автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Методика обучения школьников на уроках информатики работе с малыми средствами информационных технологий

Автореферат диссертации по теме "Методика обучения школьников на уроках информатики работе с малыми средствами информационных технологий"

На правах рукописи

Помслова Мария Сергеевна

МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ ШКОЛЬНИКОВ НА УРОКАХ ИНФОРМАТИКИ РАБОТЕ С МАЛЫМИ СРЕДСТВАМИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

13.00.02 - теория и методика обучения и воспитания (информатика)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических паук

Арзамас 2009

0 о г'-п — 3

1 о 1----- —1

003459546

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего

профессионального образования «Арзамасский государственный педагогический институт им. А.П. Гайдара»

Научный доктор педагогических наук, профессор

руководитель: Вострокнутов Игорь Евгеньаич

Официальные член - корреспондент РАО, оппоненты: доктор педагогических наук, профессор

Монахов Вадим Макар и спич кандидат физико-математических наук, доцент

Луканкии Александр Геннадьевич

Ведущая Институт информатизации образования

организация: Российской академии образования

Защита состоится «17» февраля 2009 г. в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.136.02 при Московском государственном гуманитарном университете им. М.А. Шолохова по адресу: 109391, г. Москва, Рязанский проспект, д.9.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного гуманитарного университета им. М.А. Шолохова по адресу: 109240, г. Москва, ул. Верхняя Радищевская, д. 16/18

Автореферат разослан «15» января 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

А.В.Корниенко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования.

Современный этап развития общества характеризуется бурным развитием средств информационных технологии. Развитие информационных технологии ведет к развитию информатизации образования. Псе 'это обуславливает изменение содержания школьного курса информатики и других учебных дисциплин в сторону расширения применения информационных технологии. Соответственно, развивается методика обучения информатике.

В информатизации образования наряду со ставшими традиционными компьютерными средствами существует и успешно развивается несколько других направлении, оказывающимися эффективными, особенно в межнредметных связях. 13 последнее время большое развитие получило направление портативных специализированных информационных технологий, ориентированных на решение конкретных прикладных зада1!, получивших название малые средства информационных технологий. Примерами таких технологии являются мобильные телефоны, МРЗ-плееры, смартфоны, карманные портативные компьютеры (КПК), 'электронные записные книжки и переводчики, коммуникаторы. Примером малых средств информационных технологии, которые успешно применяются в обучении, являются современные научные к графические калькуляторы. Таким образом, под малыми средствами информационных технологий будем понимать специализированное вычислительное средство, обладающее встроенным программным обеспечением, рассчитанное па выполнение строго определенного круга задач в конкретной предметной области.

С внедрением таких средств мы связываем деятельность ряда ученых: Болтянского В.Г., Ковалева М.П., Шварцбурда С.И. и др. Теория и практика их применения в учебном процессе, конечно же, развивались па базе методов, предложенных Гейпом Л.Г., Ершовым А.П., Кузнецовым A.A.. Кузнецовым Э.И., Лапчпком М.П., Монаховым В.М., Роберт И.В., Семакипым И.Г., Угриновичем I I.Д., Фридлапдом А.Я. и др.

По сравнению с универсальными вычислительными средствами па основе персонального компьютера, малые средства информационных технологий имеют ряд своих достоинств. Они гораздо компактнее, более надежны, удобнее в 'эксплуатации. Принципиальным отличием малых средств информационных технологий является то, что они рассчитаны па решение только определенного класса вычислительных задач и вся их электроника рассчитана па решение только этих вычислительных задач и не содержит лишней элементной базы. Поэтому малые средства информационных технологии всегда в несколько раз (в некоторых случаях и порядков) дешевле универсальных средств (компьютеров) и по критерию цена - качество решаемой вычислительном задачи, для которой они созданы, бывают эффективнее компьютеров. Например, оснащение даже каждого школьника в классе самым мощным графическим калькулятором обходится как минимум в 2 раза дешевле, чем бессерверный компьютерный класс на 10 машин. Причем затраты па содержание, модернизацию и программное обеспечение полностью отсутствуют.

Вычислительные возможности современных научных, а особенно графических калькуляторов настолько велики, что сейчас уже наблюдается смена терминологии. Все чаще их называют «микрокомпьютерами» пли «математическими микрокомпьютерами». Графические калькуляторы (графические математические микрокомпьютеры) имеют жидкокристаллический дисплей с хорошими характеристиками, вполне достаточными для нормального отображения и исследования графиков самых разнообразных функций, они имеют язык программирования, похожий па Бейсик. К ним можно

подключать различное проекционное оборудование - мультимедиа проекторы и жидкокристаллическую панель, разработанную CASIO для проецирования изображения с помощью кодоскопа. К ним можно через специальное устройство (анализатор данных) пристыковать датчики, и они превращаются в мипи физическую лабораторию. Причем время подготовки оборудования - от включения до. например, построения графиков функции или выполнения лабораторных опытов составляет несколько секунд, что намного быстрее компьютера.

Считаем, что термин «математический микрокомпьютер», несмотря на то что он более точно отражает суть технологии, пока еще не вполне привычен в методике информатики. Поэтому в дальнейшем для удобства восприятия материала и по избежании разночтений предпочтем использование термина «калькулятор».

Малые средства информационных технологий обладают большими дидактическими возможностями. Они могут значительно повысить качество и эффективность учебного процесса. Именно этим и объясняется то. что малые средства информационных технологий стали вполне привычным средством обучения в большинстве развитых стран мира, таких, как Япония. США. Германия, Франция, страны Скандинавии. На применение этой технологии ориентированы стандарты, учебные программы и учебники большинства развитых стран мира. Вопросы применения графических калькуляторов и обучении постоянно обсуждаются па международных научных симпозиумах и конгрессах. Так. например, па международном конгрессе ICME. посвященном вопросам обучению математике, проходившем летом 2005г. в Копенгагене, в качестве одного из главных направлений развития методики обучения математике рассматривалось именно направление применения малых средств информационных технологий. В настоящее время в мире создано и создается много учебных и методических пособий по вопросам эффективного применения калькуляторов в обучении, расширению и углублению содержания математической подготовки, применению графических калькуляторов для демонстрации физических явлений и опытов и т.д. И процесс этот продолжается. Отмстим, что мировой опыт применения малых средств информационных технологий в обучении математике и ряду другим школьным учебным дисциплинам выглядит очень убедительно.

В пашей стране применение калькуляторов в школьной практике обучения начиналось практически одновременно с развитыми странами мира. В 80-х годах у нас были два значительных проекта MKILI1 и MKILI2, направленных па обучение школьников вычислениям с калькулятором. Вопросы применения калькулятора в отечественной практике обучения рассматривались Болтянским В.Г., Жалдаком М.И.. Поповым Г.П., Кузнецовым Э.И.. Монаховым В.М.. Оксмапом В.М.. Рамским Ю.С., Саградяиом М.К., и др. Однако но различным причинам эти проекты не были реализованы.

Сейчас явно выражена тенденция увеличения данных технологий в школах России. Так. например, школы г. Москвы и ряда регионов России оснащаются комплектами учебной техники на основе научных и графических калькуляторов в рамках национального проекта «Образование» на уровне федеральных и региональных поставок.

Однако имеющийся зарубежный опыт применения малых средств информационных технологий, большое количество учебников и методических пособий механически копировать па нашу систему обучения нецелесообразно. Дело в том. что мы всегда придавали значение фундаментальности образования. Имеющиеся методические наработки 80-х годов нельзя считать вполне подходящими, поскольку изменились калькуляторы. пособия были ориентированы лишь на математику, появился новый предмет информатика, изменилась методика обучения, изменились ученики и учителя. Поэтому

задача разработки рациональной методики обучения работе с малыми средетиами информационных технологии па уроках информатики, включая учебные и методические пособия, ориентированная па опережающее рассмотрение и применение малых среде™ информационных технологий, является актуальной и своевременной.

Можно сказать, п отечественной методической пауке сформировался ряд противоречий. С одной стороны, имеется повое средство обучения, обладающее широкими дидактическими возможностями, имеется заинтересованность п нем у учителей информатики, математики, физики и ряда других школьных естественнонаучных учебных дисциплин, готовых широко применять его в учебном процессе, имеются методики применения малых средств информационных технологий при обучении предметам естественнонаучного цикла, что может способствовать повышению качества и эффективности обучения; с другой стороны, не разработана рациональная методика обучения школьников приемам работы с малыми средствами информационных технологий. Выявленная группа противоречий определяет проблему исследования.

Объектом исследования является процесс обучения информатике и ИКТ в средней школе.

Предмет исследования - средства и методы обучения школьников работе с малыми средствами информационных технологий на уроках информатики и ИКТ.

Цель исследования - отбор содержания и разработка рациональной методики обучения работе с малыми средствами информационных технологий в школьном курсе информатики и ИКТ, включая учебные программы для школ и курсов повышения квалификации учителей, учебные пособия для учащихся и методические материалы для учителей для обучения работе с малыми средствами информационных технологий и последующего применения их в обучении математике и физике, а также для более полного выполнения образовательного стандарта и углубления межпредметных связей информатики со школьными естественнонаучными дисциплинами, для повышения качества и эффективности учебного процесса.

В основу исследования положена гипотеза о том, что разработка рациональной методики обучения информатике и ИКТ, ориентированной на обучение работе с малыми средствами информационных технологий и носящий опережающий характер по отношению к содержанию курсов математики, физики и других школьных естественнонаучных учебных дисциплин, и последующее их применение, является одной из мер для повышения качества и эффективности обучения и позволяет более полно выполнить требования образовательного стандарта но информатике л ИКТ.

Для достижения поставленной цели и доказательства гипотезы исследования определены следующие задачи исследования:

1. Проанализировать современное состояние отечественной системы образования и выявить место информационных и коммуникационных технологий в повои сне-теме образования.

2. Исследовать отечественный и мировой опыт применения малых средств информационных технологии, определить их перспективы в отечественной системе образования.

3. Обосновать роль малых средств информационных технологий в школьном курсе информатики и ИКТ.

4. Сформулировать концептуальные положения применения малых средств информационных технологий в обучении.

5. Проанализировать методические системы обучения информатике и раскрыть процесс формирования рационального содержания курса обучения с учетом дидактических возможностей информационных технологий.

6. Построить модель формирования рациональной методики обучения работе с малыми средствами информационных технологий в школьном курсе информатики и ИКТ.

7. Выявить рациональное содержание методики обучения работе с малыми средствами информационных технологий в курсе информатики и И KT и его структуру.

8. Разработать методику обучения работе с МСИТ на уроках информатики и ИК'Г. включая методическое обеспечение для обучения работе с малыми средствами информационных технологий в курсе информатики и ИКТ, направленную на решение основных задач курса, а также на углубление и расширение школьного курса информатики и ИКТ в области практической направленности и расширение межпредметпых связей информатики и естественнонаучных школьных предметов.

9. Провести апробацию результатов исследования.

