучение других предметов. Для оценки итогов выполнения совокупности тестирующих заданий осуществлен содержательный анализ (с.103) и разработан способ перевода первичной информации в числовые данные (с. 108). Тестирующие

задания состояли из 4 частей. Каждое задание сопровождалось числом баллов в интервале от 1 до 10, отражающим его сложность. Численный результат выполнения определялся как процентное отношение суммы баллов, набранных учеником, к максимальной сумме баллов. Результаты их выполнения после перевода в единую 100-бальную шкапу отражены на диаграмме.

Сравнительные данные результатов выполнения заданий

Из диаграммы видно, что со всеми заданиями учащиеся экспериментальной группы справились лучше, чем учащиеся контрольной группы. Наиболее близкие результаты по выполнению первой части заданий, отражающей способность к некоторой рефлексии. Максимальная разница в результатах - в третьей части заданий. Выполнение этих заданий отражает способность выполнять нестандартные задачи, решение которых не отрабатывалось на уроках. По результатам выполнения этого задания можно сделать вывод, что информационное моделирование содействует развитию у учащихся творческого подхода при решении задач.

Для проведения процедуры оценивания использовался следующий критерий: учащиеся, чьи результаты были ниже 60 баллов, получили оценку

оаллов - оценку

"плохо", от 60 до 74 баллов - оценку "средне", от 75 до "хорошо", от 89 до 100 баллов - оценку "отлично".

Распределение учащихся по оценкам в экспериментальной и контрольной группе в процентах отражает следующая диаграмма.

451

40 /

30 / У

25 У

20 /

10- / ■г р! 8

5 щ

> !'Л И

Плохо

□ Эксперимент. Гр. ¡□Контроль«. Гр, |

Средне

Хорошо Отлично

Как видно из диаграммы количество учащихся получивших плохую оценку при выполнении заданий в контрольной группе больше, а количество учащихся, получивших отличную оценку больше в экспериментальной группе.

Подводя общий итог экспериментальной работе в диссертационном исследовании, следует отметить, что в экспериментальной группе у учащихся формируется умение информационного моделирования, которое является способом учебной деятельности, причем этот процесс осознается самими учащимися. Это умение положительно сказывается на качестве обучения в целом. Кроме того, наблюдение над учащимися на уроках информационного моделирования, сопровождаемого изучением информационных технологий, свидетельствует о формировании информационной культуры учащихся, о повышении интереса к изучению различных предметов.

Выполнение совокупности тестирующих заданий экспериментальной группой позволяет сделать вывод о переносе умений информационного моделирование на различные предметные области и о развитии умений применять свои знания в нестандартных условиях, что свидетельствует о формировании творческого компонента мышления. Контрольная группа не показала таких результатов. Качество обучения в экспериментальной группе выше, чем в контрольной.

Заключение

На основе анализа литературы по проблеме исследования и опыта применения компьютерных обучающих сред была выдвинута гипотеза о том, что информационное моделирование как метод познания может стать способом учебной деятельности учащихся 5-7 классов. Гипотеза подтвердилась результатами педагогического эксперимента.

Анализ теорий деятельности и теорий учебной деятельности позволил выявить структуру учебной деятельности. В соответствии с этой структурой в данном диссертационном исследовании была разработана структура информационного моделирования как способа учебной деятельности учащихся 5-7 классов (Приложение И).

Информационное моделирование - сложная задача для учащихся указанного возрастного периода, для ее решения был разработан курс «Основы информационного моделирования 5-7 классы», в котором отражено содержание обучения, позволяющее формировать необходимые умения. В главе 2 описаны методические особенности этого курса. Курс представлен программой, тематическим планированием и матрицей межпредметных связей для календарного планирования.

Модель применения информационного моделирования, разработанная в главе 2, отражает теоретические и практические компоненты информационного моделирования, описание практических действий учителя и ученика, дидактические условия применения информационного

моделирования в качестве способа учебной деятельности учащихся 5-7 классов.

В этой работе были получены следующие результаты: н Разработана структура информационного моделирования, которая является базовым компонентом формирования этого вида учебной деятельности;

п Разработано и апробировано содержание обучения информационному моделированию и отражено в курсе "Информационное моделирование 5-7 классы", представленном программой (Приложение 1), распределением учебных часов на преподавание теории и практики (Приложение 2), матрицей межпредметных связей для календарного планирования (Приложение 3), описанием содержания и дидактических особенностей (глава 2). » Выявлены требования к компьютерной обучающей среде, необходимые для формирования информационного моделирования (с.42).

в Разработана модель применения информационного моделирования в качестве учебной деятельности учащихся 5-7 классов (Приложение 11). в Для проведения педагогического эксперимента была разработана «Технологическая карта для наблюдений над формированием умений информационного моделирования и анализа результатов». ° Разработаны совокупность контрольных заданий и критерий оценки переноса учащимися умений информационного моделирования на различные предметные области. ° Получены и проанализированы результаты экспериментальной работы, подтверждающие гипотезу диссертационного исследования. Экспериментальная работа показала, что информационное моделирование, формируемое как способ учебной деятельности, влечет повышение качества обучения.

■ Выявлены дидактические условия информационного моделирования в качестве учебной деятельности учащихся 5-7 классов. Они состоят в следующем:

о необходимо разработать структуру и содержание информационного моделирования;

о для оптимальных условий формирования умений информационного моделирования нужно создать компьютерную обучающую среду, отвечающую всем педагогико-эргонометрическим требованиям [27, 45, 50,68,73, 89, 112,132,139]; о В процессе изучения курса особое внимание должно уделяться

сущности информационного моделирования; о На уроках должна создаваться творческая атмосфера, поддерживающая

самостоятельную учебную деятельность; о При составлении каждой модели необходимо проходить с учениками все этапы информационного моделирования, так как в противном случае вместо формирования учебной деятельности обучаемые освоят только новые информационные технологии. Определена возможность различных вариантов преподавания курса «Основы информационного моделирования 5-7 классы», в том числе и безмашинного.

Раскрыта возможность воспроизведения опыта формирования умений информационного моделирования.

Разработаны и опубликованы задачи по информационному моделированию.

