Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретическое обоснование информационного моделирования в учебной деятельности 18-75с.
1.1 Учебная деятельность в условиях информатизации 18-44с.
1.2 Особенности информационного моделирования в учебном процессе 45-54с.
1.3 Информационное моделирование как способ учебной деятельности 55-75с.
Глава 2. Дидактическое обеспечение информационного моделирования в качестве способа учебной деятельности 76-114с.
2.1 Модель применения информационного моделирования 76-82с.
2.2 Отбор содержания для информационного моделирования 83-97с.
2.3 Результаты экспериментального исследования формирования информационного моделирования в качестве учебной деятельности 98- 113с.
Заключение 114-116с.
Библиография 117-128с.
Приложения 129-152с.
- Учебная деятельность в условиях информатизации
- Особенности информационного моделирования в учебном процессе
- Модель применения информационного моделирования
- Отбор содержания для информационного моделирования
Введение к работе
Приоритетным направлением развития образования в настоящее время является информатизация, что является следствием информатизации общества.
Под информатизацией общества понимается глобальный процесс внедрения и использования новых информационных технологий, компьютерной техники, современных средств связи, глобальной сети Интернет во всех сферах человеческой деятельности, приоритетность развития информационных технологий в условиях сокращения мирового ресурсного пространства, активное влияние информационных технологий на деятельность человека и общества.
По мнению Извозчикова В.А. «информационное
(компьютеризированное) общество то, во все сферы жизни и деятельности членов которого включены компьютер, телематика, другие средства информатики в качестве орудий интеллектуального труда, открывающих широкий доступ к сокровищам библиотек, позволяющих с огромной скоростью производить вычисления и перерабатывать любую информацию, моделировать реальные и прогнозируемые события, процессы, события явления, управлять производством, автоматизировать обучение и т. д.»[126, с. 107]. Анализ понятия «информационное общество» позволяет выявить основные черты такого общества. К ним относятся:
повышение значимости информационных технологий. Это вызвано тем, что высокие технологии, в том числе информационные, определяют место и роль страны в мировом сообществе, приоритетным направлением развития экономики является не рост производства, а его технологичность. Экономика и управление не могут развиваться без информационных сетей со специальными технологиями производства и потребления информации.
Смена научных парадигм. Для современного этапа развития науки
характерна усиливающаяся тенденция к синтезу и интеграции. Формируется
новый образ науки, базирующийся на преодолении разобщенности
естественных и гуманитарных наук, на интеграции и взаимопроникновении
различных научных направлений. Развитие науки происходит в
сопровождении новых информационных технологий.
Смена образовательных парадигм. Если 20 век был веком узких
профессионалов, то 21 век требует специалистов, обладающих системным
мышлением, владеющих информационными технологиями, специалистов,
которые могли бы дать обществу системное решение глобальных проблем.
Следовательно, система образования, реализуя современную
образовательную парадигму, должна ориентировать процесс обучения на
формирование системного мышления и умений работы с большим объемом
быстро изменяющейся информации. Это даст обществу специалистов нового
типа, мобильно конструирующих свое образование в зависимости от
общественных потребностей, а также станет базой для развития различных
форм самообразования в быстро изменяющейся информационной среде.
Информатизация процесса обучения началась почти 20 лет назад с введения в базовый учебный план курса «Основы информатики и вычислительной техники», разработанного академиком Ершовым Л.П. Целью курса было сформировать некоторые умения программирования и познакомить с общими положениями информатики. Курс предназначался для учащихся 10-11 классов.
Концепция преподавания информатики в связи с развивающимся содержанием этого предмета претерпевает изменения. За последний период акцент переносился с формирования алгоритмического мышления и умений программирования на компьютерные и информационные технологии. В настоящее время выделяется системообразующая роль информатики, и учебно-методические комплексы (Бешенков С.А., Горячев А.В., Макарова Н.В.,
Семакин И.В., Угринович Н.Д.) отражают эту тенденцию.
В различных школах, в зависимости от технических возможностей и подготовленности педагогического коллектива, информатика преподается по различным программам и методикам, продолжительность обучения различна, оснащенность школ учебной литературой очень низкая. В результате по окончании школы выпускники имеют сильно различающуюся подготовку по информатике.
Перед учителем информатики стоит множество проблем, ему
необходимо выбрать генеральную линию преподавания, основывающуюся на
обязательном минимуме содержания обучения и максимально удовлетворить
потребности учащихся в освоении новых компьютерных и
телекоммуникационных технологий, имеющих тенденцию к быстрому изменению. Причем решение этой проблемы не может основываться только на развитии технической базы.
Новые информационные технологии широко применяются в процессе обучения благодаря развитости методов и высокой технологичности. Учащимся открывается доступ к нетрадиционным источникам информации, повышается эффективность самостоятельной работы, появляются новые возможности для творчества.
Не только образованию, но и демократическому, гуманному воспитанию, интеграции ребенка в мировую информационную культуру способствует обоснованное и педагогически целесообразное использование в школьной практике коммуникативной и образовательной функции Интернет. Учащиеся, используя глобальную сеть Интернет в учебной деятельности, должны приобрести умения находить информацию, необходимую для решения учебной проблемы, определять ее достаточность, избавляться от избыточности, классифицировать, структурировать эту информацию. Они могут знакомиться с научными проблемами, разработки которых еще не завершены, с помощью
6 телекоммуникационных проектов работать небольшими, иногда международными коллективами, что способствует их профессиональной и социальной ориентации, развивает способность к творчеству. Использование телекоммуникаций в образовании, дистанционное обучение находит все большее отражение в педагогической практике. Разнообразие обучающих программ, внедрение в учебный процесс гипертекстовых технологий, обеспечивающих принципиально новые формы работы с текстовыми документами, технологии мультимедиа, телекоммуникационные технологии существенно расширяют и обогащают также и возможности учителя.
Учителя, благодаря доступу к телекоммуникационным сетям, не только расширили собственные информационные источники, но и получили возможность общения со своими коллегами практически во всем мире. В школе растет число учителей, которые используют в своей работе методы обучения с применением новых информационных технологий. Этот процесс в настоящее время носит эвристический характер, происходит накопление опыта, быстро развивающаяся компьютерная обучающая среда стимулирует рост числа учителей, использующих новые методы обучения. Компьютерная обучающая среда в данной работе рассматривается как совокупность технического, программно-технологического и организационно-методического компонентов.
Использование компьютерной обучающей среды в учебно-воспитательном процессе должно оказывать заметное положительное влияние на качество обучения в целом в силу многофункциональности самого компьютера и накопленной практики преподавания информатики. Вместо этого на практике часто осуществляется компьютеризация школы, которая идет эмпирическим путем, и затем организуется изучение компьютерных технологий. Это не может способствовать повышению качества обучения в целом, развитию нового мышления, формированию межпредметных связей — важнейших дидактических задач, хотя требует больших материальных и
временных затрат. Такой подход использует минимальные возможности компьютерной обучающей среды, а вне поля зрения остаются важнейшие дидактические свойства компьютера как универсальной знаковой системы.
В разработанных Кузнецовым А.А., Бешенковым С.А., Угриновичем Н.Д., Самовольновой Л.Е. методических рекомендациях к экспериментальному преподаванию курса информатики и информационных технологий в 2001-2002 учебном году ставится «сверхзадача» - развитие общеобразовательных аспектов информатики. Предлагается новая концепция преподавания информатики, способствующая формированию у обучаемых современной информационной картины мира, развитию умений работы с большим объемом информации из различных предметных областей. Важно отметить, что особенностью преподавания информатики является то, что наряду с усвоением теоретических знаний большое значение придается практической деятельности учащихся. Это позволяет формировать учебную деятельность, необходимую в современном информационном образовательном пространстве.
Применение новых информационных технологий в обучении в настоящее время - широкомасштабный процесс. Поэтому он должен всесторонне и непрерывно изучаться и обосновываться, исходя из педагогических критериев. Необходим глубокий анализ различных видов учебной деятельности, формирующихся на базе новых информационных технологий, а затем развитие наиболее важных из них.
Опубликованные в Интернет в 2001 году главным специалистом Департамента общего среднего образования Л.Е. Самовольновой данные говорят, что использование компьютеров в школе осуществляется следующим образом. На 65% компьютеризировано изучение информатики в старших классах (профориентация с умениями (по убыванию): компьютер, информационные технологии, алгоритмизация, анализ информации и формализация задач). Далее, в 50% случаев имеющиеся в школе компьютеры
используются не только на информатике, но и на других предметах (по убыванию: тесты, тренажеры, обучение, игры, оформление рефератов, моделирование, справочные системы, телекоммуникации и комплексно - в образовательных проектах). Из перечисленных выше знаний и умений, формируемых с помощью компьютера, к творческим, формирующим теоретическое (научное) мышление, безусловно, можно отнести - анализ информации, формализацию задач, моделирование. Однако, как сказано выше, на этих видах учебной деятельности не акцентируется информационное образование в школе.
Среди школьных предметов информатику отличает две особенности: формирование у обучаемых умения работать с большим объемом информации и большая роль предметно-практической деятельности учащихся. Из методов обработки информации, изучаемых в содержании предмета "информатика", значимыми с дидактической точки зрения являются методы научного познания, базирующиеся на теоретическом мышлении. Одним из основных методов научного познания является информационное моделирование, получившее в настоящее время заметное развитие благодаря применению компьютерных технологий. Информационное моделирование изучается в базовом курсе как часть содержания предмета информатики. Учитывая большую роль практики в процессе изучения информатики, можно формировать у обучаемых умение информационного моделирования в качестве учебной деятельности за счет интеграции с другими предметами. Это даст обучаемым способ усвоения информации, который будет способствовать формированию единой информационной картины мира и снизит растущую нагрузку на обучаемых.
На уроках информатики и информационных технологий реализуется деятельностный подход к обучению в силу особенностей самого предмета. Это позволяет учителю развивать у обучаемых как специфические умения, так и умения работать с большими объемами информации в процессе учения.
Формы деятельности учащихся, вызванные использованием компьютерной обучающей среды, в настоящее время исследованы недостаточно, нет их классификации, не определена структура и содержание.
В данной работе исследуется учебная деятельность, которой соответствует информационное моделирование как процесс познания, в компьютерной обучающей среде. Информационное моделирование выбрано как наиболее обобщенный способ деятельности в процессе познания.
Кроме того, информационное моделирование, активно использующееся в условиях информатизации общества и соответствующее целям обучения, должно формироваться у учащихся в современном учебном процессе. Это, с одной стороны, подготовит учащихся к работе в условиях информатизации общества в качестве предпрофессиональной подготовки, с другой стороны, облегчит им собственную учебную деятельность в процессе обучения за счет развития различных форм обучения.
Следовательно, информационное моделирование - актуальная дидактическая линия, которая должна находиться в поле зрение учителей на современном этапе.
Моделирование в настоящее время рассматривается не только как метод
познания, который необходимо включать в учебную деятельность, но и как
технологический компонент различных видов деятельности. В экономике
становится приоритетной технология бизнес-моделирования, заменяющая
бизнес-планирование, развивается технология композиционного
информационного моделирования (Composition Information Modelling Technology - CIM-Technology). Эта технология базируется на использовании компьютерной самоорганизации информационных сетей. Для анализа сложных моделей разработан метод эвристического моделирования [2, с 344], давно применяется математическое моделирование как метод исследования и познания.
В МГУ работает лаборатория информационного моделирования под руководством В.В. Леонтьева. Некоторые университеты вводят курс информационного моделирования. Например, Омский государственный педагогический университет в курсе информационного моделирования использует подход, предложенный В. Белошапкой и А. Лесневским [11], основанный на глубоком освоении методологии моделирования и ее творческого применения для решения практических задач. Теоретическое ядро курса - изучение различных видов моделей: классификационных, динамических, языковых. Основа преподавания курса- метод проектов.
В Базовом учебном плане по информатике информационное моделирование рассматривается только как тема изучения. Время изучения этой темы зависит от курса и продолжительности изучения информатики в конкретной школе.
Н.В. Макаровой и И.Г. Семакиным [64,120-124] разработаны курсы школьной информатики для учащихся 7-11 классов, использующие объектно-информационную и системно-информационную концепции. В программе, разработанной С. А. Бешенковым, "Информатика и информационные технологии (гуманитарный профиль) 10-11 классы"[15,16] формализации и моделированию уделяется значительное внимание. В ней вводится понятие модель мира (мифологическая модель, модель Птолемея, модель в христианстве и исламе; модели времени), модели общества, литературное произведение как модель. Компьютер в этой программе рассматривается как инструмент исследования моделей.
Информационное моделирование в этих курсах рассматривается лишь как метод построения компьютерных или математических моделей, а не как способ учебной деятельности в целом, носит демонстрационный характер.
Новые информационные технологии и, в частности, информационное моделирование должны базироваться на теориях отечественной дидактики,
II обобщающей опыт обучения, тогда они будут иметь прочный научный фундамент и, со своей стороны, развивать дидактику. Теория учебной деятельности Давыдова В.В., примененная к преподаванию информатики, позволяет создать совокупность учебных умений, формируемых в процессе информационного моделирования, которые могут служить способом учебной деятельности. Эта учебная деятельность, таким образом, получит свое отражение в компьютерной среде обучения.
Но в настоящее время потенциал преподавания информатики используется недостаточно и не исследованы его возможности для формирования способов учебной деятельности, соответствующей процессу информатизации и отвечающей основным положениям теории учебной деятельности.
Таким образом, можно выделить противоречие, выявленное в процессе анализа учебно-педагогической литературы и опыта преподавания информатики в школе на современном этапе. Оно заключается в том, что с одной стороны преподавание информатики позволяет формировать у обучаемых такой способ учебной деятельности, как информационное моделирование, являющееся методом познания, а с другой стороны не разработана теория и практики формирования этого способа учебной деятельности.
Деятельностный подход к обучению доказал свою эффективность. Общие закономерности учебной деятельности, выделенные В.В. Давыдовым, позволяют создать систему учебных умений в процессе информационного моделирования, являющихся способом учебной деятельности.
Практическое применение теории учебной деятельности В.В. Давыдова разработано и успешно применяется для начальной школы. Есть методики преподавания математики, русского языка в среднем звене, основанные на этой теории. Но формирование учебной деятельности на уроках информатики в среднем звене не исследовано. Хотя в среднем звене учащийся начинает
осознавать себя субъектом учебной деятельности. Разработанные курсы информатики для 5-7 классов ставят перед учителем частные методические задачи, такие как компьютерная грамотность, развитие алгоритмического мышления. Формирование учебной деятельности не является целью этих курсов.
Поэтому исследование возможности формирования учебной
деятельности в наиболее обобщенной форме — в виде информационного моделирования как способа познания является актуальным.
Проблема исследования заключается в следующем: каким образом сформировать у учащихся 5-7 классов информационное моделирование, являющееся методом познания в современной информационной среде, в качестве способа учебной деятельности.
Цель исследования: разработать дидактическое обеспечение информационного моделирования в качестве способа учебной деятельности учащихся 5-7 классов.
Объект исследования - учебная деятельность учащихся 5-7 классов.
Предмет исследования - дидактическое обеспечение информационного моделирования в качестве способа учебной деятельности учащихся 5-7 классов.
Гипотеза исследования - информационное моделирование можно рассматривать как способ учебной деятельности учащихся 5-7 классов, если
на основе анализа теорий деятельности и теорий учебной деятельности,
анализа опыта использования компьютерных обучающих сред будет
выявлена структура учебной деятельности и разработана
соответствующая ей структура информационного моделирования для
учащихся 5-7 классов;
будет разработано содержание обучения информационному
моделированию учащихся 5-7 классов в качестве способа учебной
деятельности;
будут выявлены и экспериментально проверены дидактические условия
применения информационного моделирования в качестве способа
учебной деятельности учащихся 5-7 классов.
Следующие задачи определяются целью и гипотезой диссертационного исследования:
проанализировать теории деятельности и теории учебной деятельности, опыт применения компьютерных обучающих сред, выявить структуру учебной деятельности и разработать соответствующую ей структуру информационного моделирования для учащихся 5-7 классов;
разработать содержание обучения информационному моделированию учащихся 5-7 классов;
разработать модель применения информационного моделирования для выявления дидактических условий его использования в качестве учебной деятельности и определить влияние информационного моделирования на качество обучения.
Методологической основой исследования являются психолого-педагогическая концепция деятельности С.Л. Рубинштейна и А.Н. Леонтьева, концепция опережающего развития Л. С. Выготского, теория учебной деятельности В.В. Давыдова и Д.Б. Эльконина, работы по исследованию учебной деятельности Когана М.С., Леднева B.C., Новикова A.M., Монахова В.М., Талызиной Н.Ф., по информационному моделированию - Кузнецова А.А., Бешенкова С.А
Методы исследования: теоретический анализ философской, психолого-педагогической, специальной, научно-технической и справочной литературы по проблеме исследования, сравнение, обобщение. Эмпирическими методами диссертационного исследования являются прямое и косвенное наблюдение, тестирование, анкетирование, беседа, организация педагогического эксперимента с последующей обработкой полученных результатов.
На первом этапе (1998-2000гг.) - осуществлялся анализ философской, психолого-педагогической и специальной литературы по проблеме исследования, изучался опыт преподавания информатики. В процессе теоретической разработки проблемы определялись методология и методика исследования, понятийный аппарат. Осуществлялся констатирующий эксперимент.
На втором этапе (2000-2002гг.) - разрабатывалась и внедрялась программа курса "Основы информационного моделирования 5-7 классы", проводился формирующий эксперимент, фиксировались результаты, разрабатывались критерии оценки полученных результатов, осуществлялся их анализ.
На третьем этапе (2002-2003'гг.) - создавалась модель применения информационного моделирования, интегрирующая в себе теоретические и методические результаты исследования и отражающая дидактические условия формирования информационного моделирования, осуществлялось оформление диссертации.
Научная новизна исследования состоит в следующем: 1. для учащихся 5-7 классов разработана структура информационного моделирования, являющегося способом учебной деятельности:
выделение объекта моделирования для получения новых знаний о нем или лучшего запоминания;
постановка или принятие цели моделирования (выделение моделируемых свойств объекта);
выбор средств и инструментария для моделирования;
создание и анализ модели;
проверка адекватности модели, оценка и самооценка.
2. Разработано содержание информационного моделирования, которое
отражается в программе курса "Основы информационного моделирования 5-7 классы", а также матрица межпредметных связей для календарно-тематического планирования; для наблюдения над формированием умений информационного моделирования и анализа результатов разработана технологическая карта.
3. Разработана модель применения информационного моделирования в качестве способа учебной деятельности учащихся 5-7 классов, включающая цель и структуру информационного моделирования (теоретические компоненты и понятия, практические этапы действий учителя и ученика) и отражающая дидактические условия применения этого способа деятельности.
Практическая значимость - разработана и апробирована программа курса "Основы информационного моделирования 5-7 классы" (Приложение 1) и матрица межпредметных связей для календарно-тематического планирования (Приложение 3). Разработаны и опубликованы задачи для информационного моделирования, а также совокупность заданий и критерий их оценки, позволяющие оценить перенос умений информационного моделирования на изучение других предметов; в процессе экспериментальной работы выявлено, что информационное моделирование можно использовать для различных вариантов преподавания информатики, в том числе и безмашинного; выявлена возможность воспроизведения опыта формирования умений информационного моделирования.
На защиту выносится:
Структура информационного моделирования для учащихся 5-7 классов, которая определяет его как способ учебной деятельности;
Содержание обучения, представленное в виде курса "Основы информационного моделирования 5-7 классы", для формирования информационного моделирования в качестве способа учебной деятельности и матрица межпредметных связей для календарно-тематического планирования, технологическая карта для наблюдения
16 над формированием умений информационного моделирования; 3. Модель применения информационного моделирования, включающая теоретические компоненты и понятия, цель и структуру информационного моделирования, практические действия учителя и ученика, дидактические условия формирования этого способа учебной деятельности. Апробация основных положений диссертационного исследования осуществлялась в процессе выступлений на педагогических советах в школе №6 города Видное и в Видновской гимназии, на районных семинарах учителей информатики Ленинского района в 2000 и 2001 годах, на заседаниях кафедры технологий и предпринимательства ИПК и ПРНО МО, на XIII Международной конференции "Применение новых технологий в образовании" в Троицке (28-29 июня 2002г.).
Структура диссертации соответствует логике исследования и его результатам.
Работа состоит из введения, двух глав, заключения, библиографии и приложений. Первая глава - "Теоретическое обоснование информационного моделирования в учебной деятельности" состоит из трех параграфов: "Учебная деятельность в условиях информатизации", "Особенности информационного моделирования в учебном процессе", "Информационное моделирование как способ учебной деятельности".
Вторая глава - "Дидактическое обеспечение информационного моделирования в качестве способа учебной деятельности" также состоит из трех параграфов: «Модель применения информационного моделирования», «Отбор содержания для информационного моделирования», «Результаты экспериментальной работы».
В заключении кратко проанализированы цель и результаты работы, сделаны выводы о подтверждении гипотезы диссертационного исследования
экспериментальными данными.
Библиография содержит список используемой в работе литературы.
Приложения содержат программу курса "Основы информационного моделирования 5-7 классы", тематическое планирование учебного материала, матрицу межпредметных связей, систему тестирующих заданий для проверки переноса умений информационного моделирования на выполнение различных заданий, анкету для учителей информатики, технологическую карту для наблюдения над формированием умений информационного моделирования и анализа результатов, структуру человеческой деятельности по Леонтьеву А.Н., таблицу возрастной периодизации учебной деятельности, таблицу сравнения учебной деятельности по Давыдову В.В. и информационного моделирования, модель применения информационного моделирования.
Учебная деятельность в условиях информатизации
Повышение качества обучения, создание условий для развития личности -эти задачи, всегда стоят перед школой. На каждом этапе развития общества они решаются в соответствии с социальным заказом и уровнем развития общества. Современное общество вступило в эпоху информатизации. Черты информационного общества обозначены в работах Дениэла Белла, Раймонда Арона, Олвина Тоффлера, Збигнева Бжезинского и других. Их обобщенный анализ и философский подход к информатизации общества и саморазвитию информационных систем рассматривается в работах Р.Ф. Абдеева [1], И.В. Лазарева [56] и других. Государственная Дума в 1999 году разработала Концепцию формирования информационного общества в России, отражающую особенности формирования российского информационного общества. Концепция намечает пути развития информационного общества: информатизация всей системы общего и специального образования от детского сада до окончания высшей школы и последующих форм подготовки специалистов; формирование и развитие всех форм информационных услуг, в том числе домашней компьютеризации; обеспечение сферы информационных услуг духовным содержанием, отвечающим российским культурно-историческим традициям, развитие, в том числе, мощного русскоязычного сектора в Интернете. То есть информатизация образования в настоящее время является приоритетным направлением развития образования в целом. Анализ ряда работ [2,8,15,20,46,48,51,67,68,81,90,104,144], опыт использования компьютеров в образовании свидетельствуют о том, что процесс компьютеризации становится важнейшим рычагом внедрения достижений научно-технического прогресса в социальную практику через образование. Новые технологии порождают новые формы обучения, отражаются на учебном содержании, формируют новые знания, умения, навыки учащихся. В национальном докладе Российской Федерации на 2 международном конгрессе ЮНЕСКО "Образование и информатика", проходившем в Москве в 1996 году, также было отмечено, что "одним из важнейших механизмов, затрагивающим все основные направления реформирования образовательной системы России, является ее информатизация. Информатизация образования дает: Возможность построения открытой системы образования; Коренное изменение организации процесса познания путем смещения его в сторону системного мышления; Создание эффективной системы управления информационно-методическим обеспечением образования; Эффективную организацию познавательной деятельности обучаемых в ходе учебного процесса; Использование специфических свойств компьютера. Информатизация образования рассматривается как одно из важнейших средств реализации новой государственной образовательной парадигмы, в рамках которой происходит пересмотр ориентиров: с прагматических узкоспециализированных целей на приобретение фундаментальных междисциплинарных знаний"[81 ,с.9]. Информатизация образования сопровождается внедрением новых информационных технологий, которые опираются на применение компьютера в обучении. Однако новые информационные технологии не могут дать желаемого результата повышения качества образования только за счет развития техники, так как компьютеры сами по себе не определяют реальной среды и культуры обучения. Компьютерная обучающая среда может быть использована как средство развития новых форм мышления и целенаправленной учебной деятельности школьников и, как следствие этого, более полного решения образовательных задач на современном этапе. Деятельностный подход к обучению широко применяется в практике обучения в школе и дает хорошие результаты. Он наиболее распространен при преподавании информатики, которая в настоящее время служит в основном для формирования компьютерной грамотности и компьютерной культуры посредством практической работы на компьютере. В то же время частные методические задачи преподавания информатики можно развить и перейти к общеучебным задачам, чтобы сформировать у учащихся общеучебные умения и навыки в условиях информатизации. То есть, деятельностный подход, формируемый на уроках информатики при обработке информации, может быть перенесен на изучение других дисциплин. Это приведет к развитию различных форм учебной деятельности школьника и повышению качества обучения в целом. Понятие "учебная деятельность" широко используется в педагогической литературе и для однозначности требует уточнения. Для анализа понятия "учебная деятельность " в условиях информатизации необходимо рассмотреть развитие понятия "деятельность" и современные подходы к определению "учебная деятельность ". Философскую теорию деятельности создали немецкие классики - Кант, Фихте, Шеллинг, Гегель. И. Кант рассматривал субъекта деятельности не как созерцающего действительность, а как создающего формы предметного мира. В ранг всеобщего основания культуры деятельность была возведена И. Фихте. Г. Гегель описал общую схему деятельности, обстоятельно проанализировал диалектику ее структуры (в частности взаимоопределяемость цели и средства), обосновал социально-историческую обусловленность деятельности. Материальная и духовная деятельность людей и соответствующие им типы производства являются основой возникновения и развития общественного и индивидуального сознания, личностных качеств человека. Онтология и антропология признают человека существом имманентно способным к деятельности. При этом деятельность рассматривается как форма бытия и способ существования и развития человека, как процесс преобразования окружающей природы и социальной реальности (включая самого человека) в соответствии с его потребностями, целями и задачами. Как форма бытия и способ существования деятельность обеспечивает создание материальной культуры, удовлетворение потребностей человека (втом числе является формой реализации его культурных потребностей). Деятельность является сферой реализации личностного потенциала человека; источником и критерием познания и преобразования окружающей среды. То есть деятельность - это довольно сложный по своей специфике и структуре феномен.
Особенности информационного моделирования в учебном процессе
Понятие "модель" подобно понятию "структура" является в настоящее время одним из важнейших общенаучных понятий. Д.Б. Эльконин выявил принципиальное значение моделирования для учебной деятельности. Он предполагал, что моделирование ребенком различных сторон действительности может являться общим принципом усвоения. Экспериментальные работы Г.И. Минчинской, Ф.Г. Богданского, Г.Г. Микулиной, Е.В. Агиянц, Л.И. Айдаровой, А.К.Марковой, Е.Е.Шулешко, В.В. Рубцова [113-115]на математическом, грамматическом материале, на изучении физики установили существенную психологическую роль моделирования в процессе учебной деятельности. Формулируя понятие моделирование, можно привести следующие определения. Моделирование - это 1) метод исследования объектов на их моделях - аналогах определенного фрагмента природной или социальной реальности; 2) построение и изучение моделей реально существующих предметов и явлений (органических и неорганических систем, инженерных устройств, разнообразных процессов - физических, химических, биологических, социальных) и конструируемых объектов"[106,с.580]. Моделирование - исследование каких-либо явлений, процессов или систем объектов путем построения и изучения их моделей... Моделирование - одна из основных категорий теории познания. На идее моделирования по существу базируется любой метод научного познания - как теоретический (при котором используются различного рода знаковые, абстрактные модели), так и экспериментальный (использующий предметные модели)"[125,с.816]. Под моделью понимается такая мысленно представляемая или материально реализованная система, которая, отображая или воспроизводя объект исследования, способна замещать его так, что ее изучение дает нам новую информацию об изучаемом объекте"[140,с.19]. "Модель - искусственная система, специально созданная для познания другой системы"[2,с.337]. То есть основное назначение моделирования - получение новых знаний об объекте изучения. Из этих определений очевидно, что моделирование, организованное определенным образом, должно быть использовано в процессе обучения. В науке давно известно математическое моделирование, в настоящее время широко применяется компьютерное моделирование для различных областей знаний. Амосов М.Н. в работе [2] изложил метод эвристического моделирования, который используется для создания моделей сложных систем, с целью их изучения. Эвристическая модель создается по следующему плану. 1. Формулирование цели работы или назначения модели. 2. Выбор уровня модели. Все сложные модели строятся по иерархическому принципу. 3. Формулирование качественной гипотезы о структуре и функциях объекта в пределах, ограниченных целями. 4. Построение блок -схемы объекта, выбор подсистем и связей. 5. Выбор значимых переменных для структуры объекта в соответствии с целью моделирования. 6. Отладка и исследование модели с помощью компьютера. 7. Верификация модели - сравнение характеристик модели и объекта при одинаковых условиях с целью определения достоверности модели и объекта и особенно границ ее применимости. Система научных моделей, аппарат для их исследования, методика использования результатов исследования на практике входят в основы наук, которые составляют содержание учебных предметов. "Возможности для моделирования имеются в школьных курсах математики, химии, физики, русского и родного языка. Необходимость овладения методом моделирования диктуется не только значением его как метода научного познания, но и психолого-педагогическими соображениями 106,с.580] По характеру моделей, используемых в учебном процессе, моделирование разделяют на предметное и информационное (знаковое). Предметным называется моделирование, в ходе которого исследование ведется на физически созданных моделях, воспроизводящих какие-либо характеристики объекта-оригинала. Предметное моделирование в учебном процессе играет роль наглядного пособия и не изменило своей роли с внедрением новых информационных технологий. При знаковом моделировании моделями служат схемы, чертежи, формулы, таблицы, графы, алгоритмы и прочее. "Модель в широком смысле - любой образ (мысленный или условный: изображение, описание, схема, чертеж, план, график, карта и т. п.) какого-либо объекта, процесса или явления ("оригинала" данной модели), используемый в качестве его "заместителя", "представителя" 125,с.817]. В учебном процессе различают информационное моделирование для учащихся и обучающих. Информационное моделирование для обучающих базируется на закономерностях процесса усвоения, общей теории управления (если процесс обучения рассматривать как частный случай управления), теории обучения. Некоторые элементы информационного моделирования для обучающих легли в основу педагогических технологий, например, технологии В. Монахова[73,75,78], им посвящены работы Ахметовой М.Н.[4], Апатовой Н.В.[3], Горячева Б.В[28]. Гузеева В.В.[30], Матроса Д.Ш. [69], Питюкова В.Ю. [97], Селевко Г.К.[118] и другие. Информационное моделирование для обучающих должно обеспечивать необходимый уровень учебной мотивации, подбор системы задач или тестов, обеспечение контроля над действиями учащихся и необходимой коррекции этих действий. Информационное моделирование для обучающих может не иметь определенной структуры действий и быть подчинено только решению конкретных педагогических задач. Для учащихся "моделирование в обучении имеет два аспекта: моделирование как содержание, которое учащиеся должны усвоить, и моделирование как учебное действие, средство, без которого невозможно полноценное обучение. С помощью моделирования удается свести изучение сложного к простому, невидимого и неощутимого к видимому и ощутимому, незнакомого к знакомому, то есть сделать любой сложный объект доступным для тщательного и всестороннего изучения".[106,с.580] Реальный учебный процесс, если рассматривать его с позиций информационного моделирования, происходит в существенной взаимосвязи информационного моделирования обучающих и учащихся. При развитии взаимосвязи информационного моделирования обучающих и учащихся можно выявить признаки информационного моделирования учения, разработать его структуру и содержание.
Модель применения информационного моделирования
Для проверки гипотезы диссертационного исследования был выбран педагогический эксперимент, являющийся общенаучным методом познания и позволяющий получить новые знания о причинно-следственных отношениях между педагогическими факторами, условиями, процессами за счет анализа влияния экспериментального фактора на учебно-воспитательный процесс. В соответствии с задачами диссертационного исследования для экспериментальной работы был выбран формирующий (обучающий) эксперимент, который ставит своей целью не просто констатацию наличия соответствующей учебной деятельности, а ее активное формирование. Формирующий эксперимент отличается тем, что позволяет целенаправленно преобразовывать педагогическую ситуацию и ставить ее в соответствие с гипотезой диссертационного исследования. Теоретической основой формирующего эксперимента является концепция ведущей роли обучения и воспитания в психическом развитии, разработанная Л.С. Выготским, что соответствует философскому и психолого-педагогическому базису данного диссертационного исследования. Эксперимент осуществлялся в условиях обычного учебно-воспитательного процесса, то есть был естественным экспериментом. Целью экспериментальной работы было изучение влияния информационного моделирования, имеющего цель, структуру и содержание, теоретически разработанные в главе 1, на учебные умения и учебную деятельность учащихся 5-7 классов. Цель экспериментальной работы определила следующие задачи. Задачи экспериментальной работы: 1. создать модель применения информационного моделирования в качестве учебной деятельности; 2. отобрать содержание для курса «Основы информационного моделирования 5-7 классы», разработать его структуру, программу и тематическое планирование; 3. оценить результаты экспериментального исследования и определить дидактические условия формирования информационного моделирования в качестве способа учебной деятельности учащихся 5-7 классов. Методами экспериментального исследования были наблюдение, анализ результатов обучения, полученных из школьных документов и анкет, и сравнительный анализ результатов выполнения специально разработанной совокупности заданий. Эти задания позволяют выявить умение выполнять задачи из различных предметных областей посредством информационного моделирования. Для наблюдения над формированием умений информационного моделирования и анализа результатов применялась технологическая карта, описанная в приложении 7. В процессе изучения курса «Основы информационного моделирования 5-7 классы» учащиеся создавали информационные модели из различных предметных областей, представленных Базисным учебным планом. В соответствии с приведенным в главе 1 теоретическим обоснованием информационного моделирования в качестве учебной деятельности и требованиям к компьютерной обучающей среде необходимо выделить дидактические особенности курса. Они заключаются в следующем: Концептуально курс "Основы информационного моделирования 5-7 классы" должен базироваться на теории учебной деятельности Давыдова В.В. и иметь целью формирование учебной деятельности посредством информационного моделирования. Календарно-тематическое планирование курса "Основы информационного моделирования 5-7 классы" должно соответствовать календарно-тематическому планированию тех предметов, содержание которых используется при создании моделей, для стимулирования активности учащихся в процессе формирования у них учебной деятельности и ее актуализации. Для этого применяется матрица межпредметных связей, приведенная в приложении 3. В процессе изучения "Основ информационного моделирования 5-7 классы" учителю необходимо делать акцент на осознанное отношение обучаемых к формированию собственной учебной деятельности. Для формирования и развития учебной деятельности необходимо соединение усилий всех педагогов, работающих над этой проблемой. Формы совместной деятельности педагогов могут быть различны и определяются конкретной учебной ситуацией и общей целью. При составлении каждой модели необходимо проходить все этапы информационного моделирования, составляющие его структуру. Компьютерная обучающая среда, применяемая для информационного моделирования, должна соответствовать приведенным в главе 1 требованиям. Методы преподавания должны соответствовать цели формирования информационного моделирования и методам учения. Курс «Основы информационного моделирования 5-7 классы» должен логически интегрироваться в контекст учебных предметов. Курс "Основы информационного моделирования 5-7 классы", отвечающий выше названным дидактическим особенностям, должен преподаваться на уроках информатики в соответствии с программой, данной в приложении 1.
Отбор содержания для информационного моделирования
Очевидно, что умение информационного моделирования в качестве учебной деятельности у обучаемых должно формироваться на уроках информатики. Анализ различных учебных комплексов по информатике позволяет сделать вывод о том, что современные тенденции в информатике используют объектно-ориентированное изложение материала, опирающееся на понятийное мышление, свойственное человеку. Следовательно, необходимость формирования учебной деятельности, соответствующей этим тенденциям — информационного моделирования, актуальна. Умение обучаемого для любой предметной области выделить систему понятий, представить ее в виде совокупности свойств и действий, описать алгоритмы и схемы логического вывода (то есть создать информационно-логическую модель) улучшает ориентирование учащегося в этой предметной области и в учении в целом, содействует лучшему запоминанию, а также свидетельствует о развитом логическом мышлении. Деятельность по созданию информационной модели позволяет учащимся информацию, подлежащую усвоению, превращать в собственные знания.
Современные учебно-методические комплексы по информатике в содержании обучения делают акцент на системно-ориентированном и объектно-ориентированном подходе. Этот подход базируется как на современных положениях теоретической информатики, так и на тенденциях, отраженных в программных продуктах и в подходах к программированию. Это, в свою очередь, формирует новый тип информационного мышления - объектно-ориентированное системное мышление.
Но на практике в школе учащиеся в основном изучают информационные технологии. Причем обязательной информатика является только для учащихся 10-11 классов общеобразовательной школы. Очевидно, что для формирования системно-ориентированного мышления в подобной ситуации упущены многие возможности.
С дидактической точки зрения в настоящее время можно выделить два аспекта преподавания информатики: технологический и общеобразовательный.
Технологический аспект позволяет формировать у обучаемых современные навыки работы с компьютером и информацией, дает конкретные технологии ее обработки, формирует компьютерную грамотность и умение использовать информационные ресурсы в процессе обучения. Необходимость учета этого аспекта бесспорна. Общеобразовательный аспект информатики рассматривается как средство развития логического мышления, умения анализировать, выявлять отношения, описывать алгоритмы действий, создавать мысленные информационные модели. Это направление теоретической информатики является новым и развивающим. Поэтому оно пока недостаточно учитывается при обучении информатике, хотя приоритетность его выше.
Несмотря на то, что важны оба направления, очевидно, что нужно использовать такие методики обучения информатике, которые основной акцент делают на решении общеобразовательных задач. При этом преподавание информатики должно начинаться не позднее пятого класса. Это закладывает базис для формирования и последующего развития учебной деятельности, соответствующей современному образовательному и информационному пространству.
При доминанте технологического подхода с ростом доступа к сетевым информационным ресурсам у учащихся неизбежно возникает проблема избытка информации. И для решения этой проблемы необходимо применять некие новые способы учебной деятельности. Таким образом, развитие технологического подхода при преподавании информатики все равно неизбежно приведет к необходимости формировать у обучаемых различные умения работы с большим объемом информации для решения общеобразовательных задач. Если учащиеся обладают некоторыми умениями информационного моделирования, то они справятся с проблемой информационного избытка. Следовательно, процесс информатизации образования потребует все большего включения теоретической информатики в учебный процесс, и оба эти подхода будут сближаться, при этом информационному моделированию как способу учебной деятельности будет отводиться все большая роль.
Анализ учебно-методической литературы по информатике для начальной школы показал, что превалируют бескомпьтерные варианты обучения, основанные на рабочих тетрадях на печатной основе. К таким комплексам относится учебно-методический комплекс А. Семенова, Т. Рудченко, О. Щеглова. "Информатика" для четырехлетней начальной школы. Цель курса -формирование информационной культуры и развитие "математики мышления". Авторами указывается, что курс может быть использован совместно с. любой образовательной программой по русскому языку и математике с целью создания межпредметных связей.
Для формирования информационной культуры разработан учебник-тетрадь для первого класса: Зарецкий Д.В., Зарецкая З.А. "Информационная культура. Компьютер - твой друг". Учебник по информационной культуре для начальной школы разработан также Первиным Ю.А.
Эти учебно-методические комплексы сыграли большую роль в формировании среди педагогической общественности мысли о необходимости преподавания информатики в начальной школе. Но информационной культуры, понимаемой как умение работать на компьютере с информацией, недостаточно для формирования информационного моделирования.
Для информационного моделирования большой интерес представляет учебно-методический комплекс, разработанный авторским коллективом под редакцией В.А. Горячева.
Он включает изучение таких теоретических понятий как объект, система, свойство, класс, алгоритм, модель, множество, логическое умозаключение, структура, граф. Изучение учащимися этих понятий на простых примерах позволяет подготовить их к информационному моделированию. Но даже последовательное, методическое изучение этого курса не позволяет формировать учебную деятельность посредством информационного моделирования.
Главная цель курса - дать ученикам инвариантные фундаментальные знания в областях, связанных с информатикой, которые выходят на первое место в формировании научного информационно-технологического потенциала общества.