Методологическими основами настоящего исследования, проводившегося в

области теории и методики обучения информатике, а также на стыке наук и имеющего междисциплинарный характер, явились работы: п области методики обучения информатике (Бешепков С.Д., Босова Л.Л., Каймип В.А., Макарова Н.В., Семакии И.Г, Угрипо-вич Н.Д., Хснпер Е.К.); в области программированного обучения (Архангельский С.И.. Берг А.И.. Ланда Л.П., Талызина Н.Ф. и др.); в области информатизации образования (Андреев A.A., Бубнов В.А.. Ваграмепко Я.А., Зобов В.И., Козлов O.A., Колпи К.К., Кравцов A.A., Кравцова А.10., Кузнецов Э.И., Лапчик М.П., Пак Н.Э., Роберт И.В.. Софропова I /.!?.), п области применения малых средств информационных технологий в обучении (Абрамов A.M., Болтянский В.Г.. Вострокнутов И.Е.. Грудзинский A.B.. Зиль-берман А.Р.. Ковалев М.П.. Минаева С.С., Смекалки Д.О.. Темпов А.Н.. Шварцбурд С.И.).

Для решения поставленных задач применялись следующие методы исследования: изучение и анализ нормативных документов, пеихолого-педагогическои. учебно-методической, технической литературы по проблематике исследования; анализ программ. учебников, учебных пособий по информатике, математике, физике; анализ отечественного и зарубежного опыта использования малых средств информационных технологий в обучении; наблюдение и беседы с учителями; интервьюирование и анкетирование учителей и учащихся; констатирующий педагогический эксперимент, статистическая обработка и анализ проведенного эксперимента.

Теоретическая значимость проведенного исследования заключается в следующем: доказано, что применение малых средств информационных технологий в обучении информатике и ИКТ позволяет раскрыть основные задачи курса, существенно расширить и углубить содержание курса в области практической направленности, расширить межпредметпые связи информатики и естественнонаучных школьных предметов.

Научная новизна исследования заключается в следующем:

— раскрыт процесс формирования рационального содержания курса обучения с учетом дидактических возможностей информационных технологий;

- разработана модель формирования рациональной методики обучения работе с малыми средствами информационных технологий па уроках информатики, направленная на развитие межпредметпых связей информатики, математики и физики;

6

- определено, н каких конкретных разделах математики, физики, информатики является эффективным применение малых средств информационных технологи!-!:

- выделена структура и рациональное содержание обучения работе с малыми средствами информационных технологии и попом курсе информатики и ИКТ.

Практическая значимость исследования:

- разработано методическое обеспечение применения малых средети информационных технологий в школьном курсе информатики и ИКТ:

- разработана и апробирована серия учебных пособии но применению малых средств информационных технологии в школьных курсах информатики и ИКТ, математики с 5 по 11 классы, а также для подготовки к единому государственному экзамену по физике с использованием научного калькулятора;

- разработано методическое пособие по применению малых средств информационных технологий в курсе информатики и ИКТ (базовый уровень) с 5 по 11 классы, что позволяет методически правильно построить обучение работе с малыми средствами информационных технологии на уроках информатики и ИКТ.

Достоверность и обоснованность основных положений и выводов диссертационного исследования основываются на методологической базе программированного обучения, фундаментальных понятиях цифровой обработки информации, количественных оценках результатов мониторинга учащихся, осваивающих работу с калькуляторами, экспертных оценках заинтересованности учителей и применении данной технологии.

Этапы исследования.

I лист (2(Ю0-2(ЮЗгг.): анализ состояния научно-педагогических исследований и технологических разработок в области применения малых средств информационных технологий в обучении информатике, математике и другим школьным естественнонаучным предметам.

II этап (2003-2007гг.)\ формулировка концептуальных положении по применению малых средств информационных технологий в обучении; разработка методики обучения работе с МСИ'Г на уроках информатики и ИКТ, включая методическое пособие но применению малых средств информационных технологий в курсе ииформатики и ИКТ, учебных пособий по информатике и ИКТ, математике, подготовке к единому экзамену по физике; апробация и доработка материалов.

Ш этап (2007-2008 гг.)\ апробация и внедрение результатов исследования.

Апробация исследования осуществлялась в ходе теоретической и экспериментально-практической работы, проводившейся соискателем в Московском институте открытого образования, в методических центрах Южного и Западного окружных упран-лсиий образования г. Москвы, городском центре развития образования г. Ярославля и школах города Ярославля, Информационно-образовательном центре г. Рыбинска и школах города Рыбинска, в Хабаровском краевом институте переподготовки и повышения квалификации педагогических кадров и его филиале в г. Комсомольск-на-Амуре, школах г. Хабаровска, Комсомольска-на-Амуре и Хабаровского края.

Основные результаты теоретических исследований докладывались и были одобрены па следующих конференциях; Окружной конференции «Школьный калькулятор» (г. Москва, 2006 г.): Краевой научно-практической конференции «Информационно-коммуникационные технологии в образовании Хабаровского края - 2006» (г. Хабаровск, 2006 г.); Краевой научно-практической конференции «Информационные и коммуникационные технологии в образовании Хабаровского края - 2007: опыт и перспективы раз-

пития» (г. Хабаровск, 2007 г.); Межокружной научно-практической конференции «Опыт и перспектива прммемеиия малых средств информационных технологий в обучении математике, физике и другим школьным предметам естественнонаучного профиля» (г. Москва, 2007 г.); Установочной конференции «Применение малых средств информатизации (графических и научных калькуляторов) для повышения качества обучения предметам естественно-математического цикла» (г. Ярославль, 2007 г.): Установочной конференции «Применение малых средств информатизации (графических и научных калькуляторов) для повышения качества обучения предметам естественно-математического цикла» (г. Рыбинск, 2007 г.): Установочной конференции «Применение малых средств информатизации (графических и научных калькуляторов) для повышения качества обучения предметам естественнонаучного цикла» (г. Хабаровск. 2007 г.); Установочной конференции «Применение малых средств информатизации (графических и научных калькуляторов) для повышения качества обучения предметам естественнонаучного цикла» (г. Комсомол],ск-па-Лмуре, 2007 г.); Межрегиональной научно-практической конференции «Современные информационные и телекоммуникационные технологии в образовании. науке и технике» (г. Арзамас. 2005-2008 гг.): Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы информатизации образования: региональный аспект» (г. Чебоксары. 2007 г.); Международной научно-практической конференции «Информатизация образования 2007» (г. Калуга, 2007 г.); Всероссийской научно-нрактнчсской конференции «Информационные и коммуникационные технологии в общем, профессиональном и дополнительном образовании» (г. Москва, 2007 г.); Научно-практической конференции «Взаимосвязь пауки и образования в решении социально-экономических проблем» (г. Арзамас, 2007-2008 гг.): Всероссийской научно-практической конференции «Современные информационно-коммуникационные технологии в дополнительном образовании сельских школьников» (г. Коряжма, 2007 г.); Всероссийском научно-методическом симпозиуме «Информатизация сельской школы» (г. Лиана, 2008 г.); Всероссийском научно-методическом симпозиуме «Смешанное и корпоративное обучение» (г. Анапа, 2008 г.).

Впсдренне результатов исследования. В настоящее время результаты исследования внедрены в Московский институт открытого образования: в методические центры Южного и Западного окружных управлении образования г. Москвы; в Хабаровский краевой институт переподготовки и повышения квалификации педагогических кадров и его филиале в городе Комсомольск-на-Амуре: в Городской центр развития образования в Ярославле.

Положения, выносимые на защиту:

1. Процесс формирования рационального содержания курса обучения с применением информационных технологий, построенный с учетом дидактических возможностей информационных технологий.

2. Модель формирования рациональной методики обучения работе с МСИТ, построенная с учетом процесса выявления рационального содержания курса обучения с применением МСИТ, направленная па расширение и углубление межпредмстных связей информатики, математики, и физики.

3. Рациональная структура содержания нового курса информатики и ИКТ в области применения МСИТ, построенная па основе модели обучения работе с МСИТ и выявленного содержания нового курса информатики и ИКТ состоящая, из нескольких уровней: пропедевтический (5-7 классы), базовый (8-9 классы), профильный (10-11 классы), позволяет обучить школьников работе с МСИТ и применять полученные знания при изучении курсов математики и физики.

4. Рациональная методика обучения информатики и ИКТ н области применения МСИ'Г на основе модели обучения работе с МСИ'Г и структуры содержания нового курса информатики и ИКТ, позволяет обучить работе с МСИТ, расширить и углубить содержание всех содержательных линии информатики, а также школьного курса математики, физики, более иолпо реализован» требования стандарта в области практической направленности и межпредметпых связей информатики и других естественнонаучных учебных предметов н повысить качество и эффективность обучения.

Структура п объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографии и приложении. Объем основного текста диссертации - 163 стр., приложений - 52 стр.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обосновывается актуальность проблемы, ставится цель исследования, определяются его задачи, объект, предмет и методы, выдвигается гипотеза и формулируются положения, выносимые па защиту.

В первой главе диссертации «Малые средства информационных технологий образовательного назначения. Применение малых средств информационных технологий в школьном курсе информатики, математики и дисциплинах естественнонаучного цикла» проведен анализ современного состояния отечественной системы образования и роль информационных и коммуникационных технологий н новой системе образования. Выделена новая ветвь информационных технологий образовательного назначения -«малые средства информационных технологий». Раскрыто понятие «малых средств информационных технологий» как специализированных вычислительных средств, обладающих встроенным программным обеспечением, рассчитанных на выполнение строго определенного круга задач в конкретной предметной области. К малым средствам информационных технологий, которые можно успешно применять в обучении, относятся научные и графические калькуляторы, а также периферийное и дополнительное оборудование.

На основании анализа отечественного опыта применения малых средств информационных технологий в обучении выявлено, что первое применение калькуляторов в школьном курсе математики было связано с определенными традициями обучения, теоретическими идеями программированного обучения и ожиданиями появления вычислительных средств. Фактически темы изучения работы с калькуляторами можно рассматривать как первый модульный курс информатики.

Анализ мирового опыта применения малых средств информационных технологий показал, что калькулятор рассматривается как эффективное средство обучения, позволяющее значительно расширить содержание и углуби ть математическое и естественнонаучное образование. На применение калькуляторов ориентированы стандарты, учебные программы и учебники. Создается много учебных н методических пособий но вопросам эффективного применения калькуляторов в обучении, расширению и углублению содержания математической подготовки, применению для демонстрации физических явлений и опытов.

Анализ технологических разработок в области создания малых средств информационных технологий показал, что современные малые средства информационных технологий образовательного назначения ведущих мировых производителей отличаются большими функциональными возможностями. В настоящее время можно с уверенностью говорить о том, что малые средства информационных технологий - это та область, в которой технология и методика обучения развиваются синхронно. Развитие методики обучения ведет к появлению более совершенных малых средств информационных тех-

9

пологий: в свою очередь развитие малых средств информационных технологий стимулирует развитие более совершенной методики.