Основные положения диссертационного исследования отражены в следующих публикациях:

1. Пронина Н.А., Максутова Н. X. Моделирование физических задач на компьютере// Физика в школе №8 2001г. с. 65-66

2. Н. Пронина Моделирование экономико-математических задач с применением табличного процессора Excel// Экономика в школе №2 2002г. с.58-61

3. Н. Пронина Математическое моделирование экономических задач// Экономика в школе,№3 2002г. с 99-102

4. Пронина Н.А. Информационное моделирование как способ учебной деятельности //Материалы XIII Международной конференции «Применение новых технологий в образовании» 2002г. с. 109-110

КОПИ-ЦЕНТР св. 77:07:10429 Тираж 100 экз. тел. 185-79-54

г. Москва м. Бабушкинская ул. Енисейская 38 комната №1 (Экспериментально-производственный комбинат)

РЫБ Русский фонд

2007-4 18125

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Пронина, Нина Алексеевна, 2004 год

Введение.3-17с.

Глава 1. Теоретическое обоснование информационного моделирования в учебной деятельности.18-75с.

§ 1.1 Учебная деятельность в условиях информатизации.18-44с.

§ 1.2 Особенности информационного моделирования в учебном процессе.45-54с.

§ 1.3 Информационное моделирование как способ учебной деятельности.55-75с.

Глава 2. Дидактическое обеспечение информационного моделирования в качестве способа учебной деятельности.76-114с.

§ 2.1 Модель применения информационного моделирования.76-82с.

§ 2.2 Отбор содержания для информационного моделирования.83-97с.

§ 2.3 Результаты экспериментального исследования формирования информационного моделирования в качестве учебной деятельности.98

Введение диссертации по педагогике, на тему "Информационное моделирование как способ учебной деятельности учащихся 5-7 классов"

Приоритетным направлением развития образования в настоящее время является информатизация, что является следствием информатизации общества.

Под информатизацией общества понимается глобальный процесс внедрения и использования новых информационных технологий, компьютерной техники, современных средств связи, глобальной сети Интернет во всех сферах человеческой деятельности, приоритетность развития информационных технологий в условиях сокращения мирового ресурсного пространства, активное влияние информационных технологий на деятельность человека и общества.

По мнению Извозчикова В.А. «информационное (компьютеризированное) общество то, во все сферы жизни и деятельности членов которого включены компьютер, телематика, другие средства информатики в качестве орудий интеллектуального труда, открывающих широкий доступ к сокровищам библиотек, позволяющих с огромной скоростью производить вычисления и перерабатывать любую информацию, моделировать реальные и прогнозируемые события, процессы, события явления, управлять производством, автоматизировать обучение и т. д.»[126, с. 107]. Анализ понятия «информационное общество» позволяет выявить основные черты такого общества. К ним относятся: повышение значимости информационных технологий. Это вызвано тем, что высокие технологии, в том числе информационные, определяют место и роль страны в мировом сообществе, приоритетным направлением развития экономики является не рост производства, а его технологичность. Экономика и управление не могут развиваться без информационных сетей со специальными технологиями производства и потребления информации.

Смена научных парадигм. Для современного этапа развития науки характерна усиливающаяся тенденция к синтезу и интеграции. Формируется новый образ науки, базирующийся на преодолении разобщенности естественных и гуманитарных наук, на интеграции и взаимопроникновении различных научных направлений. Развитие науки происходит в сопровождении новых информационных технологий. ❖ Смена образовательных парадигм. Если 20 век был веком узких профессионалов, то 21 век требует специалистов, обладающих системным мышлением, владеющих информационными технологиями, специалистов, которые могли бы дать обществу системное решение глобальных проблем.

Следовательно, система образования, реализуя современную образовательную парадигму, должна ориентировать процесс обучения на формирование системного мышления и умений работы с большим объемом быстро изменяющейся информации. Это даст обществу специалистов нового типа, мобильно конструирующих свое образование в зависимости от общественных потребностей, а также станет базой для развития различных форм самообразования в быстро изменяющейся информационной среде.

Информатизация процесса обучения началась почти 20 лет назад с введения в базовый учебный план курса «Основы информатики и вычислительной техники», разработанного академиком Ершовым Л.П. Целью курса было сформировать некоторые умения программирования и познакомить с общими положениями информатики. Курс предназначался для учащихся 10-11 классов.

Концепция преподавания информатики в связи с развивающимся содержанием этого предмета претерпевает изменения. За последний период акцент переносился с формирования алгоритмического мышления и умений программирования на компьютерные и информационные технологии. В настоящее время выделяется системообразующая роль информатики, и учебно-методические комплексы (Бешенков С.А., Горячев А.В., Макарова Н.В.,

Семакин И.В., Угринович Н.Д.) отражают эту тенденцию.

В различных школах, в зависимости от технических возможностей и подготовленности педагогического коллектива, информатика преподается по различным программам и методикам, продолжительность обучения различна, оснащенность школ учебной литературой очень низкая. В результате по окончании школы выпускники имеют сильно различающуюся подготовку по информатике.

Перед учителем информатики стоит множество проблем, ему необходимо выбрать генеральную линию преподавания, основывающуюся на обязательном минимуме содержания обучения и максимально удовлетворить потребности учащихся в освоении новых компьютерных и телекоммуникационных технологий, имеющих тенденцию к быстрому изменению. Причем решение этой проблемы не может основываться только на развитии технической базы.

Новые информационные технологии широко применяются в процессе обучения благодаря развитости методов и высокой технологичности. Учащимся открывается доступ к нетрадиционным источникам информации, повышается эффективность самостоятельной работы, появляются новые возможности для творчества.

Не только образованию, но и демократическому, гуманному воспитанию, интеграции ребенка в мировую информационную культуру способствует обоснованное и педагогически целесообразное использование в школьной практике коммуникативной и образовательной функции Интернет. Учащиеся, используя глобальную сеть Интернет в учебной деятельности, должны приобрести умения находить информацию, необходимую для решения учебной проблемы, определять ее достаточность, избавляться от избыточности, классифицировать, структурировать эту информацию. Они могут знакомиться с научными проблемами, разработки которых еще не завершены, с помощью телекоммуникационных проектов работать небольшими, иногда международными коллективами, что способствует их профессиональной и социальной ориентации, развивает способность к творчеству. Использование телекоммуникаций в образовании, дистанционное обучение находит все большее отражение в педагогической практике. Разнообразие обучающих программ, внедрение в учебный процесс гипертекстовых технологий, обеспечивающих принципиально новые формы работы с текстовыми документами, технологии мультимедиа, телекоммуникационные технологии существенно расширяют и обогащают также и возможности учителя.

Учителя, благодаря доступу к телекоммуникационным сетям, не только расширили собственные информационные источники, но и получили возможность общения со своими коллегами практически во всем мире. В школе растет число учителей, которые используют в своей работе методы обучения с применением новых информационных технологий. Этот процесс в настоящее время носит эвристический характер, происходит накопление опыта, быстро развивающаяся компьютерная обучающая среда стимулирует рост числа учителей, использующих новые методы обучения. Компьютерная обучающая среда в данной работе рассматривается как совокупность технического, программно-технологического и организационно-методического компонентов.

