автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Компьютерные технологии обучения как средство организации самоуправления деятельностью учащихся в процессе школьного физического эксперимента

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Королева, Наталья Юрьевна, 1998 год

Введение.

Глава I. Теоретические основы использования компьютерных технологий обучения для организации самоуправления деятельностью учащихся.

§ 1. Самоуправление экспериментальной деятельностью как необходимый компонент учебного труда школьников на уроке физики.

1.1. Самоуправление деятельностью как психолого-педагогическая проблема.

1.2. Самоуправление экспериментальной деятельностью в условиях компьютерного обучения.

§ 2. Возможности школьного физического эксперимента для организации самоуправления деятельностью учащихся.

§ 3. Использование компьютерных технологий обучения в физическом эксперименте с целью повышения эффективности деятельности школьников.

3.1. К понятию "компьютерные технологии обучения".

3.2. Компьютерные технологии обучения на уроках физики.

3.3. Инструментальное использование компьютерных технологий обучения в школьном физическом эксперименте.

Глава II. Организация самоуправления экспериментальной деятельностью учащихся на основе использования компьютерных технологий обучения.

§ 1. Оптимизация экспериментальной деятельности школьников путем организации самоуправления.

§ 2. Основные подходы к конструированию компьютерного физического практикума.

§ 3. Реализация элементов самоуправления деятельностью учащихся в процессе выполнения натурного физического эксперимента.

41 Глава III Организация и итоги педагогического эксперимента.

V §1. Организация педагогического эксперимента.

§2. Результаты эксперимента.

2.1. Уровень сформированности навыков самоуправления экспериментальной деятельностью.

2.2 Оптимизация экспериментальной деятельности.

2.3. Определение эффективности методики исследования.

Введение диссертации по педагогике, на тему "Компьютерные технологии обучения как средство организации самоуправления деятельностью учащихся в процессе школьного физического эксперимента"

Важным направлением информатизации общества является информатизация образования - обеспечение сферы образования теорией и практикой разработки и использования современных информационных технологий, ориентированных на реализацию целей обучения и воспитания.

Психолого-педагогический подход к реализации личностной направленности основывается на понимании ориентации образования на актуальные образовательные потребности личности в процессе её конструктивного саморазвития, самоопределения и самореализации.

Главное внимание направляется на развитие с раннего детства субъектных свойств личности: внутренней независимости, самоконтроля, самостоятельности, самоуправления, способности к рефлексии и др.

Образовательный процесс личностно-ориентированного обучения предоставляет каждому ученику, опираясь на его способности, склонности, интересы, ценностные ориентации и субъективный опыт, возможность реализовать себя в учебной деятельности. Результат такого обучения определяется тем, "насколько развиты его "сила ума", склонности и способности рассуждать, критически мыслить, находить правильное решение, применять знания на практике, переносить известные ему способы действия в новые для него ситуации и открывать новые способы деятельности" [14]. В связи с этим разрабатываются индивидуальные программы обучения, моделирующие исследовательское мышление; учебный материал интегрируется для реализации метода исследовательских проектов, выполняемых учащимися самостоятельно.

Приоритетное значение в системе личностно-ориентированного образования в младшем школьном возрасте приобрели технологии развивающего обучения раскрытые и обоснованные в работах В.В. Давыдова, Д.Б. Эльконина, И.Я. Лернера, Л.В. Занкова, А.В. Брушлинского и других ученых. В учебном процессе для школьников среднего возраста преобладают технологии, имеющие ценностно-ориентационный характер, проблемное обучение [97]. Для обучения старшеклассников применяются рефлексивно-творческие технологии, предполагающие построение учебного процесса на диалогической основе [1].

Анализируя концепции существующих образовательных моделей и обосновывая необходимость интегральной модели, М.Н. Берулава, подчеркивает, что "выбор технологий обучения должен учитывать не только требования социума, но и индивидуально-психологические, личностные свойства". Индивидуальность выступает при этом как саморегулируемая система, не детерминированная жестко законами природы и общества. Ее обучение исходит "не только из разноуровневых связей индивидуальных психических и личностных свойств, но и из собственной активности субъекта" и "в прогнозировании влияния на ребенка различных обучающих технологий большая роль должна быть отведена выявлению личностных смыслов и эмоциональных предпочтений индивида" [12].