Целевой анализ научной литературы по педагогике, информатике и вычислительной технике, теории и методике обучения информатике, анализ учебников и учебно-методических пособий по информатике и ИКТ, математике и физике показал, что современные учебники по информатике и ИКТ не полностью реализуют требования стандарта в области практической направленности и межпредметных связей информатики и других школьных естественнонаучных учебных предметов. Малые средства информационных технологий являются ветвыо информационных технологий и, соответственно. информатизации образования, которые слабо рассматриваются и используются в школьном курсе информатики и ИКТ. Для устранения этих недостатков необходимо наполнить содержание курса информатики и ИКТ новыми темами, направленными на изучение и применение малых средств информационных технологий в качестве объекта изучения и средства обучения. Малые средства информационных технологий в различной степени могут быть включены в каждую из линий информатики. В зависимости от содержания линии и места в пей малых средств информационных технологий будет меняться модель применения калькуляторов, а именно научные (пли/и) графические, а также проекционное и периферийное оборудование.

При рассмотрении линии информации и информационных процессов целесообразно подчеркнуть множественность современных средств информатизации, в частности. выделить малые средства информационных технологий. Здесь следует указать принципиальное отличие малых средств информационных технологий от универсальных. В линии представления информации калькулятор позволит не только расширить кругозор учащихся, но и орг анизовать различные практические занятия. При рассмотрении линии компьютера применение малых средств информационных технологий ограничено. здесь возможно провести некоторые аналогии между калькулятором и компьютером. Данный прием наиболее выигрышен в школах, не располагающих достаточным числом компьютеров. Возможности применения малых средств информационных технологий при рассмотрении линии формализации и моделирования практически не уступают компьютеру. Они обладают достаточным инструментарием для организации п обеспечения различного рода практических работ. Графический калькулятор имеет встроенный язык программирования высокого уровня - ЯПК, типа Basic п Pascal. Несмотря па то. что ЯПК имеет свои стилистические особенности, оп прост в освоении, а основные алгоритмические конструкции и структура команд совпадают с Basic и Pascal. Поэтому графические калькуляторы позволяют полностью проработать все основные понятия липни алгоритмизации и программирования и стать полноцепным средством изучения данного раздела, особенно в условиях недостатка или отсутствия компьютеров в школе. Малые средства информационных технологий позволяют существенно расширить содержание линии информационных технологий.

Определение рационального содержания нового курса информатики и ИКТ необходимо проводить па основании учебного процесса, учитывающего дидактические возможности информационных технологий.

Во второй главе «Методика обучения работе с малыми средствами информационных технологий в школьном курсе информатики и пиформацпонно-коммуиикациопиых технологий и других естественнонаучных дисциплин» выдвинут ряд концептуальных положений применения малых средств информационных технологий в обучении.

1. Формировать навыки работы с калькуляторами необходимо начинать с 5 класса.

2. Учить школьников работать с калькулятором должен учитель информатики на уроках информатики и ик'г.

3. Введение нового содержания по малым средствам информационных технологий не должно существенно изменять сложившееся содержание школьного курса информатики и ИК'Г.

4. Введение нового содержания информатики н ИКТ по малым средствам информационных технологии должно быть направлено па расширение и углубление курса и более полное выполнение образовательного стандарта.

5. Введение нового содержания информатики и ИКТ но малым средствам информационных технологии должно способствовать повышению качества и эффективности изучения как предмета информатика и ИКТ, так и математики, физики, экономики и других естестпсипопаучных дисциплин.

6. Учебный материал по обучению работе с калькуляторами па уроках информатике и ИКТ должен ориентироваться па опережение учебного материала других дисциплин: математики и физики.

7. При выборе школьного калькулятора необходимо ориентироваться на целый спектр современных научных и графических калькуляторов с разными вычислительными возможностями, но основанных па одинаковых принципах вычислении.

8. Необходима разработка принципиально нового комплекса методического обеспечения обучения информатике и ряда других дисциплин естественнонаучного профиля, ориентированных па применение малых средств информационных технологий.

9. Темы обучения работе с современными моделями научных и графических калькуляторов должны быть включены в учебные курсы педагогических вузов «Информационные технологии в математике», «Использование современных информационных и коммуникационных технологий в учебном процессе», «Методика обучения математике», «Методика обучения информатике», «Методика обучения физике».

10. Необходимо осуществление комплекса организационно-методических мер, направленных па

- апробацию, доработку и внедрение нового комплекса методического обеспечения обучения информатике, математике, физике и ряда дисциплин естественнонаучного профиля с использованием современных моделей научных и графических калькуляторов;

- повышение квалификации учителей в области методики применения малых средств информационных технологий в конкретных школьных учебных предметах;

- освещение опыта в периодической педагогической печати.

11. Необходим поиск содержательных и методических идей, существенно повышающих эффективность обучения и качество обучения информатике на основе применения малых средств информационных технологий, разработка нового комплекса методического обеспечения.

На основании выдвинутых концептуальных положений применения МСИТ в обучении и анализа существующих моделей методических систем обучения был проанализирован процесс формирования рационального содержания курса обучения с учетом дидактических возможностей информационных технологий (рис. I).

На персом этапе проводится анализ содержания учебного предмета, например, математики, где планируется применение новой информационной технологии (в нашем случае это малые средства информационных технологий) и дидактических возможностей информационной технологии. Здесь определяется перечень тем. где эти технологии целесообразно использовать и ожидается педагогический эффект.

Рис. 1. Процесс формирования рационального содержания курса с учетом ди-

дактических возможностей информационных технологий

Здесь определяется перечень тем. где эти технологии целесообразно использовать и ожидается педагогический эффект. На основании этого анализа разрабатываются методические материалы по выделенным темам. Затем осуществляется апробация в реальной практике обучения с использованием методических материалов, в ходе которой становится попятно, правильно ли были выбраны темы, в которых оправданно применение новой технологии, следует ли дополнить список тем или исключить какие-то тс мы, какие темы раскрыты не полностью в школьном курсе и где новая технология позволит расширить и углубить содержание школьного курса без существенного увеличения учебного времени, где имеются иные скрытые резервы повышения качества и эффективности обучения. Данный процесс носит итерационный характер и является сходящимся. После нескольких итераций должно сформироваться рациональное содержание обучения с применением информационных технологий, учитывающее дидактические возможности этих технологий и ориентированное па их эффективное применение.

Согласно предложенной концепции применения малых средств информационных технологий, обучение работе с новой технологией должно осуществляться па уроках информатики и носить опережающий характер по отношению к содержанию других учебных предметов (математики, физики, а также и самой информатики). В этом случае, разрабатываемая методика обучения с использованием МСИТ должна охватывать два направления: обучение работе с самой технологией и применение этой технологии в обучении соответствующей дисциплине. Общая модель формирования рациональной методики работе с МСИТ примет вид рис.2.

Рис. 2. Общая модель формирования рациональной методики обучения работе с малыми средствами информационных технологий 12

Из представленной модели видно, что после определения перечня тем. в которых целесообразно использование малых средств информационных технологии, формируется содержание в области обучения работы с новой технологией (малыми средствами информационных технологии). Затем на основе полученного содержания разрабатывается методика обучения работе с повои технологией в школьном курсе информатики И 1С Г. которая должна носить опережающий характер к учебному материалу предметов, па которых будет применяться. Здесь формируются только-навмкн работы с технологией. не углубляясь в суть предметов. Затем полученные знания умения и навыки работы с технологией будут применяться для изучения конкретных предметов. Этот процесс также носит итерационный характер. После серии итераций должна быть создана рациональная методика обучения с использованием МСИТ, которая позволит значительно повысить качество и эффективность обучения.

Применительно к пашей задаче исследования, содержание курса обучения работе с малыми средствами информационных технологий формируется исходя из анализа содержания предметов математики, физики и информатики с учетом дидактических возможностей МСИТ. Поэтому развернутая модель формирования рациональной методики обучения работе с малыми средствами информационных технологии имеет вид рис. 3.

Разработанная модель была применена к отбору рационального содержания курса информатики и ИКТ и разработке методики обучения. Работа осуществлялась в три этапа (рис. 3.). На первом этапе проводился анализ содержания курсов математики, физики н информатики на предмет целесообразности применения МСИТ и выявление тем. в которых это следует делать. 11ровсдснпын анализ действующих образовательных стандартов по математике, физике и информатике, а также рекомендованных учебников по этим дисциплинам с учетом дидактических возможностей моделей МСИТ позволил выявить темы, в которых целесообразно применение МСИТ. На основании выделенной тематики были разработаны первые рабочие материалы по применению МСИТ в обучении математике, физике и информатике, которые впоследствии легли в основу разработанного курса информатики, учебные и методические пособия. Здесь же осуществлялся отбор содержания па предмет обучения работе с малыми средствами информационных технологий в курсе информатики и ИКТ.

Па втором этапе (рнс.З) в ходе апробации было уточнено содержании разрабатываемого курса как на предмет применения малых средств информационных технологий. так и па обучение работе с данной технологией. В ходе работы темы с использованием МСИТ уточнялись, параллельно шла работа по апробации учебных материалов. Исходя из полученного перечня тем. согласно модели формирования опережающего курса обучения работе с МСИТ (рпе.З) была определена структура содержания обучения работе с малыми средствами информационных технологий на уроках информатики и ИКТ и содержание курса информатики и ИКТ в области применения МСИТ (рис. 4).

Предложенная модель опережающего обучения работе с МСИТ и выявленное содержание нового курса информатики и ИКТ позволили путем нескольких итераций разработать рациональную структуру содержания нового курса п методику обучения, состоящую из !

- пропедевтического уровня. 5-7 классы (приемы работы с научным калькулятором; иллюстрация различных типов моделей: табличные, графические, формальные: основы моделирования с использованием ячейки памяти):

- базового уровня. 8-9 классы (внутреннее устройство калькуляторов; приемы работы

г

-1 этап

- 2 этап

- 3 этап

Рис. 3. Модель формирования рациональной методики обучения работе с малыми средствами информационных технологий и этапы формирования содержания обучения

1 Содержание курса информатики и ИКТ Основная тематика курса информатики в области применения малых средств информационных технологий

У

Информация и информационные процессы ---К/ Режим вычислений научного и графического калькуляторов. Вычисление простейших арифметических выражений и выражений с обыкновенными и десятичными дробями, способов редактирования введенных выражений в научных калькуляторах.

Представление информации Режим вычислений научного и графического калькуляторов. Вычисления в различных системах счисления. Перевод чисел из одной системы счисления в другую. Вычисление выражений содержащих числа из разных систем счисления.

Компьютер Основные типы калькуляторов, правила обращения с калькуляторами. Экран и клавиатура графического калькулятора. Принципы работы калькулятора. Внутреннее и внешнее устройство научного и графического калькуляторов.

\ Алгоритмы и исполнители Режим программирования графического калькулятора. Встроенный язык программирования графического калькулятора (ЯПК). Среда, функциональные клавиши, алфавит. Основные встроенные операторы (ввод-вывод, операции ЯПК, условный оператор, операторы повторения, операторы безусловного перехода), массивы, графические возможности ЯПК, структурное программирование).

Ч Режим вычислений научного и графического калькуляторов. Вычисление с использованием ячейки памяти. Режим решения уравнении, систем уравнений и неравенств научного и графического калькуляторов. Расчет таблицы значений и исследование функции на научном и графическом калькуляторе. Графический режим. Режим динамического графика.

