автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Моделирование информационной среды как технологическая основа обучения математике

Содержание диссертации автор научной статьи: доктора педагогических наук, Поздняков, Сергей Николаевич, 1998 год

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ПОНЯТИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ СРЕДЫ ОБУЧЕНИЯ.

§ 1. Различные формы представления знания как основа моделирования обучения математике.

1. 1. Использование аналогов (образов, физических моделей).

1. 2. Операционное представление знаний.

1. 3. Инструментальная форма представления знания.

1. 4. Представление знания внутрипредметными связями.

1. 5. Визуальное представление знаний.

1. 6. Задачи и их решения.

1. 7. Вербальное представление знаний.

Выводы к

§ 1.

§ 2. Функции информационных сред.

2. 1. Моделирование, структурирование и сохранение метод, опыта.

2. 2. Передача методического опыта.

2. 3. Технологизация учебного процесса.

2. 4. Обеспечение познавательной свободы и развития обучаемого

2. 5. Социализация практического мышления ученика.

Выводы к

§ 2.

§ 3. Классификация обучающих сред.

3. 1. Структурирование обучающих сред.

3. 2. Особенности информационных сред для разных видов обучения 99 3. 3. Роль информационной среды в обеспечении свободы развития обучаемого.

Выводы к

§ 3.

ГЛАВА II. КОНСТРУИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ СРЕД.

§ 1. Обзор концепций использования компьютера в обучении.

§ 2. Моделирование традиционных сред обучения математике.

§ 3. Конструирование информационной среды обучения математике

§ 4. Использование специфических возможностей компьютера.

§ 5. Перенос предметной среды.

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ II.

ГЛАВА III ПРОЦЕСС ОБУЧЕНИЯ МАТЕМАТИКЕ В ИНФОРМАЦИОННОЙ СРЕДЕ

§ 1. Анализ взаимодействия ученика с традиционными дидактическими средствами.

1. 1. Дидактическое окружение ученика.

1. 2. Влияние парадигмы обучения на взаимодействие учителя и ученика в традиционной среде обучения.

§ 2. Использование компьютерных моделей среды в обучении математике

2. 1. Взаимодействие ученика со средой «Базы данных».

2. 2. Взаимодействие ученика с имитационными моделями.

2. 3. Взаимодействие ученика с моделирующими программами.

2. 4. Компьютерный инструментарий.

2. 5. Взаимодействие ученика со средой типа «микромир».

2. 6. Взаимодействие ученика с экспертной системой.

2. 7. Взаимодействие ученика с диагностическими программами, тренажерами, электронными учебниками.

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ III.

ГЛАВА IY ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.

§ 1. Преподавание математики в школе.

§ 2. Преподавание математики в вузе.

§ 3. Пропедевтика математики в начальной школе.

§ 4. Преподавание информатики в школе (предметный аспект).

§ 5. Электронное издание учебных материалов.

§ 6. Индивидуальное и дистанционное обучение.

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ IY.

Введение диссертации по педагогике, на тему "Моделирование информационной среды как технологическая основа обучения математике"

Причинами, побудившими провести данное исследования стали следующие противоречия, возникшие в течение последних 10-15 лет и постепенно все более ясно проявляющиеся в системе образования в целом и в преподавании математики в частности.

Новые целевые установки в системе образования приоритетом делают человеческую личность. На первое место выходят факторы, связанные с развитием интеллекта обучаемого - продуктивной составляющей обучения математике. Методы продуктивного обучения математике требуют для своей реализации гораздо больше ресурсов, чем методы репродуктивного обучения. Они нетехнологичны. На практике преподаватели их используют крайне мало. Таким образом, имеет место противоречие между общими целями образования и существующими средствами достижения этих целей.

Развитие математического обеспечения компьютера привело к обесцениванию ряда практических умений и навыков, традиционно относимых к результатам обучения математике. В то же время на этих умениях и навыках построены существующие методы обучения математике. Таким образом, налицо противоречие между одной из важнейших целей обучения математике - передачей математической культуры - и меняющейся средой процесса обучения математике.