В содержании современного образования развиваются тенденции к энциклопедичности, интеграции знаний. Его важнейшим компонентом выступает перенос приобретаемых способов деятельности в новые ситуации, предполагающие согласование, сочетание различных ее видов.

Главным методом обучения становится постепенно убывающая помощь учащимся в овладении способами самостоятельной деятельности.

В таких условиях задачей учителя является создание необходимых условий для овладения школьниками положительным опытом самостоятельной организации и управления своей деятельностью и воспитание у них качеств субъекта деятельности.

Актуальность темы исследования.

Стремительное развитие и внедрение ЭВТ во все сферы человеческой деятельности ставит образование перед необходимостью отражения основных тенденций практического использования компьютеров в учебной деятельности школьников. Особенно актуально это требование для школьного курса физики, поскольку современные методы научных исследований немыслимы без инструментального использования компьютерных технологий.

В настоящий момент наблюдается некоторое несоответствие между широким инструментальным использованием компьютерных технологий в экспериментальном методе научного познания и их реальным практическим применением в процессе школьного натурного эксперимента.

Физический эксперимент должен обеспечивать школьникам наиболее полное представление о способах организации научных исследований, путях и возможностях эффективного и оптимального достижения результатов экспериментальной деятельности.

Анализ реального процесса организации и проведения физического эксперимента в средней школе показывает сравнительно невысокий уровень сформированности у старшеклассников навыков самоуправления экспериментальной деятельностью. С одной стороны необходимо, чтобы в процессе выполнения эксперимента учащийся умел самостоятельно организовать свою деятельность. С другой, выступает невостребованность самого натурного эксперимента на базе ЭВМ, в качестве одного из средств формирования обобщенных навыков самоуправления деятельностью.

В современном процессе обучения физике деятельностный подход определен основным. Его сущность и особенности применения в решении собственно педагогических проблем всесторонне обоснованы в трудах С.Л. Рубинштейна, Л.С. Выготского, А.Н. Леонтьева и других психологов и педагогов [31, 71, 167].

В единстве сознания и деятельности содержится значительный потенциал развития человека, утверждал С.Л. Рубинштейн. Исследования Л .С. Выготского подтвердили, что сознание человека есть продукт его отношений, его взаимосвязи со средой. Общение и обучение формируют человека психологически, не оставляют его развитие неизменным, а создают особые новые формы осознанной деятельности. В трудах А.Н. Леонтьева раскрыто значение деятельности для развития человека и показана ее объективно-субъективная сущность.

Деятельностный подход в обучении физике предполагает рост самостоятельной учебно-познавательной и экспериментальной деятельности учащихся. Полифункциональность современного школьного эксперимента позволяет учителю востребовать его в качестве одного из средств развития личности ученика на уроках физики.

Реализация такого подхода в современных условиях эффективна при инструментальном использовании компьютерных технологий обучения (КТО) в процессе натурного эксперимента, в котором компьютер необходим не только для автоматизации обработки результатов, но и для управления им (или техническим объектом).

В работах Л.И. Анциферова, В.А. Извозчикова, А.С. Кондратьева, В.В. Лаптева и других ученых [2, И, 53, 56, 59, 60, 62, 70, 79, 95, 114, 116, 139, 148, 156, 158, 160] рассмотрены различные аспекты использования компьютерных технологий в процессе обучения физике, исследованы пути оптимизации школьного эксперимента и повышения эффективности экспериментальной подготовки школьников на основе их использования. ( По мнению многих ученых, организация школьного физического эксперимента с использованием компьютерных технологий способствует изменению не только методических подходов к обучению, но и оказывает влияние на отбор содержания, формы организации деятельности, повышает уровень научности учебного эксперимента, приближает его к экспериментально-исследовательским методам изучаемых наук.