Формализация н моделирование . J-

о * у -О--- -~> --> -> -> -> Обработка графики Графический режим. Использование стандартных функции для построения графиков. Задание основных параметров отображения графиков. Использование параметров «по умолчанию». Встроенный режим электронных таблиц графического калькулятора. Среда, режим работы, система команд и работа с данными в режиме электронных таблиц графического калькулятора. Использования режима подготовки проектов и презентации. Подключение к компьютеру при помощи кабеля USB. Подключение к другому калькулятору через трехпро-водной кабель. Передача и прием данных. Подключение к калькулятору внешьнх устройств. Устройство ЕА-200 и его основные особенности. Диапазон внешних условий. Проверка п калибровка прибора со стандартными датчиками. Основные операции при использовании ЕА-200 и FX-9860 в режиме «мультнметра». Основные датчики CASIO и их подключение к ЕА-200. Возможности измерений с помошью датчиков CASIO

Обработка текста

Обработка числовой информации Мультимедийные технологии Коммуникационные технологии

Рис. 4. Структура содержания обучения работе с малыми средствами информационных технологий на уроках информатики и ИКТ

с научным калькулятором; основные приемы работы с графическим калькулятором: • графическим режим, встроенный язык программирования, решение уравнении и систем уравнений, подготовка проектов и презентаций; мини-физическая лаборатория; измерения с помощью датчиков);

- профильного уровня, 10-11 классы (приемы работы с научным и графическим калькулятором: вычисление производной и интеграла; расчет таблицы значений и исследование функций; вычисления в статистическом режиме).

Разработанная в диссертации методика применения малых средств информационных технологий хорошо сочетается е базовым курсом информатики и ИКТ, позволяет не только обучить работе с МСИТ, по и расширить и углубить содержание школьного курса информатики и ИКТ в следующих содержательных линиях:

- 5-7 классы (информация и информационных процессов, представление информации, информационные технологии);

- 8-9 классы (алгоритмы и исполнители, информационные технологии, формализация и моделирование, компьютер как универсальное устройство обработки информации);

- 10-11 классы (алгоритмы и исполнители, информационные технологии, формализация и моделирование, представление информации).

Предложенная методика позволяет более полно реализовать требования стандарта в области практической направленности и межиредметпых связей информатики и других естественнонаучных учебных предметов и повысить качество и эффективность обучения.

В третьей главе «Апробации н внедрение результатов исследования» обоснован выбор констатирующего педагогического эксперимента. Апробация является ключевым звеном предложенной модели формирования рациональной методики обучения информатике и ИКТ и оказывает решающее значение на формирование содержание обучения в области применения МСИТ, его структуры. Согласно модели, процесс формирования содержания обучения и методики применения МСИТ носит итерационный . характер, апробация должна осуществляться регулярно на каждом витке итерации. Поэтому апробация результатов диссертационного исследования происходила па протяжении более чем 5 лет в результате опытно-экспериментальной работы по применению сначала научных, затем графических калькуляторов и периферийного оборудования в учебном процессе, которая осуществлялась с 2003 г. сначала на курсах повышения квалификации учителей в Московском институте открытого образования, затем с 2006 г. на базе Городского центра развития образования в Ярославле, Информационно-методического центра в городе Рыбинске, Краевого института переподготовки и повышения квалификации педагогических кадров в Хабаровске и филиале института в городе Комсомольск-иа-Лмуре.

Ключевым моментом создания экспериментальных площадок было создание полноценной системы повышения квалификации учителей-предметнпков по применению малых средств информационных технологий в школьном курсе информатики, математики, физики и других естественнонаучных школьных учебных предметов.

Согласно разработанной модели формирования рациональной методики обучения работе с МСИТ и этапам формирования содержания обучения эксперимента (рис. 3.), эксперимент строился в несколько этапов. Первый этап - формирующий. Во время пего отрабатывались основные концептуальные положения исследования, выделился ряд тем курсов математики, физики, информатики в которых целесообразно применять МСИТ, на которых отрабатывались основные методические идеи применения малых средств информационных технологий в обучении, разрабатывалась рабочая гипотеза эксперимента. Второй этап - исследовательский. Во время него была разработа-

па и отрабатывалась стратегия эксперимента, включающая оргапизациопио-тсхиологическую. методическую и апробацноипо-виелреическую составляющие, регулярно внедрялась и апробировалась методика применения малых средств информационных технологий как на уроках информатики п И 1С Г, гак и па уроках математики п физики. Это позволило сначала сформировать рациональное содержание нового курса информатики и ИКТ. а затем и разработать методику. Па третьем этапе отрабатывалась методика обучения работе с МСИТ.

В ходе экспериментальной работы выделены основные этапы и особенности применения учителями малых средств информационных технологий в учебном процессе: 1- стадия «настороженности». 2 - стадия «интереса», 3 - стадия «применения», которые характеризуются различным отношением учителей к применению калькуляторов в практике обучения (рис.5).

С использованием критерия х показано, что на высоком уровне достоверности 99% верпа гипотеза, что систематическое применение малых средств информационных технологий в обучении повышает познавательный интерес учащихся к предмету.

В ходе экспериментальной работы наблюдался значительный рост интереса учителей естественнонаучного цикла к новой технологии. На это указывает значительное увеличение числа учителей, применяющих малые средства информационных техно-

та

Рис. 6. Данные об участниках эксперимента

В процессе проведении эксперимента подтвердились следующие положения: после проведения курсов повышения квалификации растет количество учителей, регулярно применяющих малые средства информационных технологии па уроке;

- увеличилось число тем курсов информатики, математики, физики, где применяются МСИТ;

- применение предложенной методики ведет к росту педагогического мастерства и профессиональной квалификации учителей информатики;

- применение малых средств информационных технологии вызывает повышенный интерес учеников к обучению и оказывает положительное влияние на эмоциональный фон учащихся во время занятия;

процесс формирования навыков работы с малыми средствами информационных технологий должен осуществляться на уроках информатики начиная с 5 класса в логике непрерывного образовательного процесса и базироваться па принципах целостности, преемственности, системности, профессиональной направленности, мобильности;

введен не нового содержания по малым средствам информационных технологий существенно пе усложняет школьный курс информатики и ИКТ;

малые средства информационных технологий являются эффективным средством обучения информатики и ИКТ в сочетании с компьютерными технологиями;

- предложенная методика обучения при внесении некоторых дополнений позволяет построить альтернативный курс информатики и ИКТ для школ с ограниченным числом компьютеров или полным их отсутствием.

'основные результаты исследования

В процессе теоретического и экспериментального исследования в соответствии с его целыо и задачами получены следующие выводы и результаты:

1. Проведено комплексное системное исследование освоения и применения малых средств информационных технологий в обучении для реализации межпредметпых связен, которое показало место и роль данного средства обучения в школьном образовании, состоящее в его компактности и универсальности, возможности применения в качестве индивидуального переносного компьютерного средства '-^учения в составе современных интерактивных кабинетов информатики, математики, физики и других школьных естественнонаучных предметов, которое может значительно повысить качество и эффективность обучения; в необходимости обучение работе с ним на уроке информатики для решения учебных задач курса информатики и формирования умений и навыков работы с ним, носящих опережающий характер к содержанию курсов математики, физики и других естественнонаучных школьных предметов для их последующего успешного изучения.

2. Установлено, что процесс формирования рационального содержания обучения с использованием информационных технологий должен носить итерационный характер н основываться па учете содержания учебного предмета, дидактических возможностей информационных технологии и циклической разработке и апробации учебных и методических материалов.

3. Предложена модель формирования рациональной методики обучения работе с малыми средствами информационных технологий па уроках информатики, состоящая из двух процессов; процесса формирования рационального содержания обучения с использованием малых средств информационных технологий, учитывающего дидактические возможности технологии и направленного на развитие межпредметпых связей информатики с математикой и физикой, и процесса формирования рациональной методики обучения с использованием малых средств информационных технологий, носящего итерационный характер и направленного на разработку и апробацию учебных и методических пособий.

4. Разработана рациональная структура содержания нового курса информатики и ИКТ п области применения малых средств информационных технологии и методика обучения, выявленная путем нескольких итераций, состоящая из пропедевтического уровня (приемы работы с научным калькулятором: иллюстрация различных типов моделей: табличные, графические, формальные: основы моделирования с использованием ячейки памяти): базового уровня (внутреннее устройство калькуляторов; приемы работы с научным калькулятором; основные приемы работы с графическим калькулятором: графический режим, встроенный язык программирования, решение уравнении и систем уравнении, подготовка проектов и презентации: мпии-физичсская лаборатория: измерения с помощью датчиков): профильного уровня (приемы работы с научным и графическим калькулятором: вычисление производной и интеграла: расчет таблицы значении и исследование функций: вычисления в статистическом режиме). :

5. Определено, что методика обучения работе с малыми средствами информационных технологий расширяет и углубляет содержание школьного курса информатики в следующих содержательных линиях:

- информация и информационные процессы, представление информации, информационные технологии (5-7 кл.):

- алгоритмы и исполнители, информационные технологии, формализация п моделирование. компьютер как универсальное устройство обработки информации (8-9 кл.):

- алгоритмы и исполнители, информационные технологии, формализация и моделирование, представление информации (¡0-11 кл.).

6. Работоспособность рекомендаций диссертации подтверждена их апробацией и внедрением в ряде образовательных учреждении, в том числе: Московском институте открытого образования: Методических центрах Южного и Западного окружных управлений образования г. Москвы; Хабаровском краевом институте переподготовки и повышения квалификации педагогических кадров и его филиале в городе Комеомольск-па-Амуре; Городском центре развития образования в Ярославле.

Внедрение результатов диссертационного исследопапия в указанных выше образовательных учреждениях подтверждено актами, представленными в приложении диссертации.

Основные положения и выводы, содержащиеся в диссертации, дают основание считать, что задачи настоящего исследования решены, гипотеза подтверждена, а результаты внедрения позволяют утверждать, что исследование имеет реальную научную, теоретическую и практическую значимость.

Выполненное исследование открывает новые возможности для дальнейшей разработки вопросов методики применения малых средств информационных технологий в обучении как информатике, так и другим школьным предметам, например, математике. физике, экономике, химии. Настоящее исследование может служит), концептуальной и теоретической основой для дальнейшего научного поиска в направлении применения малых средств информационных технологий в обучении.

Основные положения диссертационного исследования отражены в 29 публикациях. основные из которых следующие:

Статьи в рецензируемых журналах ВАК

1. Помелова. М.С. Использование графических калькуляторов на уроках информатики [Текст] / М.С. Помелова. И.Е. Вострокпутов // Информатика и образование. 2007. - № 10. - С. 103-106. (авт.50%)

2. Помелова М.С. Место и возможности малых средств информационных технологий в средней общеобразовательной школе [Текст] / М.С. Помелова // Вестник

Российского университета дружбы народов. Серия Информатизация образования, 2007. - №1. - С. 40-46.

3. Помелова, М.С. Малые средства информационных технологий - новое направление информационных технологий образовательного назначения [Текст] / М.С. Помелова // Вопросы современной науки и практики Университет им. В.И Вернадского. Том I. Серия Гуманитарные науки, 2008 - №2( 12)/2008. - С. 92 - 95.

