автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Развитие важнейших компонентов интеллекта на основе комплексного использования НИТ при обучении математике в старшей школе.
- Автор научной работы
- Смирнова, Евгения Николаевна
- Ученая степень
- кандидата педагогических наук
- Место защиты
- Киев
- Год защиты
- 1997
- Специальность ВАК РФ
- 13.00.02
Автореферат диссертации по теме "Развитие важнейших компонентов интеллекта на основе комплексного использования НИТ при обучении математике в старшей школе."
1 З КАИ ЯП7
На правах рукопису
СМИРНОВА Євгенія Миколаївна
РОЗВИТОК НАЙВАЖЛИВІШИХ КОМПОНЕНТІВ ІНТЕЛЕКТУ НА ОСНОВІ КОМПЛЕКСНОГО ВИКОРИСТАННЯ НІТ ПРИ НАВЧАННІ МАТЕМАТИКИ В СТАРШІЙ ШКОЛІ
13.00.02 - теорія та методика навчання інформатики
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата педагогічних наук
На правах рукопису
СМИРНОВА Євгенія Миколаївна
РОЗВИТОК НАЙВАЖЛИВІШИХ КОМПОНЕНТІВ ІНТЕЛЕКТУ НА ОСНОВІ КОМПЛЕКСНОГО ВИКОРИСТАННЯ НІТ ПРИ НАВЧАННІ МАТЕМАТИКИ В СТАРШІЙ ШКОЛІ
13.00.02 - теорія та методика навчання інформатики
Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата педагогічних наук
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в Українському державному педагогічному університеті імені М.П.Драгоманова.
Науковий керівник - дійсний член АПН України,
доктор педагогічних наук, професор Жалдак Мирослав Іванович
Офіційні опоненти - доктор педагогічних наук,
Захист відбудеться тРавня____ 1997 р. о 1430
год. на
державному педагогічному університеті імені М.П.Драгоманова (252030, Київ-30, вул. Пирогова, 9).
З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Українського державного педагогічного університету імені М.П.Драгоманова (252030, Київ-30, вул. Пирогова, 9).
Автореферат розіслано “ /О" К'^ />• •' іАа7 1997 р.
старший науковий співробітник Бурда Михайло Іванович, кандидат фізико-математичних наук, доцент Раков Сергій Анатолійович
Провідна установа - Чернігівський державний
педагогічний інститут
засіданні спеціалізованої вченої ради Д 01.33.01 в українському
Вчений секретар спеціалізованої вченої ради
проф. Коршак Є.В.
з
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ.
Актуальність дослідження. Загальною тенденцією розвитку суспільства на сучасному етапі є поступовий перехід до нових інформаційних і виробничих технологій у всіх галузях матеріального і нематеріального (зокрема, інформаційного) виробництва. Інформатизація суспільства нерозривно пов’язана з інформатизацією системи освіти, яка, з одного боку, відображує досягнутий рівень науково-технічного і соціально-економічного розвитку суспільства і залежить від нього, а з іншого - суттєво його обумовлює.
Різноманітні аспекти впровадження HIT в навчальний процес привертали увагу багатьох дослідників. Дидактичні і методичні проблеми інформатизації навчального процесу вивчались в роботах В.Г.Болтян-ського, В.П.Беспалька, А.П.Єршова, М.І.Жалдака, В.М.Монахова, Е.І.Кузнєцова, О.А.Кузнєцова, Ю.А.Первіна, В.Г.Розумовського,
І.В.Роберт, Т.А.Сергєєвої і ін. Психолого-педагогічні аспекти використання HIT в навчальному процесі досліджувались в роботах Ю.І.Машбиця, В.П.Зінченка, В.В.Рубцова, Н.Ф.Тализіної, І.М.Яглома і ін. Досвід і перспективи використання комп’ютерів в зарубіжній школі висвітлені в роботах Р.Вільямса і К.Макліна, Г.Клеймана, Д.Мічі і Р.Джонстона, С.Пейперта, Д.Слейгла, Макото Арісава і ін. Питанням навчання інформатики в школі присвячені роботи А.Ф.Верланя, М.З.Грузмана, А.П.Єршова, М.І.Жалдака, В.Н.Касаткіна, В.М.Монахова,
Н.В.Морзе, Ю.С.Рамського і ін. Питанням розвитку розумової діяльності учнів при традиційному навчанні присвячені роботи Д.Н.Богоявленського, Л.С.Виготського, П.Я.Гальперіна, В.В.Давидова, О.Н.Кабанової-Меллер, А.Н.Леонтьєва, Н .А. Менчинської, В.Н.Осинської, Ж.Піаже, С.Л.Рубінштейна, Н.Ф.Тализіної, П.А.Шеварьова, І.С.Якиманської та ін.
Проте особливості формування і розвитку найважливіших складових інтелекту учнів старших класів при навчанні математики в
умовах систематичного використання HIT до сьогодня недосить вивчені. Далеко неповно розроблена методика використання HIT для цілеспрямованого розвитку найважливіших складових інтелекту учнів, поза увагою дослідників залишились питання використання теорії розвиваючого навчання, теорії поетапного формування розумових дій та психолого-педагогічної теорії діяльності в умовах НІТН.