Использование компьютерной обучающей среды в учебно-воспитательном процессе должно оказывать заметное положительное влияние на качество обучения в целом в силу многофункциональности самого компьютера и накопленной практики преподавания информатики. Вместо этого на практике часто осуществляется компьютеризация школы, которая идет эмпирическим путем, и затем организуется изучение компьютерных технологий. Это не может способствовать повышению качества обучения в целом, развитию нового мышления, формированию межпредметных связей — важнейших дидактических задач, хотя требует больших материальных и временных затрат. Такой подход использует минимальные возможности компьютерной обучающей среды, а вне поля зрения остаются важнейшие дидактические свойства компьютера как универсальной знаковой системы.

В разработанных Кузнецовым А.А., Бешенковым С.А., Угриновичем Н.Д., Самовольновой J1.E. методических рекомендациях к экспериментальному преподаванию курса информатики и информационных технологий в 2001-2002 учебном году ставится «сверхзадача» - развитие общеобразовательных аспектов информатики. Предлагается новая концепция преподавания информатики, способствующая формированию у обучаемых современной информационной картины мира, развитию умений работы с большим объемом информации из различных предметных областей. Важно отметить, что особенностью преподавания информатики является то, что наряду с усвоением теоретических знаний большое значение придается практической деятельности учащихся. Это позволяет формировать учебную деятельность, необходимую в современном информационном образовательном пространстве.

Применение новых информационных технологий в обучении в настоящее время - широкомасштабный процесс. Поэтому он должен всесторонне и непрерывно изучаться и обосновываться, исходя из педагогических критериев. Необходим глубокий анализ различных видов учебной деятельности, формирующихся на базе новых информационных технологий, а затем развитие наиболее важных из них.

Опубликованные в Интернет в 2001 году главным специалистом Департамента общего среднего образования J1.E. Самовольновой данные говорят, что использование компьютеров в школе осуществляется следующим образом. На 65% компьютеризировано изучение информатики в старших классах (профориентация с умениями (по убыванию): компьютер, информационные технологии, алгоритмизация, анализ информации и формализация задач). Далее, в 50% случаев имеющиеся в школе компьютеры используются не только на информатике, но и на других предметах (по убыванию: тесты, тренажеры, обучение, игры, оформление рефератов, моделирование, справочные системы, телекоммуникации и комплексно - в образовательных проектах). Из перечисленных выше знаний и умений, формируемых с помощью компьютера, к творческим, формирующим теоретическое (научное) мышление, безусловно, можно отнести - анализ информации, формализацию задач, моделирование. Однако, как сказано выше, на этих видах учебной деятельности не акцентируется информационное образование в школе.

Среди школьных предметов информатику отличает две особенности: формирование у обучаемых умения работать с большим объемом информации и большая роль предметно-практической деятельности учащихся. Из методов обработки информации, изучаемых в содержании предмета "информатика", значимыми с дидактической точки зрения являются методы научного познания, базирующиеся на теоретическом мышлении. Одним из основных методов научного познания является информационное моделирование, получившее в настоящее время заметное развитие благодаря применению компьютерных технологий. Информационное моделирование изучается в базовом курсе как часть содержания предмета информатики. Учитывая большую роль практики в процессе изучения информатики, можно формировать у обучаемых умение информационного моделирования в качестве учебной деятельности за счет интеграции с другими предметами. Это даст обучаемым способ усвоения информации, который будет способствовать формированию единой информационной картины мира и снизит растущую нагрузку на обучаемых.

На уроках информатики и информационных технологий реализуется деятельностный подход к обучению в силу особенностей самого предмета. Это позволяет учителю развивать у обучаемых как специфические умения, так и умения работать с большими объемами информации в процессе учения.

Формы деятельности учащихся, вызванные использованием компьютерной обучающей среды, в настоящее время исследованы недостаточно, нет их классификации, не определена структура и содержание.

В данной работе исследуется учебная деятельность, которой соответствует информационное моделирование как процесс познания, в компьютерной обучающей среде. Информационное моделирование выбрано как наиболее обобщенный способ деятельности в процессе познания.

Кроме того, информационное моделирование, активно использующееся в условиях информатизации общества и соответствующее целям обучения, должно формироваться у учащихся в современном учебном процессе. Это, с одной стороны, подготовит учащихся к работе в условиях информатизации общества в качестве предпрофессиональной подготовки, с другой стороны, облегчит им собственную учебную деятельность в процессе обучения за счет развития различных форм обучения.

Следовательно, информационное моделирование - актуальная дидактическая линия, которая должна находиться в поле зрение учителей на современном этапе.

Моделирование в настоящее время рассматривается не только как метод познания, который необходимо включать в учебную деятельность, но и как технологический компонент различных видов деятельности. В экономике становится приоритетной технология бизнес-моделирования, заменяющая бизнес-планирование, развивается технология композиционного информационного моделирования (Composition Information Modelling Technology - CIM-Technology). Эта технология базируется на использовании компьютерной самоорганизации информационных сетей. Для анализа сложных моделей разработан метод эвристического моделирования [2, с 344], давно применяется математическое моделирование как метод исследования и познания.

В МГУ работает лаборатория информационного моделирования под руководством В.В. Леонтьева. Некоторые университеты вводят курс информационного моделирования. Например, Омский государственный педагогический университет в курсе информационного моделирования использует подход, предложенный В. Белошапкой и А. Лесневским [11], основанный на глубоком освоении методологии моделирования и ее творческого применения для решения практических задач. Теоретическое ядро курса - изучение различных видов моделей: классификационных, динамических, языковых. Основа преподавания курса- метод проектов.

В Базовом учебном плане по информатике информационное моделирование рассматривается только как тема изучения. Время изучения этой темы зависит от курса и продолжительности изучения информатики в конкретной школе.

Н.В. Макаровой и И.Г. Семакиным [64,120-124] разработаны курсы школьной информатики для учащихся 7-11 классов, использующие объектно-информационную и системно-информационную концепции. В программе, разработанной С. А. Бешенковым, "Информатика и информационные технологии (гуманитарный профиль) 10-11 классы"[15,16] формализации и моделированию уделяется значительное внимание. В ней вводится понятие модель мира (мифологическая модель, модель Птолемея, модель в христианстве и исламе; модели времени), модели общества, литературное произведение как модель. Компьютер в этой программе рассматривается как инструмент исследования моделей.