Быстрая информатизация общества привела к тому, что все большая доля населения работает с информационными технологиями. Возникла новая сфера деятельности - работа с компьютерными инстументами, -которые моделируют практически любую предметную область. Молодые люди зачастую обучаются профессиональным знаниям, минуя учителя, непосредственно общаясь с профессиональной предметной средой. В то же время в условиях классного обучения ученики практически лишены возможности быть инициаторами процесса обучения. Постепенно сформировалось противоречие между мотивацией обучаемых, владеющих общими приемами общения с информационной средой, и предлагаемыми им методами обучения в школе.

Развитие информационных технологий вызвало изменения и в сфере сохранения и передачи социального опыта. Появилась новая форма носителей общественно-значимого опыта: программное обеспечения данной области деятельности. Такое представление сохраняет опыт в естественной операционной форме и в естественной содержательной среде. В неменьшей мере это относится и к областям деятельности, связанным с обучением. Несомненно, что передача педагогического опыта - задача огромной важности. Ее решение связано с преодолением барьера субъективности и нетехнолог^чноеГи. В то же время внимания аспекту технологичности в передаче методического опыта уделяется недостаточно. Таким образом, сложилось противоречие между формами сохранения и передачи методического и педагогического опыта и теми возможностями, которые дают новые информационные технологии.

Использование информационных технологий в процессе обучения порождает еще одно противоричие. Традиционно у преподавателя всегда имелись достаточно ограниченные дидактические средства для поддержки учебного процесса, которые преподаватель создавал и подбирал "под себя", тем самым инициируя учеников подстраиваться под эту систему. Возможность перенесения опыта в операционной форме позволяет моделировать работу различных преподавателей, реализовывать различные установки преподавателя. Возникает противоречие между обилием педагогических возможностей и отсутствием как опыта, так и теоретических осмыслений этой ситуации.

Перечисленные противоречия были выделены на основе полученных эмпирических данных о результативности процесса обучения математике, изучения практики использования компьютерных технологий в процессе обучения, теоретического анализа разнообразных литературных источников (монографий, статей, учебных пособий, документов). Важность выделенных противоречий определяется тем, что острота их продолжает расти.

Методологическая основа исследования

Источниками исследования служат работы в области науковедения и педагогики, посвященные системному подходу и моделированию как методу научного исследования в сфере образования; работы ученых методистов-математиков по различным аспектам преподавания математики; работы психологов и философов, раскрывающих психологические особенности взаимодействия обучаемого с инструментом; работы педагогов в области новых информационных технологий.

Другим источником исследования является почти 20-летний собственный опыт педагогической и исследовательской работы в области преподавания математики, из которых около 10 лет посвящено изучению роли компьютера в обучении математике.

Предпосылки исследования

Предпосылками нашего исследования явились как результаты проведенных ранее исследований по проблемам обучения математике в средней школе, так и преобразования, происходящие в сфере использования компьютерных технологий обучения.

Практические предпосылки

К практичеким предпосылкам исследования можно отнести те изменения, которые происходят в общественном сознании и информационной среде человека в связи с широким распространением персональных компьютеров.

Другими практическими предпосылками являются те преобразования, которые связаны с появлением закона об образовании. К ним относится развитие новых форм обучения, таких как индивидуальное и дистанционное обучение. Большое влияние на проведение нашего исследования оказал рост внимания общества к развивающим методам обучения, к так называемому продуктивному обучению.