Статьи и тезисы докладов в сборниках трудов и материалах конференций

4. Помелова, М.С. Реализация линии алгоритмизации и программирования информатики с помощью малых средств информационных технологий [Текст] / М.С. Помелова М, И.Е. Вострокнутов // Информатизация образования - 2007: Материалы Международной научно-практической конференции. Часть 1,-Капу-га: Калужский государственный педагогический университет им. К.Э. Циолковского, 2007. - 287 - 290 с. (авт.50%)

5. Помелова, М.С, Дидактические возможности малых средств информационных технологий в обучении информатике [Текст] / М.С. Помелова // Современное образование: научные подходы, опыт, проблемы, перспективы: Материалы всероссийской научно-практической конференции. Под ред. доктора пед. наук, профессора М.А. Родионова - Пенза. 2007. - 209 - 210 с.

6. Помелова, М.С. Проблемы применения малых средств информационных технологий в школьном обучении [Текст] / М.С. Помелова // Актуальные проблемы математики и методики ее преподавания: Материалы заочной Всероссийской научно-практической конференции. Томск: Изд-во 'ГГПУ. 2007. - 72 - 74 с.

7. Помелова М.С. Малые вычислительные средства па уроках математики в средней школе [Текст] / М.С. Помелова // Современные информационные и телекоммуникационные технологии в образовании, науке и технике: Сборник материалов IV Межрегиональной научно-практической конференции. Под научной редакцией президента Ассоциации ученых г. Арзамаса, профессора Балакина М.Ф. - Арзамас: Издательство ОО «Ассоциация ученых г. Арзамаса», 2007. - 69 - 71 с.

8. Помелова, М.С. Методические особенности применения малых средств информационных технологий в обучении математике [Текст] / М.С. Помелова // Современные информационные и телекоммуникационные технологии в образовании, науке и технике: Сборник материалов IV Межрегиональной научно-практической конференции. Под научной редакцией президента Ассоциации ученых г. Арзамаса, профессора Балакина М.Ф. - Арзамас: Издательство ОО «Ассоциация ученых г. Арзамаса», 2007. - 72 - 73 с.

9. Помелова, М.С. Методические особенности применения малых средств информационных технологий в обучении информатике [Текст] / М.С. Помелова // Современные информационные и телекоммуникационные технологии в образовании, науке и ¡технике: Сборник- материалов IV Межрегиональной научно-практической конференции. Под научной редакцией президента Ассоциации ученых г. Арзамаса, профессора Балакина М.Ф. - Арзамас: Издательство ОО «Ассоциация ученых г. Арзамаса», 2007. - 74 - 75 с.

10. Помелова, М.С. Малые средства информационных технологий в образовательной системе сельской школы [Текст] / М.С. Помелова, И.Е. Вострокнутов // Современные информационно-коммуникационные технологии в дополнительном образовании сельских школ: сборник научных и методических работ Региональной научно-практической конференции / Под ред. М.И. Зайкипа, H.A. Шкнльмен-ской: АГПИ им. А.П. Гайдара, КФПГУ им. М.В. Ломоносова. - Арзамас: АГПИ, 2007. - 3 - 11 с. (авт.50%)

11. Помелова. М.С. Современное состояние п перспективы развития курсов повышения квалификации учителей - предметников в области применения малых средств информационных технологии [Текст] / М.С. Помелова // Современные информационно-коммуникационные технологии в дополнительном образовании сельских школ: сборник научных и методических работ Региональной паучпо-практичеекой конференции / Под ред. М.И. Зайкнпа. H.A. Шкпльмснской: АГМИ им. А.П. Гайдара. КФПГУ им. М.В. Ломоносова. - Арзамас: АГПИ. 2007. - 254 -257 с.

12. Помелова. М.С. Малые средства информатизации ц школьном курсе информатики [Текст] / М.С. Помелова. H.Ii. Вострокпутов // Педагогическая информатика. 2007. - №3. - С. 19-24. (авт.50%)

13. Помелова М.С. Малые средства информационных технологий в смешанном обучении [Текст] / М.С. Помелова, U.R. Вострокпутов // Смешанное и корпоративное обучение («СК02007»): Труды Всероссийского научно-методического симпозиума. - п. Дивиоморское. - Ростов п/Д: НПО ПН ЮФУ. 2007. - С. 185-186. (авт.50%)

14. Помелова. М.С. О возможностях использования научных калькуляторов в обучении математике / М.С. Помелова // Перспектива 5: Межвузовский сборник научных трудоп молодых ученых АГПИ им. А.П. Гайдара. - Арзамас: АГПИ. 2006. -С. 34-37.

15. Помелова. М.С. Применимость решений на основе малых средств информатизации к современным образовательным стандартам / М.С. Помелова// Компетспт-постпый подход в профессиональном образовании: проблемы и перспективы: Труды III Всероссийской научно-практической конференции преподавателей, аспирантов. соискателей п специалистов. - П.Новгород: ВГИПУ. 2006. - С. 62 - 65.

16. Помелова. М.С. Методическая система применения малых средств информационных технологий в обучении математики и другим школьным предметам [Текст] / М.С. Помелова. И.С. Вострокпутов // Информатизация сельской школы (Ипфоселыи-2006): Труды IV Всероссийского научно-методического симпозиума. - Анапа: ООО «Преес-Аташе». 2006. - С. 62 - 65. (авт.50%)

17. Помелова. М.С. Многоуровневая система повышения квалификации учителей математики в области применения малых средств информационных технологий [ Текст] / М.С. Помелова. H.Ii. Вострокпутов // Проблемы информатизации образования: региональный аспект: Материалы V Всероссийской научно-практической конференции. - Чебоксары. 2006. - С. 159- 161. (авт.50%)

18. Помелова М.С. Малые средства информационных 'технологий. Возможности применения в школьном курсе информатики, и информатизация образования [Текст] / М.С. Помелова. И.Е. Вострокпутов // Интеграция пауки, экономики и образования в решении социально-экономических образовательных проблем: Сборник научных статей. - М.: Российский университет кооперации. 2007. - С. 27-34. (авт.50%)

19. Помелова М.С. Как реализовать линию алгоритмизации и программирования с • помощью малых средств информационных технологий [Текст] / М.С. Помелова. И.Е. Вострокпутов // Интеграция науки, экономики п образования в решении социально-экономических образовательных проблем: Сборник научных статей. -М.: Российский универси тет кооперации. 2007. - С. 34 - 43. (авт.50%)

20. Помелова. М.С. Развитие липни информационных технологий на основе применения малых средств информационных технологий [Текст] / М.С. Помелова. H.Ii.

Вострокиутов // Ученые записки. Вып. 24. - М.: ИИО РАО, 2007. - С. 73-75. (ант.50%)

21: Помелова М.С. Потенциал малых средств информационных технологий в школьном обучении [Текст] / М.С. Помелова // Информационные и коммуникационные технологии в образовании и научной деятельности: материалы межрегиональной паучио-практнческоП конференции. - Хабаровск: ТОГУ, 2008. - С. 209-213.

22. Помелова М.С. Малые средства информационных технологий как эффективное средство развития творческих способностей школьников [Текст] / М.С. Помелова // Problrmes, exercices et jeux créatifs: actes du colloque. - Saint-Soiiin d'Arve, France: Edations du JIPTO, 2008. - C. 124 - 126.

23. Помелова, М.С. Методические аспекты применения малых средств информационных технологий в смешанном обучении [Текст] / М.С. Помелова, И.Е. Вострокиутов // Смешанное п корпоративное обучение («СКО-2008»): Труды Всероссийского научно-методического симпозиума. - г. Анапа. - Ростов н/Д: ИПО ПИ ЮФУ, 2008. - С. 52-53. (авт.50%)

24. Помелова, М.С. Возможности малых средств информатизации в сельской школе IТекст] / М.С. Помелова, И.Е. Вострокиутов // Информатизация сельской школы (Инфоссльш-2008): Труды V Всероссийского научно-методического симпозиума. - Анапа. М.: ООО «11ресс-Аташе», 2008. - С. 130 - 133. (авт.50%)

25. 1(омелова, М.С. Технология интегрированного обучения информатике и экономике в области применения малых средств информационных технологий [Текст]/ М.С. Помелова // Инновационная роль пауки и образования в управлении социально-экономическим прогрессом: сборник научных статей. - Арзамас: Арзамасский филиал Российского университета кооперации, 2008. - С. 106- 108.

Учебно-методические работы

26. Помелова, М.С. Вычисления па уроках математики с калькулятором CASIO 1х-82MS, lx-85MS, 1X-350MS, fx-95MS, Ix-IOOMS, I"x-I15MS, i"x-570MS, fx-991MS:

■ приложение к учебникам математики 5-11 классов общеобразовательных учебных заведений [Текст] / М.С. Помелова, И.Е. Вострокиутов. - М.: изд-во «Курс», 2007. - 91 с. (авт.50%)

27. Помелова, M.Cj Вычисления на уроках математики с калькулятором CASIO 1х-82ES, fx-85ES, fx-350ES, lx-570ES, fx-991 ES: приложение к учебникам математики 5-11 классов общеобразовательных учебных заведений [Текст] / М.С. Помелова, И.Е. Вост рокиутов. - М.: изд-во «Курс», 2007. -95 с. (авт.50%)

28. Помелова, М.С. Вычисления па Едином Государственном экзамене по физике с калькулятором CASIO fx-82ES, lx-85ES, 1V350ES, fx-570ES, fx-991 ES.: учебное пособие [Текст] / М.С. Помелова, И.Е. Вострокиутов. - М.: изд-во «Курс», 2007. -54 с. (авт.50%)

29. Помелова, М.С. Учимся программировать па графических калькуляторах CASIO FX-9860G: учебное пособие [Текст] / М.С. Помелова, И.Е. Вострокиутов. - М.: изд-во «Прпптберри», 2008. - 60 с. (авт.50%)

30. Помелова, М.С. Методические рекомендации по применению малых средств информационных технологий (научных и графических калькуляторов) в школьном курсе Информатики и ИКТ (базовый уровень) [Текст] / М.С. Помелова. - М.: изд-во «Курс», 2008. - 64 с.

Лицензия ИД №04436 от 03.04.2001. Подписано в печать: 12.01.2009 Формат 60x84/16. Усл. печ. листов: 1,5. Тираж 120 экз. Заказ № 321.

Издатель:

Арзамасским государственный педагогический институт им. Л.П.Гайдара I 607220, г. Арзамас, Нижегородская обл., ул. «.Маркса, 36

Участок оперативной печати АГПИ 607220, г. Арзамас, Нижегородская обл., ул. К.Маркса, 36

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Помелова, Мария Сергеевна, 2009 год

Введение.

Глава 1. Малые средства информационных технологий образовательного назначения. Применение малых средств информационных технологий в школьном курсе информатики, математики и дисциплинах естественно-научного цикла.

1.1. Модернизация отечественной системы образования, место и роль малых средств информационных технологий в новой системе образования

1.2. Эволюция идей применения вычислительных технических средств в средней школе с «доинформационной» эпохи и по настоящее время.

1.3. Мировая тенденция применения калькуляторов как малых средств информатизации образования.

1.4.Развитие линий современного школьного курса информатики, место малых средств информационных технологий в курсе информатики.

Глава 2. Методика обучения работе с малыми средствами информационных технологий в школьном курсе информатики и информационно-коммуникационных технологий и других естественно-научных дисциплин.

2.1. Концептуальные положения применения малых средств информационных технологий в обучении.