Информационное моделирование в этих курсах рассматривается лишь как метод построения компьютерных или математических моделей, а не как способ учебной деятельности в целом, носит демонстрационный характер.

Новые информационные технологии и, в частности, информационное моделирование должны базироваться на теориях отечественной дидактики, обобщающей опыт обучения, тогда они будут иметь прочный научный фундамент и, со своей стороны, развивать дидактику. Теория учебной деятельности Давыдова В.В., примененная к преподаванию информатики, позволяет создать совокупность учебных умений, формируемых в процессе информационного моделирования, которые могут служить способом учебной деятельности. Эта учебная деятельность, таким образом, получит свое отражение в компьютерной среде обучения.

Но в настоящее время потенциал преподавания информатики используется недостаточно и не исследованы его возможности для формирования способов учебной деятельности, соответствующей процессу информатизации и отвечающей основным положениям теории учебной деятельности.

Таким образом, можно выделить противоречие, выявленное в процессе анализа учебно-педагогической литературы и опыта преподавания информатики в школе на современном этапе. Оно заключается в том, что с одной стороны преподавание информатики позволяет формировать у обучаемых такой способ учебной деятельности, как информационное моделирование, являющееся методом познания, а с другой стороны не разработана теория и практики формирования этого способа учебной деятельности.

Деятельностный подход к обучению доказал свою эффективность. Общие закономерности учебной деятельности, выделенные В.В. Давыдовым, позволяют создать систему учебных умений в процессе информационного моделирования, являющихся способом учебной деятельности.

Практическое применение теории учебной деятельности В.В. Давыдова разработано и успешно применяется для начальной школы. Есть методики преподавания математики, русского языка в среднем звене, основанные на этой теории. Но формирование учебной деятельности на уроках информатики в среднем звене не исследовано. Хотя в среднем звене учащийся начинает осознавать себя субъектом учебной деятельности. Разработанные курсы информатики для 5-7 классов ставят перед учителем частные методические задачи, такие как компьютерная грамотность, развитие алгоритмического мышления. Формирование учебной деятельности не является целью этих курсов.

Поэтому исследование возможности формирования учебной деятельности в наиболее обобщенной форме - в виде информационного моделирования как способа познания является актуальным.

Проблема исследования заключается в следующем: каким образом сформировать у учащихся 5-7 классов информационное моделирование, являющееся методом познания в современной информационной среде, в качестве способа учебной деятельности.

Объект исследования - учебная деятельность учащихся 5-7 классов.

Предмет исследования — дидактическое обеспечение информационного моделирования в качестве способа учебной деятельности учащихся 5-7 классов.

Гипотеза исследования — информационное моделирование можно рассматривать как способ учебной деятельности учащихся 5-7 классов, если на основе анализа теорий деятельности и теорий учебной деятельности, анализа опыта использования компьютерных обучающих сред будет выявлена структура учебной деятельности и разработана соответствующая ей структура информационного моделирования для учащихся 5-7 классов; будет разработано содержание обучения информационному моделированию учащихся 5-7 классов в качестве способа учебной деятельности; будут выявлены и экспериментально проверены дидактические условия применения информационного моделирования в качестве способа учебной деятельности учащихся 5-7 классов.

Следующие задачи определяются целью и гипотезой диссертационного исследования: проанализировать теории деятельности и теории учебной деятельности, опыт применения компьютерных обучающих сред, выявить структуру учебной деятельности и разработать соответствующую ей структуру информационного моделирования для учащихся 5-7 классов; разработать содержание обучения информационному моделированию учащихся 5-7 классов; разработать модель применения информационного моделирования для выявления дидактических условий его использования в качестве учебной деятельности и определить влияние информационного моделирования на качество обучения.

Методологической основой исследования являются психолого-педагогическая концепция деятельности C.JI. Рубинштейна и А.Н. Леонтьева, концепция опережающего развития J1. С. Выготского, теория учебной деятельности В.В. Давыдова и Д.Б. Эльконина, работы по исследованию учебной деятельности Когана М.С., Леднева B.C., Новикова A.M., Монахова В.М., Талызиной Н.Ф., по информационному моделированию - Кузнецова А.А., Бешенкова С.А

Методы исследования: теоретический анализ философской, психолого-педагогической, специальной, научно-технической и справочной литературы по проблеме исследования, сравнение, обобщение. Эмпирическими методами диссертационного исследования являются прямое и косвенное наблюдение, тестирование, анкетирование, беседа, организация педагогического эксперимента с последующей обработкой полученных результатов.

На первом этапе (1998-2000гг.) - осуществлялся анализ философской, психолого-педагогической и специальной литературы по проблеме исследования, изучался опыт преподавания информатики. В процессе теоретической разработки проблемы определялись методология и методика исследования, понятийный аппарат. Осуществлялся констатирующий эксперимент.

На втором этапе (2000-2002гг.) - разрабатывалась и внедрялась программа курса "Основы информационного моделирования 5-7 классы", проводился формирующий эксперимент, фиксировались результаты, разрабатывались критерии оценки полученных результатов, осуществлялся их анализ.

На третьем этапе (2002-2003гг.) - создавалась модель применения информационного моделирования, интегрирующая в себе теоретические и методические результаты исследования и отражающая дидактические условия формирования информационного моделирования, осуществлялось оформление диссертации.

Научная новизна исследования состоит в следующем: 1. для учащихся 5-7 классов разработана структура информационного моделирования, являющегося способом учебной деятельности: выделение объекта моделирования для получения новых знаний о нем или лучшего запоминания; постановка или принятие цели моделирования (выделение моделируемых свойств объекта); выбор средств и инструментария для моделирования; создание и анализ модели; проверка адекватности модели, оценка и самооценка.

2. Разработано содержание информационного моделирования, которое отражается в программе курса "Основы информационного моделирования 5-7 классы", а также матрица межпредметных связей для календарно-тематического планирования; для наблюдения над формированием умений информационного моделирования и анализа результатов разработана технологическая карта.

3. Разработана модель применения информационного моделирования в качестве способа учебной деятельности учащихся 5-7 классов, включающая цель и структуру информационного моделирования (теоретические компоненты и понятия, практические этапы действий учителя и ученика) и отражающая дидактические условия применения этого способа деятельности.

Практическая значимость - разработана и апробирована программа курса "Основы информационного моделирования 5-7 классы" (Приложение 1) и матрица межпредметных связей для календарно-тематического планирования (Приложение 3). Разработаны и опубликованы задачи для информационного моделирования, а также совокупность заданий и критерий их оценки, позволяющие оценить перенос умений информационного моделирования на изучение других предметов; в процессе экспериментальной работы выявлено, что информационное моделирование можно использовать для различных вариантов преподавания информатики, в том числе и безмашинного; выявлена возможность воспроизведения опыта формирования умений информационного моделирования.