Научно-теоретические предпосылки

К научно-теоретическим предпосылкам исследования относятся:

1) психологические особенности развития личности в процессе обучения: особенности развивающего обучения (Выготский JI.C., Давыдов В.В., Монтессори М., Пантина Н.С. , Пиаже Ж. и др.), особенности различных видов мышления (Арнхейм Р. и др. - визуальное мышление, Кудрявцев Т.В. и др. - техническое мышление, Адамар Ж. и др. - математическое творчество и др.), особенности формирования новых знаний (Выготский JI.C., Гальперин П.Я. и т. д. ), особенности познавательной деятельности учащихся (Пидкасистый П.И., Тихомиров А.К., Фридман Л.М., Эльконин Д.Б. и др.), разработка технологий личностно-ориентированного обучения (Холодная М.А., Якиманская И.С. и др.);

2) методологические основы обучения математике (Пуанкаре А. -философия математики, Александров А.Д., Глейзер Г.Д., Гусев В.А., Дьедонне Ж. и др. - обучение геометрии, Арнольд В.И., Зельдович Я.Б., Яглом И.М. и др.

- обучение математическому анализу, Колмогоров А.Н. и др. - общие принципы обучения математике и т. д. .);

3) различные подходы к определению методов обучения математике (Башмаков М.И., Крылов А.Н., Фейнман Р. и др. - использование физической интерпретации математического аппарата, Пойа Д., Колягин Ю.М., Крупич В.И. и др. - опора на эвристическую деятельность учащихся, формирование приемов учебной деятельности, Виленкин Н.Я. и др., - управление деятельностью ученика посредством системы задач, Пейперт С. - введение в обучение математике "умных вещей" и т. д.).

4) оснбвные направления развития новых информационных технологий обучения (Леднев B.C., Матросов В.Л., Роберт И.В. и др. - тенденции развития средств обучения, изучение педагогической целесообразности использования программных средств, Извозчиков В.А. и др. моделирование педагогической информационной среды, Монахов В.М. и др.

- технологии проектирования и конструирования учебного процесса,

Ваграменко А.Я. - использование программных средств для аккумулирования педагогического опыта, Пейперт С. и др. - использование предметных микромиров, Спиваковский А. - объектно-ориентированный подход к разработке педагогических программных средств и т. д.).

В течение последних лет, когда работа над теоретической частью исследования была практически закончена, появились монографии по психологическим", методологическим и дидактическим аспектам информационных сред обучения, которые подтвердили актуальность выбранной темы исследования.

Первая из этих работ ( М.А. Холодная. Психология интеллекта: парадоксы исследования) посвящена психологическим аспектам развития интеллекта и психологическим основам конструирования учебной информации. В ней поднимается проблема интеллектоемких технологий преподавания, а интеллект определяется как форма организации ментального (умственного) опыта индивидуума. Реализация интеллектоемких технологий преподавания подразумевает существенно большую индивидуализацию обучения и интеллектуальную свободу обучаемых, чем та, на которой построены методы массового обучения в школе.

Во второй из работ (монография "Информационные технологии в системе непрерывного педагогического образования" под. ред. В.А.Извозчикова) анализируется теоретическая модель педагогической информационной среды университета и выделяется ряд актуальных задач развития образования. Здесь отмечается, что ". мировой опыт компьютерного образования . показывает, что его научно-обоснованное развитие требует не столько частных методик, сколько понимания общих аспектов обучения, концептуальных подходов в соответствии с информационно-педагогической парадигмой".

В третьей монографии (И.В.Роберт. Современные информационные технологии в образовании: дидактические проблемы; перспективы использования.) дан анализ педагогической целесообразности использования программных средств и систем, типология программных средств учебного назначения. В работе отмечается принципиальная роль информационной среды общества в развитии образования.

Таким образом, можно .констатировать, что моделирование информационной среды процесса обучения конкретным предметам стало назревшей задачей. Проделанные исследования в этой области относятся либо к психологическим и общеметодологическим аспектам роли информационной среды в обучении, либо носят узко-специальный характер исследования различных информационных технологий обучения математике. Целостного исследования проблемы развития информационной среды обучения математике не проводилось.