Протиріччя між об’єктивною необхідністю розвитку найважливіших складових інтелекту учнів, широкими перспективами використання НІТН для реалізації цих завдань, з одного боку, і відсутністю методик навчання на основі НІТН, з іншого, визначає актуальну соціально значиму педагогічну проблему, дослідження вирішення якої сьогодні є далеко незавершеним.
Об'єктом даного дослідження є навчально-пізнавальна діяльність учнів в старшій школі в умовах систематичного використання HIT.
Предметом дослідження є методика формування і розвитку найважливіших складових інтелекту учнів, в тому числі змістовного узагальнення, при вивченні алгебри на основі нових інформаційних технологій.
Мета дослідження - розробити науково обгрунтовані основні компоненти HIT навчання алгебри та методику їх використання в навчальному процесі, які забезпечують реалізацію психолого-педагогічних положень про розвиток найважливіших складових інтелекту учнів.
В основу дослідження покладено гіпотезу про те, що систематичне і цілеспрямоване використання HIT на уроках алгебри при врахуванні науково-психологічних закономірностей розвитку мислення учнів та дотриманні адекватних дидактичних вимог до процесу навчання сприятиме формуванню і розвиткові найважливіших складових інтелекту учнів, забезпечить удосконалення фундаментальної підготовки з курсу.
Мета дослідження та необхідність обгрунтування робочої гіпотези
визначили основні завдання дослідження:
— з’ясувати психолого-педагогічні основи розвитку найважливіших складових інтелекту учнів старших класів;
— визначити дидактичні вимоги до комп’ютерно-орієнтованого забезпечення навчального процесу, покликаного сприяти розвиткові найважливіших складових інтелекту учнів;
— проаналізувати структуру навчальної діяльності та можливості використання ПЕОМ для забезпечення її складових;
— дібрати і розробити педагогічні програмні засоби (ППЗ) для реалізації пропонованого підходу до розвитку найважливіших складових інтелекту в процесі навчання алгебри та методичні рекомендації щодо використання таких ППЗ в навчальному процесі;
— визначити особливості організації навчання алгебри в старших класах на основі НІТН;
— експериментально перевірити педагогічну ефективність пропонованої методики та складових НІТ навчання математики.
Методологічною основою дослідження є діалектико-матеріалістична теорія пізнання, педагогічна теорія розвиваючого навчання , основоположний принцип психології про єдність свідомості і діяльності, принципи врахування суб’єктивного досвіду учнів та індивідуальних відмінностей, залежності від змісту і умов навчання можливостей отримання різних показників інтелектуального розвитку. При розв’язуванні поставлених завдань використовувались дані психологічних досліджень про закономірності і шляхи формування понять (В.В.Давидов, В.Н.Осинська, С.Л.Рубінштейн, З.І.Слєпкань і ін.), ролі та формах контролю при засвоєнні дій (Б.Г.Ананьєв, В.А.Онищук,
Н.А.Сорокін і ін.); положення про те, що для підвищення ефективності навчально-пізнавальної діяльності доцільно формувати прийоми розумових дій (О.Б.Єпішева, О.М.Кабанова-Меллер, Н.Ф.Тализіна і ін.) та найважливіші складові розумової діяльності, зокрема, змістовне
узагальнення, як стрижневий елемент навчального процесу (Д.М.Богоявленський, В.В.Давидов, І.І.Ільясов, С.Л.Рубінштейн, Д.Б.Ельконін і ін.). Крім того враховувались основні положення концепцій загальної середньої освіти як базової в єдиній системі неперервної освіти, розвитку шкільного курсу математики, інформатизації освіти, принципи профільної та рівневої диференціації навчання.
Поставлені завдання обумовили вибір методів дослідження:
— аналіз науково-методичної, психолого-педагогічної та філософської літератури стосовно проблеми дослідження;
— аналіз шкільних програм і планів, підручників і навчальних посібників з інформатики та математики для середньої загальноосвітньої школи;
— аналіз і тестування педагогічних і професійних планів комп’ ютерних програм щодо доцільності їх використання для супроводу навчального процесу при навчанні математики;
— спостереження, співбесіди, анкетування, аналіз усних описів і письмових робіт учнів;
— аналіз і узагальнення зарубіжного і вітчизняного досвіду використання ЕОМ в навчальному процесі, зокрема при навчанні математики;
— проведення комплексної діагностики з використанням аналітичних і синтетичних методів дослідження;
— педагогічний експеримент (констатуючий, пошуковий, формуючий), опрацювання його результатів з використанням методів математичної статистики.
Сформульовані вище проблеми і фактичний стан розробленості теорії НІТН математики та використання сучасної комп'ютерної техніки в навчальному процесі визначили теоретико-експериментальний характер дослідження.
Наукова новизна дослідження полягає в теоретичному і
експериментальному обгрунтуванні основних складових НІТ навчання алгебри та методики їх використання в старшій школі, що забезпечує педагогічно ефективний розвиток найважливіших складових інтелекту учнів.
Теоретична значимість дослідження полягає в тому, що в ньому визначені особливості формування і розвитку найважливіших складових інтелекту учнів при навчанні математики в старших класах на основі НІТН; запропонована сукупність методичних прийомів раціонального використання ППЗ, які передбачають різні режими навчання і контролю знань для найбільш адекватного врахування індивідуальних особливостей учнів, форм організації навчальної діяльності, методів навчання.
Практична значимість дослідження полягає в створенні і впровадженні в практику роботи школи:
— пакету педагогічних програмних засобів для супроводу навчання при вивченні основних тем курсу Алгебра-11, який може слугувати орієнтирною основою для поповнення новим змістом інших тем курсу чи інших навчальних дисциплін;
— конкретних методичних рекомендацій для вчителів щодо навчання методів розв'язування основних класів алгебраїчних рівнянь на основі використання ППЗ бРАЖ і ANAI.IT;
— методики використання засобів НІТН на уроках алгебри, індивідуально-практичних та факультативних заняттях, уроках інформатики.
Апробація та впровадження результатів дослідження. Основні положення і результати дослідження доповідались, обговорювались і отримали схвалення на Республіканській міжвузівській науково-практичній конференції "Використання сучасної інформаційної технології в навчальному процесі” (м.Київ, КДПІ ім. М.П.Драгоманова, жовтень 1991 р.), на 1-й Українській науково-методичній конференції “Нові інформаційні технології навчання в навчальних закладах України” (м.Одеса, ОІІМФ,
ОДПІ ім.К.Д.Ушинського, вересень 1992 р.), на І\/-й міжвузівській конференції “Нові інформаційні технології в навчальному процесі загальноосвітньої школи та вузу” (м.Київ, УДПУ ім.М.П.Драгоманова, листопад 1996 р.), на міському науково-методичному семінарі з питань впровадження інформаційних технологій при навчанні конкретних дисциплін (м.Херсон, травень 1996 р.), а також неодноразово на засіданнях кафедри обчислювальної математики та інформатики Південно-Українського державного педагогічного університету ім. К.Д.Ушинського (м.Одеса, 1991-96 рр.).
Розроблені методичні рекомендації використовували в своїй роботі вчителі ряду шкіл м.Херсон та м.Одеса.
Пакети ППЗ ANAl.IT і бІЗДЖ впроваджені в навчальний процес середньої школи №27, школи-гімназії №20 м.Херсон, школи №69 та школи-ліцея №35 м.Одеса, отримали схвалення і рекомендовані до використання на індивідуально-практичних та факультативних заняттях з алгебри та початків аналізу та на уроках інформатики “Прикладні програми предметного призначення” в старших класах середніх шкіл.
На захист виносяться: окремі компоненти НІТ навчання математики в старшій школі та методика їх використання в навчальному процесі, орієнтована на формування найважливіших складових інтелекту учнів. Ці компоненти включають:
1. Комп’ютеризовані засоби супроводу та коригування навчального процесу, обліку і контролю знань та індивідуальних особливостей учнів, що передбачають різні режими навчання і управління навчально-пізнавальною діяльністю.
2. Систему вправ і задач, методичних прийомів, організаційних форм, які розкривають потенціал НІТ навчання математики щодо формування основних складових інтелекту учнів.
3. Методичні рекомендації щодо вивчення основних розділів курсу алгебри, навчання розв'язувати показникові і логарифмічні рівняння на
основі систематичного використання засобів НІТ в навчальному процесі.
4. Обгрунтування педагогічної ефективності пропонованих компонентів НІТ навчання математики.
Структура дисертації. Дисертація складається із вступу, двох розділів, заключення, списку використаної літератури, який містить 302 назви, семи додатків.
У вступі обгрунтована актуальність теми, визначені об’єкт, предмет, мета, гіпотеза, завдання дослідження, охарактеризовані наукова новизна, теоретична і практична значимість, апробація і впровадження одержаних результатів, визначені положення, що виносяться на захист.
В першому розділі “ПСИХОЛОГО-ПЕДАГОГІЧНІ ОСНОВИ ВИКОРИСТАННЯ НОВИХ ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ В НАВЧАЛЬНОМУ ПРОЦЕСІ” розглянуто основні положення теорії розвиваючого навчання та теорії діяльності із врахуванням використання НІТН в навчальному процесі; проаналізована структура навчальної діяльності та можливості комп’ютерної підтримки її основних складових; проаналізовані показники і умови інтелектуального розвитку індивідууму і організація на основі їх врахування індивідуального підходу до навчання в умовах НІТН; охарактеризовані дидактичні функції ППЗ та можливості їх використання в навчальному процесі з метою розвитку основних складових інтелекту учнів.
Аналіз результатів досліджень вітчизняних та зарубіжних психологів і дидактів, їх підходів до визначення ведучих критеріїв і показників розвитку інтелекту індивідууму, рівня його розумової діяльності показує, що узагальнена - найважливіший, ведучий компонент інтелекту, інтегруючий в собі всі інші розумові дії: аналіз, синтез, порівняння, співставлення, конкретизацію, класифікацію, систематизацію та ін. Саме рівень розвитку узагальнення найбільш чітко і адекватно характеризує інтелект індивідууму, його здібність до пізнавальної діяльності, що підтверджує комплексна діагностика.
ю
З врахуванням мети даного дослідження для отримання об’єктивних результатів використовувались різні діагностичні методи: аналітичне дослідження інтелекту (модель інтелекту І.Гілфорда), яка полягає у визначенні рівня інтелекту на непредметному матеріалі, що включає різнохарактерні задачі; кожен субтест, складений із серії таких задач, призначений для оцінювання тієї чи іншої сторони інтелекту, його функцій, а коефіцієнт обдарованості (Ю) визначається на основі підсумовування нарахованих за розв’язування цих задач балів. Зокрема, на першому, констатуючому, етапі педагогічного експерименту була проведена діагностика структури інтелекту учнів за відомими тестами Р.Амтхауера. Іншим діагностичним методом є синтетичний, який передбачає вивчення здібностей в умовах виконання саме тієї (чи ідентичної) діяльності, здібність до оволодіння якою досліджується. Цей метод дозволяє на основі однієї (чи кількох) складних проблем виявити різні компоненти здібностей в їх природних взаємозв’язках і співвідношеннях, що забезпечує більшу надійність отриманих даних. При синтетичному підході не порушується цілісність особистості, а виділення тих чи інших компонентів, що входять в її структуру, слугує лише основою для психологічного аналізу результатів дослідження, для їх повного і точного співставлення.
Проведення експериментальної психодіагностики за допомогою тестів структури інтелекту Р.Амтхауера визначило процентний склад учнів за всіма чотирма рівнями узагальнення мислительної діяльності. Як показує статистика, до “емпіриків" та “нестійких емпіриків” належать майже 50% учнів старших класів. Ці дані корелюють і з результатами синтетичного діагностичного експерименту, побудованого на предметному навчальному матеріалі.
Враховуючи рівень розвитку узагальнення мислительної діяльності учнів та їх належності до тієї чи іншої виділеної нами абстрактної підгрупи і беручи за основу підхід до оцінки інтелекту не стільки через вроджені
и
здібності, скільки через можливості покращувати їх в процесі навчання, ми конструювали навчання за принципом навчаючих методик, які дозволяють не лише виявляти зону актуального розвитку, але і, спираючись на неї, фіксувати індивідуальні здібності учня покращувати свої досягнення в процесі навчання, тобто чутливість учня до навчання. Використання засобів НІТН надає можливість кожному учневі працювати, за термінологією Л.С.Виготського, у "зоні актуального розвитку” (ЗАР) та "зоні найближчого розвитку” (ЗНР), тоді як при традиційному навчанні вчитель змушений орієнтуватися на деякі усереднені ЗАР і ЗНР класу.
Одним з важливих принципів нових інформаційних технологій навчання є врахування змісту та міри допомоги учневі з боку вчителя та облік того, як змінюються результати діяльності учня під впливом навчання. Надаючи допомогу (здійснюючи тим самим педагогічний вплив), вчитель оцінює не тільки зміну результатів діяльності, але й те, як перетворюється сам метод (спосіб, прийом) її здійснення. Активне самостійне змінення учнями способів діяльності під впливом навчання має важливе діагностичне значення.
Важливу роль в процесі мислення відіграє підказка (С.Л.Рубінш-тейн). Вона сприймається учнем тільки в тому випадку, коли адресована саме тому етапові розв’язування задачі, на якому знаходиться учень. Тому, використовуючи підказку як діагностичний інструмент, за допомогою якого зондується мислительний процес, важливо встановити, на якому етапі розв’язування знаходиться учень, тобто оцінити хід розв'язування. Без цього індивідуальну чутливість до підказки виявити неможливо, оскільки неясно, чому учень не сприймає її: тому, що взагалі не знає, як розв’язувати задачу, чи тому, що знаходиться на іншому етапі її розв’язування.
Із змістовним узагальненням мислительної діяльності індивідууму пов’язаний теоретичний спосіб пізнання.
Принципова відмінність від емпіричних узагальнень полягає
в тому, що змістовні узагальнення грунтуються не на порівнянні однотипних задач, а на поглибленому аналізі суттєвих взаємозв’язків і співвідношень, виділенні єдиної основи спостережуваної різноманітності явищ.
Поряд з ідеями формування і розвитку змістовного, теоретичного узагальнення, яке лежить в основі теорії розвиваючого навчання В.В.Давидова, пропонована методика спирається на основні положення теорії діяльнісного навчання, в основі якої лежить поняття дії, виконуючи яку учень пізнає навчальний матеріал, та тісно пов’язану з нею теорію поетапного формування розумових дій П.Я.Гальперіна, згідно з якою процес засвоєння дії і знань проходить шість етапів. Дія як предмет засвоєння є структурним утворенням і включає в себе предмет, перетворення, продукт (мета), засоби, процес перетворення, а також відображення і знання про всі вказані компоненти дії (орієнтирна основа дії - ООД).
В пропонованій методиці на основі цих теорій реалізуються цілі розвитку найважливіших компонентів інтелекту в процесі навчання математики з використанням засобів нових інформаційних технологій.
В другому розділі “НОВІ ІНФОРМАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ НА УРОКАХ АЛГЕБРИ В СТАРШИХ КЛАСАХ СЕРЕДНЬОЇ ШКОЛИ” досліджуються і обгрунтовуються можливості використання засобів НІТН у навчанні основного змістово-методичного розділу курсу алгебри: “Рівняння і нерівності"; аналізуються методичні вимоги до розробки системи вправ як засобу організації навчальної діяльності; пропонується методика навчання розв’язувати показникові і логарифмічні рівняння на основі педагогічних програмних засобів 6ЯАМ1 і ANAl.IT, орієнтована на формування і розвиток змістовних узагальнень мислительної діяльності учнів; наводяться і обгрунтовуються вимоги до організації систематичного
контролю знань на уроці як однієї з основних умов підвищення ефективності навчально-пізнавального процесу; аналізуються типові помилки учнів при розв’язуванні показникових і логарифмічних рівнянь та з’ясовуються їх причини; досліджуються питання коригування знань з математики як складової навчального процесу і відповідного використання комп’ютера для управління пізнавальною діяльністю учнів; подано дидактичне обгрунтування необхідності інтеграції традиційних і нових методик навчання при проведенні індивідуально-практичних занять з математики в старших класах; описано педагогічні програмні засоби ANAl.IT і СЯАЖ та дидактичні можливості їх використання; наведено аналіз даних проведеного педагогічного експерименту.
В основу проектування ППЗ ANAI.lT була покладена система вимог до якості навчальних програм, доповнена певними дидактичними вимогами:
1. Учень повинен працювати з реальними об’єктами предметної галузі (рівняннями, функціями, графіками, тотожностями і т.д.), а не з текстами і запитаннями, як це реалізується в програмованому навчанні.
2. Учень повинен працювати в реальному операційному середовищі, що визначається предметною галуззю.
3. Використовуючи ППЗ, учень повинен мати свободу, що обмежується лише метою навчання, рамками предметної галузі, обраним методом навчання розв'язування задач. Функція програми ANAl.IT - оцінити правильність дій учня. В ППЗ ANALIT передбачено режим поопераційного контролю, який забезпечує оцінювання не лише кінцевого результату, але і самого процесу.
4. Учень повинен мати можливість завжди вийти з тупикової ситуації, звернувшись до відповідної послуги ППЗ.
5. Історія роботи учня повинна подаватися як послідовність
його дій з відповідною характеристикою допущених помилок, звернень до теоретичної чи практичної допомоги.
6. ППЗ повинен забезпечувати кільна режимів, причому режим навчання добирає вчитель в залежності від типу уроку і рівня сформованості узагальнення мислительної діяльності чи самостійно обирається учнем.
ППЗ, що задовольняють вказані вимоги, інтегрують в собі функції демонстратора, тренажера і контролера в природній для учня формі, дозволяючи при цьому вчителеві прослідкувати не лише правильність кінцевого результату, але і логіку дій учня.
Важливою умовою успішного формування знань і вмінь і розвитку мислення учнів є наявність системи орієнтирів. До складу орієнтирної частини входять: а) предметні і навчальні знання і вміння, тобто правила, довідковий матеріал, основні формули, властивості і т. ін.; б) знання про саму пізнавальну діяльність і засоби її здійснення, в ряді випадків - знання про основні етапи виконання завдання, наприклад, узагальнена , повна схема деякого методу розв’язування певного класу рівнянь. Система орієнтирів може бути подана в готовому вигляді в програмі чи в методичних вказівках щодо роботи з нею, а також складена самим учнем в ході роботи з конкретним завданням. В останньому випадку в учня складається враження самостійного розв’язування проблеми, при якому комп’ютер виступає лише як засіб досягнення мети пізнавальної діяльності. Система орієнтирів має бути досить повною, що є запорукою правильності організації навчального процесу. Організований через ППЗ діалог дає можливість оцінювати кількість правильно розв'язаних вправ, і як наслідок - приріст отриманих знань.
Застосування комп’ютера за певних умов підвищує об’єктивність і оперативність контролю знань, виключається елемент
суб’єктивності стосунків педагогів і учнів, виникає безпосередній контакт із змістом навчального матеріалу, з’являються можливості для власної перевірки знань, самоаналізу і самооцінки.
Контроль знань з використанням ЕОМ, незалежно від того, попередній він, поточний чи підсумковий, передбачає: визначення мінімальної системи вузлових понять і фактів, засвоєння яких необхідно перевірити; встановлення характеру і змісту використовуваних для цього завдань, що передбачає чіткі уявлення про те, яку інформацію можна отримати за допомогою цих завдань; визначення у відповідності з цілями навчання сукупності характеристик, що контролюються.
Вибір змісту контрольних завдань і організація процесу контролю визначається метою контролю, а мета досягається через виконання певних функцій контролю. Найчастіше виділяють навчаючу (управляючу), виховну, активізуючу (стимулюючу), реєструючу функції контролю. Можна також назвати розвиваючу, прогностичну, діагностичну функції.
В теорії поетапного формування розумових дій, що покладена в основу пропонованої методики сформульовані такі вимоги до організації контролю:
1. На перших етапах процесу засвоєння знань контроль має бути поопераційним.
2. На початку матеріального (матеріалізованого) і зовнішнємовного етапів контроль має бути систематичним - за кожним виконуваним завданням.
3. Наприкінці цих етапів а також на наступних етапах контроль має бути епізодичним - за запитом учня.
4. При виборі способу здійснення контролю в міру можливості слід обирати самоконтроль з використанням комп’ютера, що сприяє також позитивній мотивації навчання.
В пропонованій методиці вимоги до організації контролю за процесом засвоєння знань реально здійсненні на основі НІТН, зокрема, ППЗ ANAl.IT і 6РАЖ, завдяки наявності в ANAL.IT трьох різних режимів навчання:
— з покроковим (поопераційним) контролем навчання;
— вільного навчання;
— тренажер (експертний режим),
кожен з яких відрізняється рівнем “демократичності", а саме, ступенем свободи учня. Сюди відносяться доступ до теоретичної допомоги, яка в свою чергу може бути загальною (опис методу розв'язування цілого класу рівнянь, повної, узагальненої схеми методу, детальний аналіз розв’язку одного з найбільш типових рівнянь даним методом), частковою (стосовно використовуваних в процесі розв’язування рівняння понять, властивостей, тотожностей і т.д.) і практичною (свого роду підкріплення), коли комп’ютер виконує за учня деякі операції. При цьому викладення матеріалу в базі знань ППЗ організоване за принципами змістовного узагальнення і структуризації навчального матеріалу відповідно до теорії розвиваючого навчання (згідно принципів сходження думки від абстракного до конкретного, від загального до часткового, тобто спочатку дається загальне формулювання, схема, принцип, а потім наводиться розв’язок і аналіз найбільш типової задачі).
Функції і характер контролю також суттєво різняться. При роботі в поопераційному режимі контролюється правильність виконання всіх навчальних дій (введення виразу після деякого тотожного перетворення, використання властивості показникової чи логарифмічної функції і т.д.) та їх попереднього обгрунтування (вибір відповідної послуги головного меню); при роботі в інших режимах (вільному, експертному ) немає необхідності вказування учнем обгрунтування чергового кроку перетворення даного рівняння;
пропуск за бажанням учня деяких проміжних етапів розв’язування задачі; можливість на будь якому етапі розв’язування рівняння ввести остаточну відповідь, причому відповідь може бути подана в довільній (серед допустимих) формі (у вигляді алгебраїчних виразів та різних числових значень, у вигляді звичайних чи десяткових дробів тощо).
Використання засобів НІТН, як показало експериментальне дослідження, дозволяє успішно проводити роботу як щодо коригування знань і вмінь учнів, так і щодо формування і розвитку розумових дій та основних складових інтелекту.
Досвід використання комп’ютера в навчальному процесі, аналіз літературних джерел стосовно досліджуваної проблематики та даних педагогічного експерименту дають підстави стверджувати:
— навчання з використанням комп’ютера може бути ефективнішим, ніж безмашинне, лише тоді, коли комп’ютер не є простим доповненням до традиційних ситуацій навчання, а вносить суттєві зміни до змісту діяльності вчителя і учнів;
— не лише в найближчий час, але і в майбутньому традиційні форми навчання повинні раціонально і ефективно поєднуватися з новими, заснованими на НІТН;
— підвищення ефективності комп’ютеризованого навчання суттєво залежить від гармонійного поєднання НІТН і основних положень особистісно-орієнтованої теорії навчання.
Поєднуючи традиційні методи навчання з методами, орієнтованими на інтенсивне використання комп’ютера, розв’язуючи проблему взаємовпливу і взаємодії різних форм навчальної роботи і всіх структурних складових навчального процесу, слід, перш за все, виходити з цілей середньої освіти, логіки навчального процесу, змісту і характеру навчального матеріалу, а також з того, що з введенням ПЕОМ найбільший стимул до розвитку отримують
індивідуалізація навчання і самоосвіта, організація особистісно-орієнтованого навчального процесу.
Проведений в процесі дослідження педагогічний експеримент включає три основні етапи: констатуючий (1991-1992 рр.), пошуковий (1992-1994 рр.), і формуючий (1994-1996 рр.).
Експериментом охоплено понад 400 учнів 10-11-х класів середніх шкіл південного регіону України, оснащених комп’ютерами ІВМ РС/АТ-386 0X40 і більш потужними. Школи добиралися випадковим чином.
Мета констатуючого експерименту полягала у з’ясуванні рівня навченості учнів основних тем шкільного курсу математики, а також у визначенні характеру залежності цього рівня від сформованості змістовного узагальнення мислительної діяльності.
На цьому етапі вивчались форми і методи навчання розв’язування рівнянь, аналізувались результати письмових контрольних, самостійних робіт учнів, усні відповіді біля дошки, відповіді абітурієнтів на вступних іспитах, з’ясовувались типові помилки, яких учні припускалися як при розв’язуванні рівнянь, так і при усних поясненнях щодо використовуваних методів розв’язування задач; проводились бесіди і обговорення застосовуваних методів навчання з вчителями шкіл, викладачами-методистами.
В результаті констатуючого експерименту було визначено: рівень сформованості вмінь і навичок розв’язування алгебраїчних рівнянь у значної частини учнів невисокий, у багатьох спостерігається суттєвий розрив між теоретичними знаннями та вміннями застосовувати їх на практиці; в основному учні долають завдання, відповідні рівню обов’язкових результатів навчання, які відносяться до стандартних, що визначає “зону їх актуального розвитку”; вправи, які є нестандартними чи більш складними, що знаходяться в “зоні найближчого розвитку”, у багатьох учнів викликають серйозні
тэ
труднощі; причинами багатьох помилок, яких припускаються учні при розв’язуванні задач, часто є невміння скористатися отриманими знаннями при виконанні конкретного завдання, застосувати вивчені прийоми розв’язування задач в нових умовах, неміцність і нестійкість здобутих навичок, невміння при виконанні конкретного завдання скористатися відомими формулами і правилами, які правильно застосовувалися до розв'язування елементарних завдань; причинами недостатньої сформованості вмінь і навичок розв’язування рівнянь часто є пасивність учнів при аналізові типових завдань біля дошки, відсутність позитивних мотивів до навчання і до виконання завдань, зокрема, надмірна простота або ж складність задач, що аналізуються біля дошки, надто висока чи низька інтенсивність навчальної роботи.
Однією з основних причин низького рівня навченості алгебри учнів старших класів є навчання даного предмета на основі емпіричних узагальнень, що пов’язано, як зазначає В.В.Давидов, з формальним узагальненням предметів, з виділенням в них формально спільного. Поряд з цією важливою причиною можна виділити ще досить суттєву і на практиці важко розв’язувану проблему - відсутність необхідного контролю з боку вчителя на всіх етапах оволодіння учнями новою дією, що в решті решт відбивається на вчасному виявленні і попередженні різного роду помилок, які, накопичуючись від уроку до уроку, створюють для учнів все нові труднощі в їх пізнавальній діяльності.
Розглядуваний в контексті даного дослідження розділ рівнянь і нерівностей завершує в 11-му класі вивчення показникових, логарифмічних і степеневих (з раціональним показником) рівнянь. При детальному аналізові можна переконатися, що ця група тем практично інтегрує.всі інші, що вимагає від учнів для успішного їх вивчення грунтовної базової підготовки та сформованості і
розвитку високого рівня змістовного узагальнення мислительної діяльності. Показники констатуючого експерименту: рівень навченості за темами “Показникова функція. Розв’язування показникових рівнянь.” - 62%, “Логарифмічна функція. Розв’язування логарифмічних рівнянь.” - 61,3% виявились досить низькими, що свідчить про слабку базову підготовку учнів і сформованість у них низького рівня змістовного узагальнення.
Таке припущення підтвердилось також результатами психодіагностики з використанням тестів інтелекту Р.Амтхауера, які дозволили провести комплексне дослідження розвитку розумових здібностей учнів і складових їх мислення.
Мета пошукового експерименту полягала у виявленні шляхів удосконалення фундаментальної підготовки з алгебри, зокрема змістового розділу “Рівняння і нерівності”, формування міцних знань, вмінь і навичок, підвищення рівня узагальнення мислительної діяльності та рівня навченості. На цьому етапі експериментальної роботи (1992-1994 навч.рр.) з’ясовувались шляхи реалізації основних положень теорії розвиваючого навчання, діяльнісної теорії і теорії поетапного формування розумових дій при навчанні узагальнених методів розв’язування основних класів рівнянь на основі НІТН; визначалась технічна база, організаційні форми і методи навчання; добирався матеріал для створення пакету педагогічних програмних засобів і складання загальних повних схем методів, що вивчаються; розроблялись методичні рекомендації щодо використання HIT в процесі навчання розглядуваного змістового розділу курсу; вивчались і аналізувались дидактичні і психологічні критерії і вимоги до комп’ютерних навчаючих програм, можливості підвищення інтенсивності самостійної праці, розширення спектру способів організації навчальної діяльності; удосконалення методики контролю і управління навчальною діяльністю учнів.
Формуючий етап педагогічного експерименту дозволив:
1. Підтвердити гіпотезу про те, що використання НІТ при вивченні основних методів розв’язування показникових і логарифмічних рівнянь, яке базується на принципах змістовних узагальнень, підвищує рівень узагальнення мислительної діяльності і розвиток основних складових інтелекту індивідууму.
2. Апробувати пакети педагогічних програмних засобів ANAL.IT іСРАт.
3. Упевнитись в необхідності цілеспрямованого формування прийомів розумових дій і навчальної діяльності учнів для підвищення ефективності навчання методів розв’язування основних класів алгебраїчних рівнянь.
4. Перевірити ефективність пропонованої системи задач і вправ.
5. Порівняти рівень знань та сформованості вмінь застосування основних методів розв’язування показникових і логарифмічних рівнянь учнів експериментальних та контрольних класів.
6. Встановити доцільність використання НІТН, які дозволяють вчителеві ефективніше організовувати контроль і управління навчальним процесом та найбільш адекватно реалізовувати індивідуальний підхід.
В ході теоретико-експериментального дослідження отримані такі результати:
1. Виявлено психолого-педагогічні передумови підвищення ефективності процесу формування теоретичних знань і практичних вмінь учнів при навчанні методів розв’язування основних класів алгебраїчних рівнянь на основі НІТН.
2. Розроблено окремі компоненти НІТ навчання математики та методику їх використання при навчанні розв’язувати показникові та логарифмічні рівняння, орієнтовану на формування і розвиток
основних складових інтелекту учнів старших класів.
3. Розроблено пакет ППЗ ANAI.IT для комп’ютерного супроводу навчального процесу, його аналізу і коригування з реалізацією основних функцій контролю і управління пізнавальною діяльністю учнів і врахуванням вимог до них.
4. Розроблено методичні рекомендації щодо використання комп’ютера при вивченні основних методів розв’язування показникових і логарифмічних рівнянь.
5. Проведено педагогічний експеримент та його опрацювання, результати якого підтверджують педагогічну ефективність пропонованих компонент НІТН математики, пакету ППЗ та навчально-методичних посібників.
Результати дослідження дають підстави зробити такі висновки:
1. Вивчення основних розділів математики необхідно здійснювати на основі змістовних (теоретичних) двофазних узагальнень, що передбачає послідовність мислительних прийомів: аналіз через синтез - абстрагування (виділення суттєвих зв’язків і відношень) - змістовні узагальнення (з’ясування загального способу розв’язування, ідеї, схеми, принципу, особливостей задач даного типу) і здійсненне лише при систематичному використанні НІТ навчання.
2. Організація навчального процесу на основі теорії розвиваючого навчання, теорії поетапного формування розумових дій, діяльнісної теорії, з використанням НІТН дозволяє забезпечити ефективність навчання і розвитку основних компонентів інтелекту учнів, зокрема, узагальнення розумової діяльності.
3. Для реалізації основних функцій контролю і врахування вимог до нього, в тому числі для своєчасного коригування знань учнів і найбільш ефективного управління пізнавальною діяльністю учнів, необхідно використовувати НІТН.
4. Для найбільш ефективної організації навчально-пізнавальної
діяльності учнів необхідна раціональна і цілеспрямована інтеграція традиційних методик навчання з НІТН.
Отримані результати дозволили намітити деякі напрями подальших досліджень:
1. Дослідити проблему організації і поєднання різних форм навчальної діяльності при вивченні основних розділів математики з використанням нових інформаційних технологій.
2. Розробити комп’ютерно-орієнтовану дидактичну систему, яка б забезпечувала ефективне навчання математики в загальноосвітній середній школі з врахуванням сучасних вимог до навчання і виховання учнів.
Основні положення дослідження відображено в публікаціях:
1. Смирнова Є.М. З досвіду викладання курсу методики інформатики у вищій школі. //Матеріали міжвузівської науково-практичної конференції “Використання сучасної інформаційної технології в навчальному процесі”.//Київ: КДПІ, 1992, - с. 121-125. (в співавт.).
2. Смирнова Е.Н. Использование новых информационных технологий на уроках алгебры в 11-х классах Пилотных школ. // Тези докладів І Української науково-методичної конференції “Нові інформаційні технології навчання в навчальних закладах України”/ 7-11 вересня 1992 р., Одеса/.- Київ, 1992,- с. 225-226. (рос. мовою).
3. Смирнова Є.М. Розвиток компонентів теоретичного мислення на уроках математики з використанням НІТ. // Рідна школа, 1996.
- № 5-6, - с. 75-78.
4. Смирнова Е.Н. Эффективное воздействие интегрированной среды ANAI.IT на развитие мышления старшеклассников в процессе изучения алгебры и начал анализа. // НИТН. - МНПЕЖ.- К.: Центр НІТН Інституту психології АПН України, 1995. - Вип.5. - 24 с. (рос.мовою).
5. Смирнова Е.Н. Изучение тем: “Решение показательных и логарифмических уравнений” в курсе алгебры и начал анализа 11-го класса средней школы с помощью НИТ. / Методические рекомендации. - Херсон: ХГПУ, 1995. - 64 с.
Smirnova E.N.
Dragomanov Ukrainian State Teachers’ training university, Kiev, 1997.
Development of the Most Important Components of the Intellect on the Basis of Complex Use of the New Information Technologies During the Process of Teaching Mathimatics Senior Pupils of Secondary School.
The thesis for the degree of candidat of pedagogical science in the speciality 13.00.02 - theory and methods of teaching informatics.
The main components of new information technologies of teaching mathematics aimed on forming the most important components of students intellect, sabstantial generalization of thinking activity are scientifically grounded in the thesis.
Смирнова E.H.
Развитие важнейших компонентов интеллекта на основе комплексного использования НИТ при обучении математике в старшей школе. Диссертация на соискание ученой степени кандидата педагогических наук по специальности 13.00.02 - теория и методика обучения информатике. УГПУ имени М.П.Драгоманова, Киев, 1997 г.
В диссертации представлены научно обоснованные компоненты НИТ обучения математике, направленные на формирование важнейших компонентов интеллекта, в том числе содержательного обобщения мыслительной деятельности учащихся.
Ключові слова: нові інформаційні технології навчання, інтелект, педагогічні програмні засоби, узагальнення мислительної діяльності.