На защиту выносится:

1. Структура информационного моделирования для учащихся 5-7 классов, которая определяет его как способ учебной деятельности;

2. Содержание обучения, представленное в виде курса "Основы информационного моделирования 5-7 классы", для формирования информационного моделирования в качестве способа учебной деятельности и матрица межпредметных связей для календарно-тематического планирования, технологическая карта для наблюдения над формированием умений информационного моделирования;

3. Модель применения информационного моделирования, включающая теоретические компоненты и понятия, цель и структуру информационного моделирования, практические действия учителя и ученика, дидактические условия формирования этого способа учебной деятельности.

Апробация основных положений диссертационного исследования осуществлялась в процессе выступлений на педагогических советах в школе №6 города Видное и в Видновской гимназии, на районных семинарах учителей информатики Ленинского района в 2000 и 2001 годах, на заседаниях кафедры технологий и предпринимательства ИПК и ПРНО МО, на XIII Международной конференции "Применение новых технологий в образовании" в Троицке (28-29 июня 2002г.).

Структура диссертации соответствует логике исследования и его результатам.

Работа состоит из введения, двух глав, заключения, библиографии и приложений. Первая глава - "Теоретическое обоснование информационного моделирования в учебной деятельности" состоит из трех параграфов: "Учебная деятельность в условиях информатизации", "Особенности информационного моделирования в учебном процессе", "Информационное моделирование как способ учебной деятельности".

В заключении кратко проанализированы цель и результаты работы, сделаны выводы о подтверждении гипотезы диссертационного исследования экспериментальными данными.

Библиография содержит список используемой в работе литературы.

Приложения содержат программу курса "Основы информационного моделирования 5-7 классы", тематическое планирование учебного материала, матрицу межпредметных связей, систему тестирующих заданий для проверки переноса умений информационного моделирования на выполнение различных заданий, анкету для учителей информатики, технологическую карту для наблюдения над формированием умений информационного моделирования и анализа результатов, структуру человеческой деятельности по Леонтьеву А.Н., таблицу возрастной периодизации учебной деятельности, таблицу сравнения учебной деятельности по Давыдову В.В. и информационного моделирования, модель применения информационного моделирования.

Заключение диссертации научная статья по теме "Общая педагогика, история педагогики и образования"

Выводы

Выполнение совокупности тестирующих заданий экспериментальной группой позволяет сделать вывод переносе умений информационного моделирование на различные предметные области и о развитии умений применять свои знания в нестандартных условиях, что свидетельствует о формировании творческого компонента мышления. Контрольная группа не показала таких результатов. Качество обучения в экспериментальной группе выше, чем в контрольной.

Заключение

На основе анализа литературы по проблеме исследования и опыта применения компьютерных обучающих сред была выдвинута гипотеза о том, что информационное моделирование как метод познания может стать способом учебной деятельностью учащихся 5-7 классов. Гипотеза подтвердилась экспериментальными данными.

Анализ теории деятельности А.Н. Леонтьева и С. Л. Рубинштейна, теории учебной деятельности позволил выявить структуру учебной деятельности (Приложение 8). В соответствии с этой структурой в данном диссертационном исследовании была разработана структура информационного моделирования как способа учебной деятельности учащихся 5-7 классов (Приложение 11).

В этой работе были получены следующие результаты:

Разработана структура информационного моделирования, которая является базовым компонентом формирования этого вида учебной деятельности;

Разработано и апробировано содержание обучения информационному моделированию и отражено в курсе "Информационное моделирование 5-7 классы", представленном программой (Приложение 1), распределением учебных часов на преподавание теории и практики (Приложение 2), матрицей межпредметных связей для календарного планирования (Приложение 3), описанием содержания и дидактических особенностей (глава 2).

Разработана модель применения информационного моделирования в качестве учебной деятельности учащихся 5-7 классов (Приложение 11).

Для проведения педагогического эксперимента была разработана «Технологическая карта для наблюдений над формированием умений информационного моделирования и анализа результатов» (Приложение 7).

Разработаны совокупность контрольных заданий и критерий оценки переноса учащимися умений информационного моделирования на различные предметные области.

Получены и проанализированы результаты экспериментальной работы, подтверждающие гипотезу диссертационного исследования. Экспериментальная работа показала, что информационное моделирование, формируемое как способ учебной деятельности, влечет повышение качества обучения.

Выявлены дидактические условия информационного моделирования в качестве учебной деятельности учащихся 5-7 классов. Они состоят в следующем: о необходимо разработать структуру и содержание информационного моделирования; о для оптимальных условий формирования умений информационного моделирования нужно создать компьютерную обучающую среду, отвечающую всем педагогико-эргонометрическим требованиям [27, 45, 50, 68, 73, 89, 112, 132, 139]; о В процессе изучения курса особое внимание должно уделяться сущности информационного моделирования. о На уроках должна создаваться и поддерживаться творческая атмосфера, поддерживающая самостоятельную учебную деятельность, о При составлении каждой модели необходимо проходить с учениками все этапы информационного моделирования, так как в противном случае вместо формирования учебной деятельности обучаемые освоят только новые информационные технологии.

Определена возможность различных вариантов преподавания курса «Основы информационного моделирования 5-7 классы», в том числе и безмашинного.

Раскрыта возможность воспроизведения опыта формирования умений информационного моделирования.

Разработаны и опубликованы задачи по информационному моделированию.

Основные положения диссертационного исследования были изложены на заседаниях кафедры технологий и предпринимательства ИПК и ПРНО МО, на XIII Международной конференции "Применение новых технологий в образовании" в Троицке (28-29 июня 2002г.).

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Пронина, Нина Алексеевна, Москва

1. Абдеев Р.Ф. Философия информационной цивилизации -М.: ВЛАДОС 1994г. 334с.

2. Амосов Н.М. Энциклопедия Амосова. Алгоритм здоровья -М. "Издательство ACT"; Донецк: "Сталкер", 2002г. 590с.

3. Апатова Н.В. Информационные технологии в школьном образовании -М.: , 1994г. 227 с.

4. Апатова Н.В., Руденко Л.И. Моделирование обучения в автоматизированной обучающей системе "Динамические системы" вып. 4 Киев: Высшая школа 1985г. с 116-120

5. Ахметова М.Н. Основы моделирования общеобразовательной дисциплины Чита 1996г. 125с.