Состояние разработанности методологических, теоретических и практических проблем проектирования, разработки и освоения информационной среды обучения математике, отражающей тенденции преобразований в системе образования в целом и общего среднего математического образования в частности, а также потребности общества в новых технологичных путях получения математического образования, реализации индивидуального и дистанционного обучения, свидетельствуют об актуальности нашего исследования на тему "Моделирование информационной среды как технологическая основа обучения математике".

Актуальность исследования подтверждается также и тем, что оно вошло в Комплексную Программу Северо-Западного отделения Российской Академии Образования "Инфомационные технологии и их влияние на развитие личности в процессе обучения" и в Региональную Комплексную программу Российской Академии Образования "Образование и образовательные системы Северо-Запада России".

Объект исследования

Процесс обучения математике в средней общеобразовательной школе и на начальном этапе обучения в вузе.

Предмет исследования

Для целей нашего исследования мы выделяем в процессе обучения математике два аспекта:

- информационную среду процесса обучения математике;

- продуктивный характер обучения.

Под информационной средой мы понимаем систему средств общения с человеческим знанием. Информационная среда служит как для хранения, структурирования и представления информации, составляющей содержание накопленного знания, так и для ее передачи, переработки и обогащения.

Продуктивное обучение в нашей работе рассматривается как личностно-ориентированная педагогическая система, обеспечивающая получение образования на основе последовательности учебных модулей, самостоятельно выбираемых индивидуумом и обеспечивающих рост его общеобразовательной подготовки и культуры, его уверенное вхождение в социум с учетом своих склонностей и особенностей своего развития на основе широкого использования информационных обучающих технологий.

Таким образом, предметом исследования являются информационная среда обучения математике и взаимодействие с ней обучаемого.

Цель исследования состоит в разработке концепции информационной среды процесса обучения математике и в научном обосновании основных направлений развития технологий обучения математике.

Для достижения поставленной цели были выделены и решены следующие задачи исследования:

1. Провести анализ различных форм представления математического знания и выявить базовые формы для представления математического знания.

2. Описать функции информационных сред процесса обучения математике.

3. Построить классификацию информационных сред процесса обучения математике.

4. Выявить современные представления об использования компьютера в обучении и основные факторы влияния компьютерных технологий на процесс обучения математике.

5. На основе обобщения эмпирического опыта описать модели традиционных сред обучения математике и построить на их основе компьютерные технологии обучения.

6. Посредством теоретического анализа провести изучение использования специфических свойств компьютера в обучении математике и разработать на их основе компьютерные модели информационных сред для продуктивного обучения математике.

7. На основе построенных моделей провести анализ взаимодействия ученика с информационной средой в процессе обучения математике.

Гипотеза исследования

Формулировка гипотезы исследования основана на следующих трех предпосылках: 1) существует множество способов представления математического знания; 2) предметная составляющая обучения математике определяется существом изучаемых понятий и способами оперирования с ними; 3) дидактическая составляющая обучения математике представляется набором управляющих воздействий на ученика, которые в свою очередь определяются психологическими основами обучения, особенностями установок преподавателя, социальными условиями и пр.

Гипотеза исследования состоит в следующем.

Анализ и классификация существующих форм представления знаний, создание новых форм на основе использования компьютера позволяют разработать концепцию информационной среды и на основе этой концепции создать технологии моделирования продуктивной деятельности ученика, основанные на моделях предметной и дидактической составляющих обучения математике.

Основные этапы и организация исследования

На первом этапе (1984-1989) происходило накопление фактов об использовании различных компьютерных инструментов в процессе преподавания математики, исследовались различные способы повышения технологичности процесса обучения математике, изучались различные подходы к преподаванию математики. В результате этого изучения возникла гипотеза о необходимости рассмотрения и моделирования . информационной среды процесса обучения.