Тем не менее, анализ школьной практики проведения натурного эксперимента показывает, что в настоящий момент внедрение КТО в его процесс происходит недостаточными темпами, в частности: 1. Использование компьютера в экспериментальной деятельности учащихся не в полной мере отражает его роль в экспериментальном методе познания; ограничивается, в основном, автоматизацией обработки и наглядным представлением результатов; носит фрагментарный характер.

2. Существующие традиционные подходы к обучению школьников экспериментированию недостаточно развивают умения и навыки самостоятельной работы; не в полной мере способствуют интеграции знаний у учащихся, переносу умений и навыков из одного школьного предмета в другой в процессе выполнения практических работ.

3. Наиболее распространенные организационные формы и методы осуществления физического эксперимента, чаще всего, носят репродуктивный характер и не способствуют формированию у учащихся способов умственной деятельности, направленных на развитие умений самостоятельного планирования и управления экспериментальной деятельностью.

Необходимость выявления новых путей и средств развития личности школьника, основанных на инструментальном использовании КТО, его умений самостоятельно управлять своей экспериментальной деятельностью порождает проблему исследования: влияние компьютерных технологий обучения на процесс организации самоуправления экспериментальной деятельностью школьников.

В число объектов исследования попадают:

1. Процесс организации самоуправления экспериментальной деятельностью учащихся;

2. Методика инструментального использования КТО в процессе натурного физического эксперимента.

Предметом исследования выступают компьютерные технологии обучения в качестве средства организации самоуправления экспериментальной деятельностью учащихся на уроках физики.

Целью исследования поставлена оптимизация деятельности школьников в процессе натурного физического эксперимента путем разработки методики организации самоуправления, основанной на инструментальном использовании компьютерных технологий обучения.

Методологическую основу исследования составляют: общие принципы дидактики и методологические принципы физики, теоретический анализ проблемы организации самоуправления деятельностью в психологической и педагогической литературе, достижения и тенденции развития общей и частной методики преподавания физики.

В основу работы положена гипотеза о том, что качественно новый уровень оптимизации экспериментальной деятельности школьников может быть достигнут, если наряду с повышением эффективности натурного физического эксперимента средствами КТО, на основе их использования организовать самоуправление деятельностью учащихся. Компьютерные технологии обучения в этом процессе должны обеспечивать следующее:

- управление лабораторным оборудованием в интерактивном режиме;

- автоматизацию процессов обработки результатов эксперимента;

- неоднократное повторение эксперимента (или его фрагмента);

- дифференциацию, индивидуализацию и интеграцию процесса обучения. Исходя из цели и гипотезы исследования, были поставлены задачи:

1. Изучить психолого-педагогическую и научно-методическую литературу по рассматриваемой проблеме;

2. Исследовать возможность оптимизации деятельности учащихся в процессе натурного физического эксперимента путем организации ее самоуправления;

3. Определить и обосновать методику организации самоуправления экспериментальной деятельностью учащихся посредством инструментального использования КТО;

4. Разработать методические рекомендации для учителей по организации самоуправления деятельностью учащихся в процессе натурного физического эксперимента с инструментальным использованием КТО;

5. Экспериментально проверить эффективность разработанной методики

Для решения поставленных задач применялись следующие методы исследования:

- теоретический анализ проблемы на основе изучения психолого-педагогической, физической и методической литературы; целенаправленное изучение основных направлений применения КТО в школьном физическом эксперименте с целью его оптимизации, повышения эффективности экспериментальной деятельности учащихся, организации самоуправления ею на уроках физики; обобщение передового педагогического опыта; наблюдения, беседы, анкетирование, самооценка и опросы учителей и учащихся;

- сравнительный педагогический эксперимент с целью выявления эффективности предлагаемой методики организации самоуправления экспериментальной деятельностью учащихся;

- статистические методы обработки результатов эксперимента;

- качественный анализ результатов исследования. Логика исследования включала следующие этапы:

1. Общее ознакомление с проблемой исследования. Изучение психолого-педагогической и методической литературы, анализ передового педагогического опыта по проблемам оптимизации школьного эксперимента и повышения эффективности экспериментальной деятельности учащихся средствами КТО, т.е. рассмотрение психологического, педагогического и методического аспектов.