6. Бабанский Ю.К. Проблемы повышения эффективности педагогических исследований // Бабанский Ю.К. Избранные педагогические труды. М., 1989г. с.435-546.

7. Баранова И.В, Баранов Д.М. Русский язык, периодическая система элементов русской речи/ полный учебный курс С-Пб. Изд-во С-ПбТУ 2000г. 432с.

8. Батищев Г.С. Деятельная сущность человека как философский принцип// Проблема человека в современной философии -М. Наука 1969г. с. 73-144

9. Ю.Батюкова З.И. Компьютерные технологии в школах США// Средства обучения Информационно-методический сборник-М. 1993г. с.78-81

10. П.Белошапка В., Лесневский А. Основы информационного моделирования //"Информатика и образование" №3/1989г. с. 17-24

11. Белошапка В. Информатика как наука о буквах// "Информатика и образование" №1/1992 с. 6-13

12. Бешенков С.А., Давыдов А.Л., Матвеева Н.В. Гуманитарная информатика в начальном обучении//"Информатика и образование" №3/1997г. с.96-106

13. М.Бешенков С.А., Лыскова В.Ю., Матвеева Н.В., Ракитина Е.А. Формализация и моделирование //"Информатика и образование" №7/1999г. с.25-29

14. Бешенков С.А., Притыко Н.Н., Матвеева Н.В., Нурова Н.А. Формирование системно-информационной картины мира на уроках информатики в начальной школе //"Информатика и образование" №4/2000 с.91-94.

15. Бешенков С.А. Информатика и информационные технологии //Приложение к газете "Первое сентября" №39 1998г. с 19

16. Бобко И.М. Концептуальные проблемы информатизации общего среднего образования-Новосибирск, 1990, 22с.

17. Богоявленская Д.Б. Интеллектуальная активность как проблема творчества -Ростов-на-Дону 1983г. 176с.

18. Бояршинов М.Г. Математическое моделирование в школьном курсе информатики// "Информатика и образование" №7/99 с. 13-17

19. Буева Л.П. Человек, деятельность и общение -М. 1978г. с. 103-104

20. Буткин Г.А., Володарская И.А., Талызина Н.Ф. Усвоение научных понятий в школе-М. 1999г. 111с.

21. Бухаркина М.Ю. Новые информационные технологии в современной Российской школе// Средства обучения Информационно-методический сборник -М. 1993г. с. 10-16

22. Власова Ю.Ю. Личностный аспект проблемы восприятия информатики //"Информатика и образование" №1 '98 с35-43.

23. Воронов В.В. Педагогика школы в двух словах (конспект-пособие) М. 1999г. 190с.

24. Выготский Л.С. Воображение и творчество в детском возрасте -М.: Просвещение 1991г., 93с.

25. Выготский Л.С. Педагогическая психология/ Под редакцией Давыдова В.В. -М. Педагогика, 1991г., 480с.

26. Гамезо М.В. Учебная деятельность// Гамезо М.В. Курс общей, возрастной и педагогической психологии -М. 1982г. с. 127-133

27. Горвиц Ю.М. Персональные компьютеры для детей: эргономический аспект// Техническая эстетика, №2 1990г., с. 13-16

28. Горячев Б.В. Управление учебным процессом в общеобразовательной школе М. 1999 г.151с.

29. Горячев А.В., Лесневский А.С. Информатика 1-6 классы//Программно-методические материалы Информатика 1-11 классы М. "Дрофа" 1998г. с.9-20

30. Гузеев В.В. Поликарпова Н.П. Опыт применения интегральной технологии обучения -М. 1994г. 26с.

31. Давыдов В.В. Психологическая теория учебной деятельности и методов начального обучения, основанных на содержательном обобщении Томск 1992г. 112с.

32. Давыдов В.В., А.У. Варданян Учебная деятельность и моделирование -Ереван 1981г. с. 82 (всего 128с.)

33. Давыдов В.В. О месте категории деятельности в современной теоретической психологии// Давыдов В.В. Деятельность: теории, методология, проблемы -М., 1990г. с.151

34. Давыдов В.В. Психологическая характеристика учебной задачи// Вопросы обучения и воспитания Киев 1961г. с. 14-16

35. Давыдов В.В. Связь теории обучения с программированием обучения// Исследование мышления в Советской психологии М. Наука 1966г. с.437-469

36. Давыдов В.В. К проблеме соотношения абстрактных и конкретных знаний в обучении// Вопросы философии 1968г. №6 с. 34-49

37. Давыдов В.В. Виды обобщения в обучении -М. Педагогика 1972г. 424с.

38. Давыдов В.В. Основные проблемы возрастной и педагогической психологии на современном этапе развития образования // Вопросы психологии 1976г. №4 с. 3-15

39. Давыдов В.В. проблемы развивающего обучения: Опыт теоретического и экспериментального психологического исследования-М. Педагогика, 1986г., с.38-82

40. Игумнов Г.В. Информатизация приоритетное направление развития образования//"Информатика и образование" №4/1999г. с.3-4

41. Ильина Т.А. Педагогика. М.: Просвещение, 1984. - 496с.

42. Информатизация школьного образования / под ред. Монахова В.М. -Москва-Берлин, 1990 г., 229с.

43. Кальней В.А. Шишов С.Е. Технология мониторинга качества обучения в системе "учитель-ученик" -М. 1999г. 76с.

44. Каптелинин В.П. Психологические проблемы формирования компьютерной грамотности// Вопросы психологии №5 1986г. с. 54-65

45. Кинелев В.Г. Контуры системы образования XXI века//"Информатика и образование" №5/2000 с. 3-7

46. Коган А.Ф. Психологическое моделирование целеполагания и принцип псевдосвободы выбора цели в учебной деятельности // Психология Сборник научных трудов вып. 3(6) Киев 1999г. с. 212-222

47. Красовский И.Н., Реметова Т.Н. Моделирование - математика, информатика, логика - в школе //"Информатика и образование" №3/97г. с.1-8; №6/97г. с.5-13.

48. Лазарев И.А. Информация и безопасность. Композиционная технология информационного моделирования сложных объектов принятия решений — М.: Московский городской центр научно-технической информации 1997г. 336с.

49. Леднев B.C. Изучение кибернетики и автоматики в средней школе. Автореферат АПН М. 1964г. 16с.