На втором этапе исследования (1989-1993) продолжались поиски технологичных путей обучения математике, основное внимание было уделено двум направлениям:

1) моделированию традиционных дидактических средств обучения математике,

2) моделированию продуктивной деятельности учащихся в процессе обучения математике. Апробировались различные модели учебной деятельности в рамках изучения математики. Уточнялись целевые установки исследования. Проводились выборочные обследования учителей и школьников с целью выяснения возможностей использования компьютерных технологий при обучении математике. На этом этапе была сформулирована концепция информационной среды процесса обучения.

На третьем этапе (1993-1997) уточнялась концепция исследования, разрабатывался проект системы эффективного использования компьютера в предметном обучении "Компьютерные инструменты в школьном образовании", в рамках которого прошли апробацию положения концепции. На основе предложенной концепции были сформулированы принципы создания учебной мастерской продуктивного обучения, которые прошли апробацию в рамках международного проекта "Город как школа".

На защиту выносятся теоретические положения

1. Научно обоснованные положения о содержании и структуре информационной среды процесса обучения математике. Как основа структурирования рассматриваются различные способы представления математических знаний. В структуре обучения математике выделяются предметная и дидактическая составляющие.

2. Классификация обучающих сред. В качестве признаков для классификации выбраны следующие: тип носителя, целевая установка, характер взаимодействия с обучаемым.

3. Двухступенчатая технология компьютерного моделирования традиционных дидактических средств обучения математике, включающая этап создания фреймов для подготовки печатных материалов и этап переноса их на компьютер.

4. Общий подход к анализу взаимодействия ученика с информационной средой в процессе обучения, включающий как взаимодействие ученика с традиционными дидактическими средствами, так и с различными компьютерными средствами обучения.

5. Двухпараметрическая модель взаимодействия учителя и ученика в рамках информационной среды обучения. Первым параметром модели является способ представления математического знания, вторым -парадигма обучения, которой придерживается преподаватель.

6. Новые подходы к организации продуктивной учебной деятельности в процессе изучения математики.

Научная новизна исследования

Научная новизна исследования состоит в разработке принципиально нового подхода к проблеме построения процесса обучения математике. В основу подхода положены:

1) моделирование предметной среды процесса обучения, определяющееся способами представления математических знаний;

2) моделирование дидактической компоненты обучения математике, определяющейся набором управляющих воздействий на ученика и связанной с психологическими основами обучения, особенностями установок преподавателя, социальными условиями и пр. Новизну исследованию придают

1) методологическая база (состоящая в ориентации на продуктивные, личностно-ориентированные методы обучения), которая положена в основу построения процесса обучения;

2) ориентация на содержательное использование возможностей компьютера, появление которого нарушило равновесие в сложившейся системе обучения математике

Теоретическая значимость

Теоретическая значимость исследования состоит в том, что в нем, вокультурных, педагогических, методико-практических традициях и перспективных научно-обоснованных тенденциях развития методов обучения; непротиворечивостью логических рассуждений, осуществлявшихся в ходе теоретического анализа проблемы; согласованностью практических результатов с общедидактическими положениями; соответствием полученных результатов исследования современному состоянию представлений о роли компьютера в обучении, собственному опыту и опыту коллег, занимающихся проблемами обучения математике.

Внедрение результатов

Внедрение результатов исследования осуществлялось в период с 1985 по 1997 годы.

С 1985 по 1992 год проводились экспериментальные туры ежегодных математических олимпиад различных уровней; на олимпиадах были внедрены новые подходы к работе с математическими понятиями на основе построения и использования их компьютерных моделей. В этот период при участии автора были разработаны и внедрены сборники задач по построению алгоритмов и программ, связанных с построением и использованием алгоритмических моделей математических понятий. Изданы пособия по использованию компьютерных моделей и инструментов в преподавании математики и проведении экспериментальных олимпиад.

В период с 1989 по 1993 год при участии автора была внедрена технология использования комплектов дидактических материалов для преподавания математики в школах и профессионально-технических учебных заведениях, построенная на основе модели комплексного использования ^ различных дидактических материалов на бумажной основе. Была внедрена методика конструирования компьютерных систем обучения математике. Изданы пособия по модульному конструированию среды информационной среды учебного процесса.