2.2. Модель формирования рациональной методики обучения работе с малыми средствами информационных технологий на уроках информатики.

2.3. Формирование нового содержания курса информатики и ИКТ в области применения малых средств информационных технологий.

2.4. Методика обучения работе с малыми средствами информационных технологий в пропедевтическом курсе информатики и ИКТ 5-7 классов.

2.5. Методика обучения работе с малыми средствами информационных технологий в базовом курсе информатики ИКТ 8-9 классов.

2.6. Методика обучения работе с малыми средствами информационных технологий в профильном курсе информатики и ИКТ в 10-11 классах.

2.7. Реализация знаний, умений и навыков работы с малыми средствами информационных технологий в обучении школьным естественно-научным предметам.

Глава 3. Апробация и внедрение результатов исследования.

3.1. Формирующая составляющая применения малых средств информационных технологий на уроках естественно-научного цикла.

3.2. Экспериментальная составляющая применения малых средств информационных технологий на уроках естественно-научного цикла.

Введение диссертации по педагогике, на тему "Методика обучения школьников на уроках информатики работе с малыми средствами информационных технологий"

Актуальность исследования. Современный этап развития общества характеризуется бурным развитием средств информационных технологий. Информационные технологии делают жизнь людей более содержательной, комфортной, способствуют повышению качества и эффективности труда, наполняют жизнь новым содержанием. Информационные технологии уже настолько глубоко вошли в повседневную жизнь, что многие люди воспринимают их как само собой разумеющееся, как вполне привычные предметы своего окружения. Цивилизованное человечество настолько привыкло к информационным технологиям, что уже не представляет себе без них полноценной жизни. Потеря возможности пользоваться информационными технологиями многими людьми воспринимается уже как серьезный дискомфорт.

Развитие информационных технологий ведет к развитию информатизации образования. Все это обуславливает изменение содержания школьного курса информатики и других естественно-научных дисциплин в сторону расширения применения информационных технологий. Соответственно развивается методика обучения информатике.

Большой вклад в развитие информатизации образования внесли Ваграменко Я.А., Зобов Б.И., Ин А.Х., Козлов O.A., Кравцова А.Ю., Монахов В.М., Роберт И.В. Значительное влияние на формирование современной методики обучения информатики оказали Андреев A.A., Гейн А.Г., Гурбович Л.Г., Добудько Т.В., Ершов А.П., Китаевская Т.Ю., Кузнецов Э.И., Лапчик М.П., Латышев В.Л., Оноков И.В., Поляков В.А., Пугач В.И., Семакин И.Г., Сухомлин В.А., Угринович Н.Д., Фридланд А.Я., Швецкий М.В. и др.

Традиционно понятие «информационные технологии» у большинства людей ассоциируется с персональными компьютерами, компьютерными, коммуникационными, в том числе Internet - технологиями. Но это не совсем верно. В последнее время наблюдается качественный рывок в развитии средств информационных технологий. Сейчас целесообразно говорить о спектре информационных технологий, уже явно выделились целые направления. В литературе уже употребляется термин не «информационные технологии», а «информационно-коммуникационные технологии», тем самым выделяя как самостоятельное коммуникационную составляющую. В последнее время мощное развитие получило направление портативных специализированных информационных технологий, ориентированных на решение конкретных прикладных задач. В ряде публикаций они получили название «малые средства информационных технологий (МСИТ)». Примерами таких технологий являются мобильные телефоны, МРЗ-плееры, смартфоны, карманные портативные компьютеры (КПК), электронные записные книжки, коммуникаторы. Примером малых средств информационных технологий, которые успешно применяются в обучении, являются современные научные и графические калькуляторы. Таким образом, под малыми средствами информационных технологий будем понимать специализированное вычислительное средство, обладающее встроенным программным обеспечением, рассчитанное на выполнение строго определенного круга задач в конкретной предметной области.

По сравнению с универсальными вычислительными средствами на основе персонального компьютера малые средства информационных технологий имеют ряд преимуществ. Они гораздо компактнее, более надежны, удобнее в эксплуатации и, что немаловажно, намного дешевле. Принципиальным отличием малых средств информационных технологий является то, что они рассчитаны на решение только определенного класса вычислительных задач и вся их электроника рассчитана на решение только этих вычислительных задач и не содержит лишней элементной базы. Поэтому малые средства информационных технологий всегда в несколько раз (в некоторых случаях и порядков) дешевле универсальных средств (компьютеров) и по критерию цена - качество решаемой вычислительной задачи, для которой они созданы, всегда намного эффективнее компьютеров. Например, оснащение даже каждого школьника в классе самым мощным графическим калькулятором обходится как минимум в 2 раза дешевле, чем бессерверный компьютерный класс на 10 машин. Причем затраты на содержание, модернизацию и программное обеспечение полностью отсутствуют.

Вычислительные возможности современных научных, а особенно графических калькуляторов настолько велики, что сейчас уже наблюдается смена терминологии. Все чаще их называют «микрокомпьютерами» или «математическими микрокомпьютерами». Графические калькуляторы (графические математические микрокомпьютеры) имеют жидкокристаллический дисплей с хорошими характеристиками, вполне достаточными для нормального отображения и исследования графиков самых разнообразных функций, они имеют язык программирования, похожий на Бейсик. К ним можно подключать различное проекционное оборудование — мультимедиа проекторы и жидкокристаллическую панель, разработанную CASIO для прокцирования изображения с помощью кодоскопа. К ним можно через специальное устройство (анализатор данных) стыковать датчики, и они превращаются в мини-физическую лабораторию. Причем время подготовки оборудования - от включения до, например, построения графиков функций или выполнения лабораторных опытов - составляет несколько секунд, что намного быстрее компьютера.

Считаем, что термин «математический микрокомпьютер», несмотря на то что он более точно отражает суть технологии, пока еще не вполне привычен в методике информатики. Поэтому, в дальнейшем, для удобства восприятия материала и во избежание разночтений предпочтем использование термина «калькулятор».

Если исключить сложные задачи, требующие специального программного обеспечения, а также задачи глубокого исследовательского характера (они практически не встречаются в системе образования), то нетрудно прийти к выводу, что возможности современных моделей калькуляторов для решения типичных школьных задач практически идентичны возможностям компьютеров. Поэтому при разумной постановке дела работа с калькулятором может стать этапом формирования информационной культуры наряду с освоением компьютера.

Малые средства информационных технологий — это хорошая возможность уже сейчас обеспечить индивидуальное взаимодействие каждого школьника с информационными технологиями на уроке информатики, а особенно на уроке математики, физики, химии, экономики и других школьных естественно-научных предметов, где регулярное применение компьютеров на сегодняшний день недостижимо.

Малые средства информационных технологий обладают большими дидактическими возможностями. Они могут значительно повысить качество и эффективность учебного процесса. Именно этим и объясняется то, что малые средства информационных технологий стали вполне привычным средством обучения в большинстве развитых странах мира, таких, как Япония, США, Германия, Франция, страны Скандинавии. На применение этой технологии ориентированы стандарты, учебные программы и учебники большинства развитых стран мира. Вопросы применения графических калькуляторов в обучении постоянно обсуждаются на международных научных симпозиумах и конгрессах. Так, например, на международном конгрессе ЮМЕ, посвященном вопросам обучению математике, проходившем летом 2005 г. в Копенгагене, в качестве одного из главных направлений развития методики обучения математике рассматривалось именно направление применения малых средств информационных технологий. В настоящее время в мире создано и создается много учебных и методических пособий по вопросам эффективного применения калькуляторов в обучении, расширению и углублению содержания математической подготовки, применению графических калькуляторов для демонстрации физических явлений и опытов и т.д. И процесс этот продолжается.

Отметим, что мировой опыт применения малых средств информационных технологий в обучении математике и ряду других школьных учебных дисциплин выглядит очень убедительно.

В нашей стране применение калькуляторов в школьной практике обучения начиналось практически одновременно с развитыми странами мира. В 80-х годах у нас были два грандиозных проекта МКШ1 и МКШ2, направленных на обучение школьников вычислениям с калькулятором. Вопросы применения калькулятора в отечественной практике обучения рассматривались Болтянским В.Г., Жалдаком М.И., Ионовым Г.Н., Ковалевым М.П., Кузнецовым Э.И., Монаховым В.М., Оксманом В.М., Рамским Ю.С., Саградяном М.К., Шварцбурдом С.И. и др.

К сожалению, в связи с негативными процессами, которые проходили в 90-х годах в нашей стране, в том числе и в системе образования, эти проекты не были реализованы.

В начавшуюся эпоху информатизации образования в нашей стране основная ставка была сделана на компьютеры, произошло повальное увлечение компьютерами, и малые средства информационных технологий как-то выпали из поля зрения методистов. Тем не менее в развитых странах направление применения малых средств информационных технологий в обучении развивалось наряду с компьютерными и коммуникационными технологиями и, следует сказать, развивалось очень успешно.

Несмотря на некоторое отставание нашей страны в этой области от мировых лидеров - Японии, США, Германии, Франции, стран Скандинавии, имеет место явная тенденция на широкое внедрение в недалеком будущем этой технологии в обычную школьную практику обучения. Это связано в первую очередь с тем, что на бытовом уровне обладание миниатюрными (карманными) узкоспециализированными компьютерами становится вполне привычным делом, они стали вполне доступны по цене. Кроме того, повальное «восторженное» увлечение компьютерами в нашей стране прошло, и в настоящее время специалисты обращают внимание на то, что существует такое компактное, дешевое, обладающее большими дидактическими возможностями средство, как малое средство информационных технологий. О них стали больше писать в периодической печати, ими всерьез заинтересовались ученые, методисты, руководители органов образования всех уровней, руководители учебных заведений и учителя. Малые средства информационных технологий становятся все более востребованными в школе. Явно выражена тенденция увеличения данных технологий в школах России. Так, например, школы г. Москвы и ряда регионов России оснащаются комплектами учебной техники на основе научных и графических калькуляторов в рамках национального проекта «Образование», на уровне федеральных и региональных поставок.

Однако весь колоссальный зарубежный опыт применения малых средств информационных технологий, большое количество учебников и методических пособий механически копировать на нашу систему обучения нецелесообразно. Дело в том, что отечественная система обучения отличается от иностранной, в первую очередь, своей научностью и фундаментальностью. Она до сих пор остается одной из лучших в мире и, соответственно, имеет ряд своих характерных особенностей. Имеющиеся методические наработки 80-х годов не годятся, поскольку изменились калькуляторы, пособия были ориентированы лишь на математику, появился новый предмет информатика, изменилась методика обучения, изменились ученики и учителя. Сейчас уровень информационной культуры учащихся очень высок, многие на бытовом уровне используют информационные технологии очень интенсивно, и калькулятор для них быстро становится привычным инструментом, таким как ручка, тетрадь, мобильный телефон, компьютер. Поэтому задача разработки методики обучения работе с малыми средствами информационных технологий на уроках информатики, включая учебные и методические пособия, ориентированная на опережающее рассмотрение и применение малых средств информационных технологий, является актуальной и своевременной.