50. Леднев B.C., Кузнецов А.А., Бешенков С.А. О теоретических основах содержания обучения информатике в общеобразовательной школе //"Информатика и образование" №2/2000 с. 13-16

51. Леонтьев А.Н. Деятельность. Сознание. Личность // Леонтьев А.Н. Избранные психологические произведения. В 2 т. М., 1983 т.2, с. 156

52. Леонтьева М.Р. "О преподавании курса информатики в общеобразовательной школе в 2000-2001 учебном году" //газета "Информатика" №19/2000г. с.28-29

53. Лесневский А.С. Учебно-методический комплекс базисного курса информатики для 7 класса (фрагменты) // "Информатика и образование" №5/1996 с.39-48.

54. Ломов Б.Ф. ЭВМ и развитие человека//вестник высшей школы №12 1985г. с. 29-33

55. Лунина Н.Л. Моделирование биологического эксперимента в пакете учебных программ "Биология в школе" Тезисы конференции Восток-Запад по новым информационным технологиям в образовании -М. 1993г., с. 141-142

56. Макарова Н.В. Информатика (объектно-информационная концепция) С.Петербург: Питер1999г., 75с.

57. Марголис Я., Иванов А., Баранкина Э. Содержание и методы непрерывного обучения информатике// Информатика и образование №1 1991г., с. 33-38

58. Маслова Н.В. Ноосферное образование М. 1999г. 308с.

59. Манзюра В., Шмелев Д. Моделирование правил орфографии //"Информатика и образование" №3/1990 с.11-16

60. Манзюра В. Шмелев Д. Система для учебного моделирования языковых явлений// "Информатика и образование" №1/1989г. с. 66-70

61. Матрос Д.Ш. Информационная модель школы/ "Информатика и образование" №3/1996 с. 1-8

62. Машбиц Е.И. Психолого-педагогические проблемы компьютеризации обучения-М: Педагогика 1988г. 192с.

63. Машбиц Е.И. Психологические основы управления учебной деятельностью -Киев Высшая школа 1987г. 223с.

64. Могилев А.В., Хеннер Е.К. О понятии "информационное моделирование" // "Информатика и образование" №8/1997г. с. 1-7

65. Монахов В.М. Формирование алгоритмической культуры школьника при обучении математике. Пособие для учителей -М. Просвещ. 1978г. 93с.

66. Монахов В.М. Проблемы единого уровня общеобразовательной подготовки учащихся в средних учебных заведениях -М. Педагогика 1983г 143с.

67. Монахов В.М., Рубцов В.В. Психолого-педагогические проблемы новой информационной технологии как средства учебной деятельности // Информатизация школьного образования под редакцией Монахова В.М., Штихта Д. Москва-Берлин: 1990г. с. 80-90

68. Монахов В.М. Изучаем технологию В. М. Монахова за 7 дней -Новокузнецк, 1999г. изд-во ИПК 50с.

69. Монахов В.М. Пути реализации единого уровня содержания общего среднего образования М. 1981г. 125с.

70. Монахов В.М. Технологические основы проектирования и конструирования учебного процесса-М. 1981г. 125с.

71. Морира Буске М. Что заставляет нас играть? Что заставляет нас учиться?// перспективы. Вопросы образования №4 1987г. ЮНЕСКО с. 85-95

72. Нагель О.И. Учебно-творческая деятельность учителя трудового обучения в современной школе. Автореферат на соискание ученой степени кандидата педагогических наук М. 2001г. 21с.

73. Национальный доклад Российской Федерации на II Международном конгрессе ЮНЕСКО "Образование и информатика" Москва 1-5июля 1996г.// "Информатика и образование" №5/1996г. с. 1-20

74. Новиков A.M. Как работать над диссертацией (пособие в помощь начинающему педагогу-исследователю). М.: Педагогический поиск. - 1994. - 146с.

75. Новиков A.M. Научно-экспериментальная работа в образовательном учреждении -М. АПО РАО 1998г., 134с.

76. Нокс Дж. Что могут дать компьютеры педагогике: Взгляд из американской школы//"Информатика и образование" №1/1990г. с. 107-11385,Оборнев Е.А., Оборнева И.В., Карпов В.А. Моделирование в электронных таблицах //"Информатика и образование" №5/2000 с.47-53.

77. Общая психология: учебное пособие/ Петровский А.В., Брушлинский А.В., Зинченко В.П. и др. 3-е изд., переработанное и дополненное - М. 1986г. 464с.87,Островская Е.М. Моделирование на компьютере //"Информатика и образование" №7/1998 с.64-71.

78. Пак Н.И. О технологии компьютерного моделирования в образовании// Педагогическая информатика №1 1994г. с. 47-53

79. Педагогика / Под ред. П.И. Пидкасистого. -М.:Роспед-агенство, 1996. — 604с.

80. Педагогика / Под ред. Ю.К. Бабанского. М.: Просвещение, 1983. - 608с.

81. Педагогика/ Сластенин В.А. Исаев И.Ф., Мищенко А.И., Шиянов Е.Н. М. Школа-Пресс 1997г. 512с.

82. Пейперт С. Переворот в сознании: дети, компьютеры и плодотворные идеи -пер. с анг./ под ред. Беляевой А.В., Лесноса-М. Педагогика, 1989г. 224с.

83. Переверзев Л.Б. Полюбить машины, помогающие учиться (Образовательная философия Сеймура Пейперта) //"Информатика и образование" №5'95г. с. 12-24

84. Петровский А.В. Личность, деятельность, коллектив М.: Политиздат 1982г. 255с.

85. Петросян В.Г., Газарян P.M., Сидоренко Д.А. Моделирование лабораторных работ физического практикума //"Информатика и образование" №2/1999 с.59-68.

86. Питюков В.Ю. Основы педагогической технологии М. 1999г. 187с.

87. Пономарева Е.А. Основные закономерности развития мышления //"Информатика и образование" №8/1999 с. 12-21

88. Подласый И.П. Педагогика. М.: Просвещение, 1996-432с.

89. ЮО.Полонский В.М. Исследование в педагогике// Российская педагогическаяэнциклопедия М., 1993г., с.384-386

90. Полонский В.М. Методы исследования// Российская педагогическая энциклопедия М., 1993г., с.570-573

91. Ю2.Полонский В.М. Оценка качества научно-педагогических исследований -М.: Педагогика, 1987г., 144с.

92. ЮЗ.Полонский В. М. Научно-педагогическая информация. Словарь-справочник -М. 1995г. 255с.

93. Ю4.Пономарева Е.А. Урок по изучению понятия модели //"Информатика и образование" №6/1999 с.47-51.

94. Ю5.Проектирование новых информационных технологий / под ред. Монахова В.М. -М., ВНИК 1991 г. 108с.