В период с 1993 по 1997 год были внедрены компьютерные технологии продуктивного обучения. Подготовлена и внедрена программа предметного обучения в рамках курса информатики. На основе построенных в работе моделей взаимодействия ученика с информационной средой организована работа учебной мастерской. Реализован проект "Компьютерные инструменты в школьном образовании", в рамках которого подготовлено 12 различных модулей предметного обучения и создана сеть школ - пользователей предметных технологий. Издана монография (в соавторстве) "Информационная среда обучения", в которой сформулированы все основные положения работы и ее результаты.

Апробация исследования !

Апробация исследования осуществлялась автором через публикации j (статьи, пособия, методические рекомендации); выступления перед ' I учителями и методистами на семинарах Центра Профессионального j

Обновления "Учитель", курсах, организуемых Центром Развития I j

Альтернативного Образования и Центром Информатизации Образования. ) Теоретические положения обсуждались на семинарах Института j I

Продуктивного Обучения, региональных и республиканских конференциях j и семинарах (Пермь, Санкт-Петербург, Саранск, Целиноград, Нальчик), j курсах повышения квалификации, организованных институтами усовершенствования учителей Ленинграда и Ленинградской области, Архангельска, Сыктывкара. На международных семинарах (Торунь, Польша и Хельсинки, Финляндия, 1996) и международных конференциях (YII конференция INEPS (International Network of Productive Schools), Нью- i Йорк, США, 1995, YIII конференция INEPS, Куопио, Финляндия, 1996, "Современные технологии обучения", Санкт-Петербург, 1997). Структура диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографии и приложений.