Таким образом, в отечественной методической науке сформировался ряд противоречий. С одной стороны, имеется новое средство обучения, обладающее широкими дидактическими возможностями, имеется заинтересованность в нем у учителей информатики, математики, физики и ряда других школьных естественно-научных учебных дисциплин, готовых широко применять его в учебном процессе, имеются методики применения малых средств информационных технологий при обучении предметам естественно-научного цикла, что может способствовать повышению качества и эффективности обучения; с другой стороны, не разработана рациональная методика обучения школьников приемам работы с малыми средствами информационных технологий.

Выявленная группа противоречий определяет проблему исследования.

Объектом исследования является процесс обучения информатике и ИКТ в средней школе.

Предмет исследования - средства и методы обучения школьников работе с малыми средствами информационных технологий на уроках информатики и ИКТ.

Цель исследования - отбор содержания и разработка рациональной методики обучения работе с малыми средствами информационных технологий в школьном курсе информатики и ИКТ, включая учебные программы для школ и курсов повышения квалификации учителей, учебные пособия для учащихся и методические материалы для учителей для обучения работе с малыми средствами информационных технологий и последующего применения их в обучении математике и физике, а также для более полного выполнения образовательного стандарта и углубления межпредметных связей информатики со школьными естественно-научными дисциплинами, для повышения качества и эффективности учебного процесса.

В основу исследования положена гипотеза о том, что разработка рациональной методики обучения информатике и ИКТ, ориентированной на обучение работе с малыми средствами информационных технологий в школьном курсе информатики и ИКТ и носящей опережающий характер по отношению к содержанию курсов математики, физики и других школьных естественно-научных учебных дисциплин, и последующее их применение позволит повысить качество и эффективность обучения, более полно выполнить требования образовательного стандарта по информатике и ИКТ.

Для достижения поставленной цели и доказательства гипотезы исследования определены следующие задачи исследования:

1. Проанализировать современное состояние отечественной системы образования и выявить место информационных и коммуникационных технологий в новой системе образования.

2. Исследовать отечественный и мировой опыт применения малых средств информационных технологий, определить их перспективы в отечественной системе образования.

3. Обосновать роль малых средств информационных технологий в школьном курсе информатики и ИКТ.

4. Сформулировать концептуальные положения применения малых средств информационных технологий в обучении.

5. Проанализировать методические системы обучения информатике и раскрыть процесс выявления рационального содержания курса обучения с учетом дидактических возможностей информационных технологий.

6. Построить модель формирования рациональной методики обучения работе с малыми средствами информационных технологий в школьном курсе информатики и ИКТ.

7. Выявить рациональное содержание методики обучения работе с малыми средствами информационных технологий в курсе информатики и ИКТ и его структуру.

8. Разработать методику обучения работе с малыми средствами информационных технологий на уроках информатики и ИКТ, включая методическое обеспечение для обучения работе с малыми средствами информационных технологий в курсе информатики и ИКТ, направленную на решение основных задач курса, а также на углубление и расширение школьного курса информатики и ИКТ в области практической направленности и расширение межпредметных связей информатики и естественно-научных школьных предметов.

9. Провести апробацию результатов исследования.

Методологическими основами настоящего исследования, проводившегося в области теории и методики обучения информатике, а также на стыке наук и имеющего междисциплинарный характер явились работы: в области методики обучения информатике (Бешенков С.А., Босова JI.JI., Гейн А.Г., Ершов А.П, Каймин В.А., Лапчик М.П., Макарова Н.В., Роберт И.В., Семакин И.Г, Угринович Н.Д., Хеннер Е.К.); в области программированного обучения (Архангельский С.И., Берг А.И., Ланда Л.Н., Талызина Н.Ф. и др.); в области информатизации образования (Андреев A.A., Бубнов В.А., Ваграменко Я.А., Зайнутдинова Л.Х., Зобов Б.И., Козлов O.A., Колин К.К., Кравцов A.A., Кравцова А.Ю., Кузнецов

A.A., Кузнецов Э.И., Лапчик М.П., Могилев A.B., Пак Н.Э., Панюкова C.B., Роберт И.В., Румянцев И.А., Софронова Н.В.), в области применения малых средств информационных технологий в обучении (Абрамов A.M., Болтянский

B.Г., Вострокнутов И.Е., Грудзинский A.B., Зильберман А.Р., Ковалев М.П., Минаева С.С., Смекалин Д.О., Темнов А.Н., Шварцбурд С.И.).

Для решения поставленных задач применялись следующие методы исследования: изучение и анализ нормативных документов, психолого-педагогической, учебно-методической, технической литературы по проблематике исследования; анализ программ, учебников, учебных пособий по информатике, математике, физике; анализ отечественного и зарубежного опыта использования малых средств информационных технологий в обучении; наблюдение и беседы с учителями; интервьюирование и анкетирование учителей и учащихся; констатирующий педагогический эксперимент, статистическая обработка и анализ проведенного эксперимента.

Теоретическая значимость проведенного исследования заключается в следующем: доказано, что применение малых средств информационных технологий в обучении информатике и ИКТ позволяет раскрыть основные задачи курса, существенно расширить и углубить содержание курса в области практической направленности, расширить межпредметные связи информатики и естественно-научных школьных предметов.

Научная новизна исследования заключается в следующем:

- раскрыт процесс формирования рационального содержания курса обучения с учетом дидактических возможностей информационных технологий;

- разработана модель формирования рациональной методики обучения работе с малыми средствами информационных технологий на уроках информатики, направленная на развитие межпредметных связей информатики, математики и физики;

- определено, в каких конкретных разделах математики, физики, информатики является эффективным применение малых средств информационных технологий;

- выделена структура и рациональное содержание обучения работе с малыми средствами информационных технологий в новом курсе информатики и ИКТ.

Практическая значимость исследования:

- разработано методическое обеспечение применения малых средств информационных технологий в школьном курсе информатики и ИКТ;

- разработана и апробирована серия учебных пособий по применению малых средств информационных технологий в школьных курсах информатики и ИКТ, математики с 5 по 11 классы, а также для подготовки к единому государственному экзамену по физике с использованием научного калькулятора;

- разработано методическое пособие по применению малых средств информационных технологий в курсе информатики и ИКТ (базовый уровень) с 5 по 11 классы, что позволяет методически правильно построить обучение работе с малыми средствами информационных технологий на уроках информатики и ИКТ.

Достоверность и обоснованность основных положений и выводов диссертационного исследования основываются на методологической базе программированного обучения, фундаментальных понятиях цифровой обработки информации, количественных оценках результатов мониторинга учащихся, осваивающих работу с калькуляторами, экспертных оценках заинтересованности учителей в применении данной технологии.

Этапы исследования.

I этап (2000-2003гг.)\ анализ состояния научно-педагогических исследований и технологических разработок в области применения малых средств информационных технологий в обучении информатике, математике и другим школьным естественно-научным предметам.

II этап (2003-2007гг.): формулировка концептуальных положений по применению малых средств информационных технологий в обучении; разработка методической системы обучения информатике и ИКТ в области применения малых средств информационных технологий, включая методическое пособие по применению малых средств информационных технологий в курсе информатики и ИКТ, учебных пособий по информатике и ИКТ, математике, подготовке к единому экзамену по физике; апробация и доработка материалов.

III этап (2007-2008 гг.): апробация и внедрение результатов исследования.

Апробация исследования осуществлялась в ходе длительной теоретической и экспериментально-практической работы, проводившейся соискателем в Московском институте открытого образования, в методических центрах Южного и Западного окружных управлений образования и более 100 школах г. Москвы, городском центре развития образования г. Ярославля и школах города Ярославля, Информационно-образовательном центре г. Рыбинска и школах города Рыбинска, в Хабаровском краевом институте переподготовки и повышения квалификации педагогических кадров и его филиале в г. Комсомольск-на-Амуре, школах г. Хабаровска, Комсомольска-на-Амуре и Хабаровского края.

Основные результаты теоретических исследований докладывались и были одобрены на следующих конференциях: Окружной конференции «Школьный калькулятор» (г. Москва, 2006 г.); Краевой научно-практической конференции «Информационно-коммуникационные технологии в образовании Хабаровского края - 2006» (г. Хабаровск, 2006 г.); Краевой научно-практической конференции «Информационные и коммуникационные технологии в образовании Хабаровского края - 2007: опыт и перспективы развития» (г. Хабаровск, 2007 г.); Межокружной научно-практической конференции «Опыт и перспектива применения малых средств информационных технологий в обучении математике, физике и другим школьным предметам естественно-научного профиля» (г. Москва, 2007 г.); Установочной конференции «Применение малых средств информатизации (графических и научных калькуляторов) для повышения качества обучения предметам естественно-математического цикла» (г. Ярославль, 2007 г.); Установочной конференции «Применение малых средств информатизации (графических и научных калькуляторов) для повышения качества обучения предметам естественно-математического цикла» (г. Рыбинск, 2007 г.); Установочной конференции «Применение малых средств информатизации (графических и научных калькуляторов) для повышения качества обучения предметам естественно-научного цикла» (г. Хабаровск, 2007 г.); Установочной конференции «Применение малых средств информатизации (графических и научных калькуляторов) для повышения качества обучения предметам естественно-научного цикла» (г. Комсомольск-на-Амуре, 2007 г.); Межрегиональной научно-практической конференции «Современные информационные и телекоммуникационные технологии в образовании, науке и технике» (г. Арзамас, 2005-2008 гг.); Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы информатизации образования: региональный аспект» (г. Чебоксары, 2007 г.); Международной научно-практической конференции «Информатизация образования 2007» (г. Калуга, 2007 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Информационные и коммуникационные технологии в общем, профессиональном и дополнительном образовании» (г. Москва, 2007 г.); Научно-практической конференции «Взаимосвязь науки и образования в решении социально-экономических проблем» (г. Арзамас, 2007-2008 гг.); Всероссийской научно-практической конференции «Современные информационно-коммуникационные технологии в дополнительном образовании сельских школьников» (г. Коряжма, 2007 г.); Всероссийском научно-методическом симпозиуме «Информатизация сельской школы» (г. Анапа, 2008 г.); Всероссийском научно-методическом симпозиуме «Смешанное и корпоративное обучение» (г. Анапа, 2008 г.).

Внедрение результатов исследования. В настоящее время результаты исследования внедрены в Московский институт открытого образования; в методические центры Южного и Западного окружных управлений образования г. Москвы; в Хабаровский краевой институт переподготовки и повышения квалификации педагогических кадров и его филиале в городе Комсомольск-на-Амуре; в Городской центр развития образования в Ярославле и Информационно-методический центр в городе Рыбинске.

Положения, выносимые на защиту: 1. Процесс формирования рационального содержания курса обучения с применением информационных технологий, построенный с учетом дидактических возможностей информационных технологий;

2. Модель формирования рациональной методики обучения работе с МСИТ, построенная с учетом процесса выявления рационального содержания курса обучения с применением МСИТ, направленная на расширение и углубление межпредметных связей информатики, математики и физики;

3. Рациональная структура содержания нового курса информатики и ИКТ в области применения МСИТ, построенная на основе модели обучения работе, с МСИТ и выявленного содержания нового курса информатики и ИКТ, состоящая из нескольких уровней: пропедевтический (5-7 классы), базовый (89 классы), профильный (10-11 классы);

4. Рациональная методика обучения информатики и ИКТ в области применения МСИТ на основе модели обучения работе с МСИТ и структуры содержания нового курса информатики и ИКТ; позволяют обучить работе с МСИТ, расширить и углубить содержание всех содержательных линий информатики, а также школьного курса математики, физики, более полно реализовать требования стандарта в области практической направленности и межпредметных связей информатики и других естественнонаучных учебных предметов и повысить качество и эффективность обучения.