95. Юб.Ракитина Е.А., Лысенкова В.Ю. Информационные поля в учебной деятельности//"Информатика и образование" №1/1999г. с. 19-25

96. Ю7.Роберт И.В. Концепция внедрения средств новых информационных технологий в учебный процесс общеобразовательной школы -М. 1990г. 36с.

97. Ю8.Роберт И.В. Современные информационные технологии в образовании: дидактические проблемы, перспективы использования М.: 1994г. 205с.

98. Ю9.Российская педагогическая энциклопедия в 2-х томах М 1998г.

99. Ю.Рубинштейн C.JI Проблемы общей психологии -М., 1973г. с. 193

100. Рубинштейн С.Л Бытие и сознание -М., 1957г. с. 153

101. Рубинштейн С. Л. Основы общей психологии М. 1989г., т 2, с. 76

102. З.Рубцов В.В. Психологические особенности введения школьников в область теоретических понятий (на материале физики) кандидатская диссертация -М. 1976г. 117с.

103. М.Рубцов В.В. и др. Логико-психологические основы использования компьютерных учебных средств в процессе обучения //"Информатика и образование" №3/1989г. с.3-16

104. Рубцов В.В. Функции компьютера как средства учебной деятельности. Сб. "Психолого-педагогические вопросы компьютеризации обучения в средней школе". М.: 1989г. с. 54-56

105. Пб.Под редакцией Селивановой Н.Л. Гуманистические воспитательные системы вчера и сегодня -М. 1998г. 234с.

106. Свердлов Л. Моделирование многомерных процессов//"Информатика и образование" №2 1990г. с. 84-87

107. Селевко Г.К. Современные образовательные технологии -М. 1998г. 255с.

108. Семакин И.Г. Системы, структуры, модели //"Информатика и образование" №1/98 с.51-57; №2/98 с.62-70.

109. Семакин И.Г. "Вопросы методики преподавания базового курса информатики" //газета "Информатика" №18 2000г. с. 16-19

110. Семакин И., Залогова Л., Русаков С., Шестакова Л. Базовый курс учебник 79 классы М. Лаборатория Базовых Знаний 2000г., 379с.

111. Семакин И. Г., Хеннер Е.К. Задачник практикум в 2 томах -М. Лаборатория базовых знаний 2000г. 1т. 304с.; 2 т. 279с.

112. Семакин И.Г., Хеннер Е.К. информатика 10 класс М. Лаборатория базовых знаний 2000г. 168с.

113. Семакин И.Г., Шеина Т.Ю. Преподавание базового курса информатики в средней школе. Методическое пособие М. Лаборатория базовых знаний 2000г. 496с.

114. Смирнов В.И. Общая педагогика в тезисах, дефинициях, иллюстрациях М. 1999г. 416 с.

115. Смолянинов А.А. Первые уроки по теме моделирование //"Информатика и образование" 8/98 с.23-30.

116. Скаткин М.Н. Методология и методика педагогических исследований: в помощь начинающему исследователю М.: Педагогика, 1986г., 152с.

117. Советский энциклопедический словарь М.: Советская энциклопедия 1984г., 1602с.

118. Суворова Н.И. От игр и задач к моделированию//Информатика и образование №6'98с.31-37

119. Талызина Н.Ф. Формирование познавательной деятельности учащихся -М. "Знание", 1983г. 96с.

120. Талызина Н.Ф., Габай Т.В. Пути и возможности автоматизации учебного процесса-М. "Знание", 1977г. 63с.

121. Талызина Н.Ф. Теоретические проблемы программированного обучения М. 1969г. 133с.

122. Талызина Н.Ф. Теоретические основы контроля в учебном процессе -М. 1983г. 37с.

123. Талызина Н.Ф. Управление процессом усвоения знаний -М. изд МГУ 1975г. 343с

124. Тихомиров O.K. Психология компьютеризации Киев: Знание 1988г., 16с.

125. Ткачева М.В. Домашняя математика М. 1994г. 255с.

126. Фомин А. Индивидуальные психофизические особенности школьников при работе на компьютере// "Информатика и образование" №2/1992г. с.48-53

127. Хеннер Е.К., Шестаков А. П. Курс "Математическое моделирование" //"Информатика и образование" №5/1997г с. 17-23

128. МО.Хоютанова М.И. Компьютерное моделирование на уроках физики // "Информатика и образование" №9/2000 с.61-62

129. Цаленко Ю.М. Моделирование семантики в базах данных М. Наука 1989г. 288с.

130. Шмелев А. Детская болезнь компьютерного всеобуча// Информатика и образование №1 1987г. с. 85-92

131. МЗ.Шоломий К.М. Психология и компьютер //"Информатика и образование"№6'99с.91 -96.

132. В.А. Штофф Моделирование и философия -М. 1966г. с. 19

133. Эльконин Д.Б. Психологические вопросы формирования учебной деятельности в младшем школьном возрасте// Вопросы психологии обучения и воспитания-М.-Киев 1961г. с 12-14

134. Мб.Яковлева Т.А. Технология компьютерного моделирования //"Информатика и образование" №5/1998г. с.39-43

135. Яркина О.В. Компьютерное моделирование содержания объекта усвоения (на материале английского языка) Сборник Психолого-педагогические вопросы компьютеризации обучения в средней школе М. 1989г. с. 73-76

136. Основы информационного моделирования 5-7 классы" Пояснительная записка

137. Предварительные требования к подготовке учащихся: учащиеся должны знать клавиатуру, иметь некоторые навыки работы на компьютере.

138. Тематическое планирование 5 класс1. Устройство компьютера

139. В текстовом редакторе Word по заданной структуре описывается назначение основных модулей компьютера. Соотнесение графической и текстовой моделей, их взаимное дополнение.1. Алгоритмизация

140. Алгоритмы нахождения НОК и НОД оформление работы в текстовом редакторе Word. Линейные и ветвящиеся алгоритмы применения правил русского языка. Роль алгоритмических моделей для запоминания.1. Графическое моделирование

141. Землетрясение. Графические модели, отражающие движение тектонических пород. Шкалы измерения землетрясения: шкала Рихтера, шкала Меркалли. Программа Paint.

142. Табличное моделирование Табличное упорядочение информации. Таблицы-династии исторических личностей. Текстовое описание династии. Иерархическая модель династии. Сравнение моделей, выводы. Роль табличного моделирования информации.7 класс

143. Графическое моделирование Создание графической модели из курса геометрии. Модель круговорота воды в природе. Модель Солнечной системы. (Программа Paint или встроенный векторный редактор Word). Соотнесение моделей с целью моделирования.