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

Проведенное исследование посвящено изучению проблемы моделирования информационной среды как технологической основе обучения математике.Причинами, побудившими провести данное исследования стали следующие противоречия: • противоречие между общими целями образования и существующими средствами достижения этих целей; противоречие между сложившимися формами передачи математической культуры - и меняющейся средой процесса обучения математике; • противоречие между мотивацией обучаемых, овладевающих общими приемами общения с информационной средой, и предлагаемыми им методами обучения в школе; • противоречие между формами сохранения и передачи методического и педагогического опыта и теми возможностями, которые дают новые информационные технологии; • противоречие между обилием педагогических возможностей и отсутствием как опыта, так и теоретических осмыслений этой ситуации.Выделение этой проблемы обусловлено как изменениями приоритетов в системе образования, связанными с увеличением влияния обучаемого на процесс обучения, так и развитием средств обработки информации, создающих техническую основу развития образовательных технологий.Ведущими предпосылками исследования явились те инновационные процессы, которые происходят в развитии технологий обучения. Они касаются как изменения форм представления знаний, так и форм организации учебного процесса, в которых апробируются новые способы взаимодействия.Развитие форм обучения потребовало формализации приемов обучения, используемых опытными преподавателями, создания баз знаний, включающих операционную основу предмета и сохраняющую опыт преподавателя в деятельностной форме. Появилась потребность обеспечить возможность отсроченного и удаленного обучения, обеспечить методологически и методически личностно-ориентированный подход к обучению. Поэтому, под технологичностью понмалось использование различных технических возможностей для обеспечения новых форм и подходов к обучению математике. При этом главное внимание уделялось тем формам и подходам, которые, не смотря на свою принцириальную важность, не имели эффективных средств реализации в докомпьютерный период.Для осуществления управляемого процесса развития технологий обучения математике понадобилось создать теоретическую базу.В качестве теоретической основы мы рассмотрели концепцию информационной среды процесса обучения. Информационная среда рассматривается как система средств общения с человеческим знанием.Информационная среда служит как для хранения, структурирования и представления информации, составляющей содержание накопленного знания, так и для ее передачи, переработки и обогащения. Концепция информационной среды позволила нам, прежде всего, рассмотреть ученика как инициатора обучения, сосредоточиться на условиях организации самодеятельности ученика.Таким образом, методологической базой исследования являются принципы гуманизации и гуманитаризации системы образования, целостности рассмотрения предмета изучения, единства содержательного и процессуального в процессе обучения, системный подход и моделирование как метод научного исследования в сфере образования.Реализация принципа гуманизации в системе обучения математике обусловило преобразование структуры взаимодействия учителя и ученика посредством введения новой компоненты - информационной среды обучения. В ходе исследования были выделены различные средообразующие факторы, среди которых основными являются содержательно-предметная и дидактико-педагогическая компоненты среды.В ходе исследования была рассмотрена модель информационной среды обучения математике, построенная на основе концепции многообразия форм представления математического знания. Использование этой модели позволило провести классификацию существующих подходов к обучению математике и выявить те "чувствительные места" в этих подходах, которые оказались наиболее зависимыми от развития новых информационных технологий. Знание этой зависимости позволяет, с одной стороны, по новому подойти к оценке результативности обучения, придав большее значение тем факторам результативности, которые мало зависят от изменения форм представления знаний. С другой стороны, выделяется ряд аспектов преподавания математики, допускающих технологичную реализацию. Среди этих аспектов были выделены и изучены такие, как технологизация создания и использования традиционных дидактических материалов, "оживление" методик продуктивного обучения, которые становятся технологичными вследствие использования информационных технологий, использование инструментальных средств.Другой составляющей модели информационной среды являются парадигмы обучения математике, которые определяют структуру взаимодействия учителя и ученика. Изучение взаимовлияния форм представления математических знаний и парадигм обучения позволяет, с одной стороны, анализировать сложную картину реального процесса обучения, а, с другой, дает стержневое направление для проектирования и анализа электронных средств поддержки преподавания математики.Таким образом, понятие информационной среды становится методологическим инструментом, позволяющем вести планомерную переструктуризацию обучения математики так, чтобы обеспечить познавательную свободу личности обучаемого.В ходе исследования была предложена классификация обучающих сред. В качестве признаков для классификации выбраны следующие: тип носителя, целевая установка, характер взаимодействия с обучаемым. Такая классификация позволила рассмотреть некоторые общие приемы конструирования сред, построенных на основе различных носителей. Так часть технологий успешно реализуется как с использованием электронных, так и печатных материалов, выполняющих роль носителей среды. По целевому назначению среды подразделялись на: • обеспечивающие развивающие функции, мотивацию к обучению; • обеспечивающие базовый уровень обучения; • обеспечивающие профессиональную подготовку.По характеру взаимодействия с обучаемым выделялись пассивные, активные и потенциально-активные среды. Был сделан вывод о принципиальной важности использования в обучении потенциально активных сред, которые обеспечивают поддержку самостоятельной деятельности и не подавляют учащегося.В исследовании рассматривалась проблема конструирования информационных сред. Была предложена двухступенчатая технология компьютерного моделирования традиционных дидактических средств обучения математике, включающая этап создания фреймов для подготовки печатных материалов и этап переноса их на компьютер. Эта теория хорошо согласуется с результатами ведущихся исследований в области искусственного исследования по проблемам моделирования интеллектуальной деятельности.В работе изучен общий подход к анализу взаимодействия ученика с информационной средой в процессе обучения, включающий как взаимодействие ученика с традиционными дидактическими средствами, так и с различными компьютерными средствами обучения. Это позволило рассмотреть альтернативные пути достижения педагогических целей, основанные на новых способах концептуализации знаний.Взаимодействия учителя и ученика в рамках информационной среды обучения рассматривалось на двухпараметрической модели. Первым параметром модели был взят способ представления математического знания, вторым - парадигма обучения (установка), которой придер живается преподаватель. Этим удалось разделить проблему конструирования среды на две части, каждая из которых решается специалистом в своей области. Проблема моделирования представления знания в большей степени методологическая и методическая, чем педагогическая. Она решается специалистом-предметником и не требует педагогического опыта. Моделирование парадигмы обучения - суть операционное представление педагогического опыта. Наличие предметной компьютерной модели служит дополнительным стимулом для преподавателя-практика в переносе своего опыта в электронную форму, поскольку он сохраняется в своей наиболее приближенной к реальности операционной форме.Практическая часть исследования посвящена новым подходам к организации продуктивной учебной деятельности в процессе изучения математики. Был построен и внедрен ряд программных средств, отражающих основные принципы концепцепции информационной среды. Главным резхультатом здесь является принципиальная возможность поддержки продуктивной деятельности учащихся без постоянного присутствия преподавателя, инициирующего эту деятельность и управляющего ею.Рассмотренная модель информационной среды предоставляет классификационные и прогностические возможности, как по отношению к методам преподавания математики, так и к развитию технологий обучения математике.Наибольшее значение результаты исследования имеют для развития теории и методов индивидуального и дистанционного обучения.Дальнейшее исследование проблемы предполагает уточнение и развитие концепции информационной среды учебного процесса, моделирование интеллектуальной деятельности обучаемых.

Список литературы диссертации автор научной работы: доктора педагогических наук, Поздняков, Сергей Николаевич, Санкт-Петербург

1. Ваграменко Я.А. О развитии педагогической информатики.// в сб. Педагогическая информатика: банк педагогических данных. Компьютеризация обучения: Межвузовский сборник научных трудов.-М.: МОПИ им.Крупской, 1988.

2. Выготский Л. Орудие и знак в развитии ребенка //Собр. соч. т. 6. М.: Педагогика, 1984.

3. Выготский Л. Собр. соч. т. 3. М.: Педагогика, 1984.

4. Велихов Е. П. Компьютеры и будущее / / Проблемы теории и практики управления. 1985, N 2.

5. Велихов Е. П. Новая информационная технология в школе / / Информатика и образование. 1986, N 1.

6. Вильчинский В.Я. Познание и практика в структуре деятельности. - Рига: Зинатне, 1988. - 200с.

7. Вейте Р. А. Формирование инструментальных вычислительных умений при обучении математике в 4-5 классах. Автореферат, канд. дисс. - М., 1987. - 16 с.

8. Вильяме Р., Маклин К. Компьютеры в школе /Пер, С англ. - М.: Прогресс, 1988, - 335 с.

9. Зельдович Я.Б., Яглом И.М. Высшая математика для начинающих физиков и техников. - М.: Наука, 1982.

10. Зинченко В.П. Современные проблемы образования и воспитания //Вопр. философии. - 1973. - N11.

11. Зубов А.Н., Поздняков СП. и др. Сборник задач-сюжетов по математике. Пособие для выпускников. СПб.: НИЛ ММТ и СЭП, 1995. - 164с.

12. Обязательные результаты обучения математике / / Математика в школе, 1985, NN 3-5.

13. Эльконин Д.Б. Психология игры. - М., 1978.

14. Эльконин Д.Б. Развитие устной и письменной речи учащихся //Хрестоматия по возрастной и психологической психологии. Работы советских психологов периода 1946-1980 гг. /Под ред. И.И. Ильясова, В.А. Ляудис. - Изд-во МГУ, 1981.

15. Что такое геометрическая фигура?

16. Основные понятия, принимаемые без определения.

18. Основные свойства расстояний.

19. Взаимное расположение трех точек на прямой.

21. Координаты на прямой.

22. Плоскость. Планиметрия.

24. Полуплоскость. Угол.

25. Взаимное расположение двух окружностей.

26. Дополнительные задачи.

28. Отображения, сохраняющие расстояния.

29. Конгруэнтные фигуры.

31. Центральная симметрия.

33. Построение треугольника.