2. Обоснование цели и задач исследования.

3. Выявление путей и психолого-педагогических условий организации самоуправления деятельностью учащихся в процессе натурного физического эксперимента. Выдвижение гипотезы. Разработка методики.

4. Организация и проведение педагогического эксперимента.

5. Количественный и качественный анализ результатов опытной работы.

Научная новизна исследования.

Экспериментальная деятельность школьника складывается из двух составляющих: основной и обслуживающей. Передача компьютеру обслуживающей составляющей экспериментальной деятельности учащихся сомнению не подлежит и в совокупности с аудиовизуальными возможностями компьютерных технологий обеспечивает эффективность натурного физического эксперимента, поднимает его на более высокий качественный уровень.

Научная новизна нашего исследования заключается в выявлении ранее неизвестных путей оптимизации деятельности школьников в процессе натурного эксперимента, заключающихся в организации самоуправления ее основной составляющей, которая является продуктом личной деятельности и не может быть передана компьютеру.

Теоретическая значимость работы состоит в следующем:

1. Осуществлен новый современный подход к организации самоуправления экспериментальной деятельностью учащихся, позволивший в сочетании с традиционным применением компьютера в натурном эксперименте оптимизировать деятельность школьников и востребовать сам физический эксперимент в качестве средства формирования обобщенных навыков самоуправления деятельностью.

2. Построена современная модель оптимизации экспериментальной деятельности школьников, выявлены педагогические условия ее реализации.

3. Разработана методика организации самоуправления экспериментальной деятельностью учащихся путем инструментального использования КТО.

4. Теоретически обоснованы формы и методы реализации компьютерного физического практикума (интегрированного специального курса). Практическая значимость работы определяется тем, что адаптирован и внедрен в практику преподавания средней школы аппаратно-программный комплекс "Компьютерная лаборатория", разработанный на кафедре информатики и общетехнических дисциплин Мурманского государственного педагогического института под руководством и непосредственном участии Г.Г. Матаева; реализована в учебном процессе по физике разработанная методика организации самоуправления экспериментальной деятельностью школьников путем инструментального использования КТО; подготовлены методические рекомендации для учителей по проведению компьютерного физического практикума, включающие содержательный и процессуальный аспекты.

Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечиваются целенаправленным использованием системы взаимодополняющих методов научно-педагогического исследования, адекватных целям, задачам, гипотезе исследования, осуществлением опытной работы по организации самоуправления экспериментальной деятельностью учащихся, применением методов математической статистики для количественного обоснования результатов исследования, их качественным анализом.

Апробация исследования осуществлялась в ходе работы со студентами физико-математического факультета Мурманского государственного педагогического института (1995-1996 гг.) и в процессе лабораторного педагогического эксперимента с учащимися 9-11 классов школы № 57 г. Мурманска в 1997-1998 гг.

Основные положения и теоретические выводы исследования публиковались в сборниках РГПУ им. А.И. Герцена (1995, 1996, 1997 г.г.), ГГПИ (г. Глазов, 1997 г.) и излагались на научно-практических конференциях МГПИ (г. Мурманск, 1997, 1998 г.г.), городской конференции ЦНИТ "Информатика - 98" (г. Мурманск).

Положения выносимые на защиту:

1. Повышение эффективности школьного натурного физического эксперимента средствами компьютера в сочетании с инструментальным использованием КТО поднимает эксперимент на новый качественный уровень и оптимизирует экспериментальную деятельность учащихся за счет организации самоуправления ее основной составляющей.

2. Физический эксперимент на базе КТО, при подборе соответствующих форм и методов проведения, обеспечивает его востребованность в качестве средства, способствующего формированию у учащихся обобщенных навыков самоуправления деятельностью.

3. Школьный натурный физический эксперимент обеспечивает соответствующее отражение современного метода научного познания, если в ходе его разработки учеником последовательно спланированы и реализованы все этапы учебного экспериментального проекта, заключающегося в сочетании процесса выполнения эксперимента с технологией решения задач с помощью компьютера.

Заключение диссертации научная статья по теме "Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)"

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании результатов исследования можно сделать следующие