Объем и структура диссертации определены логикой исследования и последовательностью решения его задач. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографии из 158 наименований и 8 приложений. Основной текст диссертации составляет 162 страницы и содержит 15 таблиц, 43 рисунка. Общий объем диссертации (с приложениями) 214 страниц.

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

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

ИССЛЕДОВАНИЯ

В процессе теоретического и экспериментального исследования в соответствии с его целью и задачами получены следующие выводы и научные результаты:

1. Проведено комплексное системное исследование освоения и применения малых средств информационных технологий в обучении для реализации межпредметных связей, которое показало место и роль данного средства обучения в школьном образовании, состоящее в его компактности и универсальности, возможности применения в качестве индивидуального переносного компьютерного средства обучения в составе современных интерактивных кабинетов информатики, математики, физики и других школьных естественнонаучных предметов, которое может значительно повысить качество и эффективность обучения; в необходимости обучения работе с ним на уроке информатики для решения учебных задач курса информатики и формирования умений и навыков работы с ним, носящих опережающий характер к содержанию курсов математики, физики и других естественнонаучных школьных предметов для их последующего успешного изучения.

2. Установлено, что процесс формирования рационального содержания обучения с использованием информационных технологий должен носить итерационный характер и основываться на учете содержания учебного предмета, дидактических возможностей информационных технологий и циклической разработке и апробации учебных и методических материалов.

3. Предложена модель формирования рациональной методики обучения работе с малыми средствами информационных технологий на уроках информатики, состоящая из двух процессов: процесса формирования рационального содержания обучения с использованием малых средств информационных технологий, учитывающего дидактические возможности технологии и направленного на развитие межпредметных связей информатики с математикой и физикой, и процесса формирования рациональной методики обучения с использованием малых средств информационных технологий, носящего итерационный характер и направленного на разработку и апробацию учебных и методических пособий.

4. Разработана рациональная структура содержания нового курса информатики и ИКТ в области применения малых средств информационных технологий и методика обучения, выявленная путем нескольких итераций, состоящая из пропедевтического уровня (приемы работы с научным калькулятором; иллюстрация различных типов моделей: табличные, графические, формальные; основы моделирования с использованием ячейки памяти); базового уровня (внутреннее устройство калькуляторов; приемы работы с научным калькулятором; основные приемы работы с графическим калькулятором: графический режим, встроенный язык программирования, решение уравнений и систем уравнений, подготовка проектов и презентаций; мини-физическая лаборатория; измерения с помощью датчиков); профильного уровня (приемы работы с научным и графическим калькулятором: вычисление производной и интеграла; расчет таблицы значений и исследование функций; вычисления в статистическом режиме).

5. Определено, что методика обучения работе с малыми средствами информационных технологий расширяет и углубляет содержание школьного курса информатики в следующих содержательных линиях:

- информация и информационные процессы, представление информации, информационные технологии (5-7 кл.);

- алгоритмы и исполнители, информационные технологии, формализация и моделирование, компьютер как универсальное устройство обработки информации (8-9 кл.);

- алгоритмы и исполнители, информационные технологии, формализация и моделирование, представление информации (10-11 кл.).

6. Обнаружено, что разработанная методика позволяет реализовать требования стандарта в области практической направленности и межпредметных связей информатики и других естественно-научных учебных предметов и повысить качество и эффективность обучения.

7. Работоспособность рекомендаций диссертации подтверждена их апробацией и внедрением в ряде образовательных учреждений, в том числе: Московском институте открытого образования; Методическом центре Южного окружного управления образования г. Москвы; Методическом центре Западного окружного управления образования г. Москвы; Хабаровском краевом институте переподготовки и повышения квалификации педагогических кадров и его филиале в городе Комсомольск-на-Амуре; Городском центр развития образования' в Ярославле.

Внедрение результатов диссертационного исследования в указанных выше образовательных учреждениях подтверждено актами, представленными в приложении 8 диссертации.

Основные положения и выводы, содержащиеся в диссертации, дают основание считать, что задачи настоящего исследования решены, гипотеза подтверждена, а результаты внедрения позволяют утверждать, что исследование имеет реальную научную, теоретическую и практическую значимость.

Выполненное исследование открывает новые возможности для дальнейшей разработки вопросов методики применения малых средств информационных технологий в обучении как информатике, так и другим школьным предметам, например, математике, физике, экономике, химии. Настоящее исследование может служить концептуальной и теоретической основой для дальнейшего научного поиска в направлении применения малых средств информационных технологий в обучении.

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Помелова, Мария Сергеевна, Арзамас

1. Агапова, О.И. О трех поколениях компьютерных технологий обучения Текст. / О.И. Агапова, А.О.Кривошеев, A.C. Ушаков // Информатика и образование. - 1994. - № 2. - С. 34-40.

2. Алимов, Ш.А. Алгебра, Геометрия: Пробный учеб. для 8 кл. общеобразовзт. учреждений Текст. / Ш.А. Алимов [и др.]. 2-е изд., дораб. - М.: Просвещение,1984.-303 с.

3. Алимов, Ш.А. Алгебра: Проб, учебник для 8 кл. сред. шк. Текст. / Ш.А. Алимов [и др.]. 6-е изд. - М.: Просвещение, 1990. - 288 с.

4. Алимов, Ш.А. Алгебра: Учеб. для 8 кл. общеобразоват. учреждений Текст. / Ш.А. Алимов [и др.]. 6-е изд., дораб. - М.: Просвещение, 1984. - 255 с.

5. Алимов, Ш.А. Алгебра: Учеб. для 9 кл. сред. шк. Текст. / Ш.А. Алимов [и др.]. М.: Просвещение, 1992. - 223 с.

6. Алимов, Ш.А. Алгебра: Учеб. для 10-11 кл. сред. шк. Текст. / Ш.А. Алимов [и др.]. 2-е изд. - М.: Просвещение, 1993. - 254 с.

7. Антипов, И.Н. Методические рекомендации по обучению учащихся элементарным приемам работы на микрокалькуляторе "Электроника МКШ-2" Текст. / И.Н. Антипов [и др.]. М.: НИИ школ, 1983. - 28 с.

8. Антипов, И.Н. Обучение учащихся VII класса работе на микрокалькуляторе Текст. / И.Н. Антипов, O.A. Боковнев, B.JI. Шамшурин // Математика в школе.1985. №3. - С. 33 -36.

9. Антипов, И.Н. Обучение учащихся средних ПТУ вычислениям на микрокалькуляторе: Методические рекомендации Текст. / И.Н. Антипов, С.С. Минаева. -М.: Высшая школа, 1982.-47 с.

10. Антипов, И.Н. Основные приемы вычислений на микрокалькуляторе «Электроника БЗ-18А» Текст. / И.Н. Антипов. М.: Высшая школа, 1980. - 19 с.

11. Антипов, И.Н. Программирование на микрокалькуляторе "Электроника МК-64". Кн. для уч. 8-10 кл. ср. шк. Текст. / И.Н. Антипов М.: Просвещение, 1988. - 64 с.

12. Бабанский, Ю.К. Методы обучений в современной общеобразовательной школе Текст. / Ю.К. Бабанский. М.: Просвещение, 1985. -208 с.

13. Балк, М.Б. О некоторых особенностях решения уравнений с помощью микрокалькулятора Текст. / М.Б. Балк, A.A. Полухин // Математика в школе. -1983.-№5.-С. 35-39.

14. Берг, А.И. Кибернетика методологические проблемы Текст. / А.И. Берг [и др.]. // Вестник АН СССР - 1971. - № 9. - С. 45-54.

15. Берг, А.И. Кибернетика и научно-технический прогресс Текст. / А.И. Берг, Б.В. Бирюков // Кибернетика и научно-технический прогресс (к 75-летию академика А.И. Берга). М.: Знание, 1968. - С. 28-48.

16. Берг, А.И. Кибернетика против теологии Текст. / А.И. Берг [и др.]. //

17. Науки о неорганической природе и религия. М.: Наука, 1973. - С. 101-115.

18. Берг, А.И. Состояние и перспективы развития программированного обучения Текст. / А.И. Берг. М.: «Знание», 1966. - 27 с.

19. Беспалько, В.П. Программированное обучение. Дидактические основы Текст. / В.П. Беспалько. М.: Высшая школа, 1970. - 300 с.

20. Блох, А.Ш. Программирование на микрокалькуляторах Текст. / А.Ш. Блох, А.И. Павловский, В.Б. Пенкрат. Минск: Вышэйш. шк., 1981. - 192 с.

21. Болтянский, В.Г. Микрокалькулятор в начальных классах Текст. / В.Г. Болтянский, Э.В. Григорян // Математика в школе. 1983. - №5. - С. 24-29.

22. Болтянский, В.Г. Использование микрокалькуляторов в обучении математике Текст. / В.Г. Болтянский [и др.]. М.: Просвещение, 1990. - 208с.

23. Бороненко, Т.А. Методика обучения информатике. Специальная методика: Учеб. пособие для студентов Текст. / Т.А. Бороненко, Н.И. Рыжова Спб.: РГПУ им. Герцена, 1997. - 134 с.

24. Босова, JI.JL Информатика: Рабочая тетрадь для 5 класса Текст. / Л.Л.Босова. 5-е изд. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. - 208с.

25. Босова, Л.Л. Информатика: Рабочая тетрадь для 6 класса Текст. / Л.Л. Босова. 4-е изд. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. - 118с.

26. Босова, Л.Л. Информатика: Учебник для 5 класса Текст. / Л.Л. Босова. 5-е изд. -М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. - 192с.

27. Босова, Л.Л. Информатика: Учебник для 6 класса Текст. / Л.Л. Босова. 5-е изд. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. - 208с.

28. Босова, Л.Л. Уроки информатики в 5-6 классах: Методическое пособие Текст. / Л.Л. Босова, А.Ю. Босова. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний; 2004.-256 с.

29. Брадис, В.М. Четырехзначные математические таблицы: Для сред. шк. Текст. / В.М. Брадис. 57-е изд. - М.: Просвещение, 1990. - 95 с.

30. Виленкин, Н.Я. Микрокалькулятор школьнику Текст. / Н.Я. Виленкин, В.М. Оксман, С.И. Шварцбурд. -М.: Просвещение, 1986. - 96 с.

31. Вишнякова, С.М. Профессиональное образование. Словарь. Ключевые понятия, термины, актуальная лексика Текст. / С.М. Вишнякова. М.: НМЦ СПО, 1999.-538 с.

32. Возможности современных калькуляторов CASIO в обучении математике и других учебных предметов в средней школе Текст. // Учительская газета. №38 (9911) от 17 сентября 2002. - С. 20.

33. Вострокнутов, И.Е. Вычисления на уроках математики с калькулятором CASIO fx-82ES, &-85ES, &-350ES, &-570ES, ix-991ES: