Содержание к диссертации
Введение
Гл.1. Научные основы информационных технологий активизации обучения школьников
1.1. Теоретические основы информационных технологий активизации обучения школьников 21
1.2. Тенденции активизации деятельности в массовых сферах использования НИТ 41
1.3. Тенденции проявления активизации в развитии НИТ в образовании 54
Гл. 2. Метод параллельных циклов (МПЩ - способ создания и использования информационных технологий активизации обучения 64
2.1. Сущность и основные аспекты МПЦ 64
2.2. Содержание и структура параллельных циклов в обучении... 67
2.3. Активизация инвариант деятельности с помощью МПЦ 73
2.4. Алгоритмическая основа информационных технологий активизации обучения на основе МПЦ 105
Гл.З. Активизация основных методических компонент информационных технологий обучения школьников на основе МПЦ 120
3.1. Активизация инвариантных структур содержания 120
3.2. Активизация форм использования информационных технологий обучения. Практикум, как организационная основа применения МПЦ 127
3.3. Активизация приемов обучения, как интегрирующего звена методической системы 136
3.4. Общая модель иерархии средств создания активных СНИТО 150
Гл. 4. Средства активизации информационных технологий обучения с помощью МПЦ 151
4.1. Активная базовая структура СНИТО (базовый модуль) 151
4.2. Ориентированные модули активных СНИТО 162
4.3. Специализированные под методы и приемы модули активных СНИТО 165
Гл.5. Методика создания и использования информационных технологий активизации обучения школьников 176
5.1.Конструирование активных информационных технологий обучения в конкретных учебных модулях (на примере физики) 176
5.2. Подготовка разработчиков к созданию активных средств ИТО 188
5.3. Информационные технологии активизации обучения в интегрированном курсе "Информатика-физика-математика" 200
Заключение 205
Перечень использованной литературы 208
- Теоретические основы информационных технологий активизации обучения школьников
- Сущность и основные аспекты МПЦ
- Активизация инвариантных структур содержания
Введение к работе
Актуальность исследования связана с тем фактом, что несмотря на высокий потенциал новых информационных технологий (НИТ) активизации обучения школьников, их практическая эффективность пока не высока. Анализ обзоров комплексов программно-информационного обеспечения учебного процесса, сделанных различными авторами (105, 106, 209, 211), показывает, что среди них процент пакетов, обеспечивающих активизацию обучения, составляет не более пяти.
Основная причина такого положения дел видится в том, что при оценке роли НИТ приоритет отдается их возможностям (информационным, программным и коммуникационным), а не потребностям образования (в том числе и еще не реализованным). Как правило, из числа имеющихся информационных технологий массового применения отбираются те, которые в той или иной мере способствуют активизации обучения. Поскольку технологии массового использования имеют преимущественно инструментальную направленность (что естественно), то и в информационных технологиях обучения эта направленность становится доминирующей. Такой подход переносится и на технологии, специально создаваемые для учебных целей.
При всей важности и полезности, инструментальное обеспечение деятельности является только одной из ее компонент и потому само по себе не достаточно для организации активной учебной деятельности. Однако, далеко не всегда ставится вопрос о достаточности возможностей имеющихся НИТ для осуществления потребностей активизации обучения, о требованиях, предъявляемых в этой связи НИТ обучения, о необходимых свойствах таких технологий. В результате, нередко роль НИТ сводится к небольшой модернизации имеющихся технологий обучения, иногда даже с ухудшением качества.
Противоречие между потребностью активизации обучения и
существующим подходом к созданию и использованию НИТ обостряется в
условиях модернизации образования (49, 160), поскольку его основные
направления (личностная ориентация, фундаментализация,
профилирование, усиление деятельностной компоненты и др.) в той или иной мере связаны с активизацией обучения, которая выступает в качестве важнейшего фактора повышения эффективности обучения.
Таким образом, необходимость исследования обусловлена противоречием между объективной потребностью активизации обучения школьников и недостаточным использованием высокого потенциала информационных технологий в этой области, что требует соответствующих исследований и разработок. Данная необходимость становится насущной (актуальной) в условиях модернизации образования, поскольку основные направления этой модернизации предполагают активизацию обучения школьников.
Проблема исследования вытекает из анализа современного состояния и тенденций развития традиционных и новых информационных технологий в аспекте активизации обучения.
Вопросы активизации обучения и познавательной деятельности школьников в учебном процессе рассматриваются в ряде психологических и дидактических исследований (Л.С. Выготский (50), П.Я. Гальперин (51), В.В. Давыдов (66), И.Я. Лернер (135), Е.И. Машбиц (149), Н.Ф. Талызина (206), Т.И. Шамова, Г.И. Щукина (167) и др.). В обобщающем исследовании Т.И. Шамовой (229) обосновывается ведущая роль принципа активности в дидактике, выполняющего роль базиса и показателя уровня практической реализации всех других принципов. Ею выделены основные факторы, влияющие на повышение степени активизации обучения: совершенствование содержания, усиление активизирующего влияния методов обучения и индивидуальный подход.
В ряде работ рассматривались отдельные аспекты проблемы: структуризация учебного содержания как основа активизации обучения -B.C. Леднев (129, 130), цикличность учебного процесса познания и роль компьютерных практикумов в активизации обучения - В.Г. Разумовский (182), активизация на базе компьютерных практикумов по математике -Г.В. Дорофеев (70), по экологии - А.Н. Захлебный (88), орудийное применение ЭВМ - А.П. Ершов (79), вопросы активизации компьютерного обучения в зарубежной школе - Е.С. Полат (173), Г.М. Нурмухамедов (115, 164), роль телекоммуникаций в активизации обучения - Е.С. Полат (174), А.В. Хуторской (224), Е.А. Ястребцева (245), типология компьютерных средств обучения (СНИТО) и интерактивные средства обучения -И.В. Роберт (187), связь с другими средствами обучения - Л.П. Прессман (84), конструкционное направление - В.Г. Болтянский (29), активизация познавательной деятельности учащихся при изучении курса информатики и подготовке учителей - И.Н. Антипов, С.А. Бешенков (122), Т.А. Бороненко (34), С.Г. Григорьев (35), Т.Б. Захарова (87), А.А. Кузнецов (124), А.С. Лесневский (136), Ю.А. Первин (169), Е.А. Ракитина (183) и др., активизация обучения дошкольников и ЭВМ - С.Л. Новоселова (163), активизация в аспекте информатизации образования - В.М. Казакевич (100), О.А. Козлов (112), роль фактора времени и оценки в активизации, прогнозирование результатов образования - Д.Ш. Матрос (146, 147) и др.
Имеются отдельные кандидатские исследования, посвященные активизацией познавательной деятельности школьников с использованием информационных технологий (З.В. Семенова (196), В.Ю. Лыскова (140), В.И.Елисеева (77), С. Кариев (103) и др.). В названных и других исследованиях (1, 4, 10, 20, 22, 26, 42, 45, 52, 57, 71, 74, 101, 102, 108, 128), в основном, речь идет об использовании уже имеющихся информационных технологий в целях активизации познавательной деятельности учащихся, т.е. учения.
Об активизации обучения фактически идет речь в тех работах, в которых рассматриваются такие компьютерные средства как контролирующие программы (61, 74, 80, 153, 172), тренажеры (62, 90, 218), моделирующие программы (86, 168, 181, 198, 219, 242), игровые обучающие программы (29, 59, 91, 95, 114, 141, 142, 212), т.е. те, которые берут на себя часть функций учителя. Роль инструментальных сред для активизации учения рассматривалась в ряде работ, ключевыми из которых являются концепции А.П. Ершова (79) об орудийном применении ЭВМ, В.В. Рубцова (190) о логико-психологических основах программного педагогического обеспечения ЭВМ.
Разработки программных средств с игровыми активными элементами проводились под руководством А.А. Кузнецова и С.А. Бешенкова (122). Дидактический потенциал активизации обучения средствами НИТ (индивидуализация, мотивация, познавательная активность и др.) рассматривался в работах С.А. Бешенкова и Т.Б. Захаровой (131).
Важнейшее значение в аспекте активизации обучения имеет вопрос о типах используемых алгоритмов (43, 145, 151, 162, 176, 202, 205, 206, 228, 228, 230, 231). Обобщающими работами по основным типам алгоритмов в компьютерных средствах обучения являются диссертации Г.Н. Александрова - линейные алгоритмы (5) и М.М. Буняева -разветвленные (40). Однако анализ состояния и тенденций развития информационных технологий в целом и информационных технологий обучения в частности, показывает, что доминирующие в настоящее время линейные и разветвленные алгоритмы, как основа информационных технологий обучения, не в состоянии обеспечить достаточный уровень активизации учебного процесса. Необходима другая - параллельно-циклическая алгоритмическая основа информационных технологий обучения.
В целом, вопрос о создании специальных информационных технологий, обеспечивающих активный процесс обучения учащихся в программно-информационной среде, выполняющей часть функций учителя, не ставился и, соответственно, общий подход к информационным технологиям активизации обучения не выработан. Специального исследования посвященного этому вопросу не предпринималось.
Таким образом, проблема исследования обусловлена противоречием между потребностью в разработке общих подходов к отбору, созданию и использованию информационных технологий активизации обучения школьников и отсутствием всестороннего анализа сущности и путей реализации таких подходов.
Цель исследования заключается в разработке теоретических основ информационных технологий активизации обучения школьников на базе новых алгоритмических структур, связанных с параллельными циклами деятельности.
Объект исследования - информационные технологии активизации обучения школьников.
Предмет исследования - теоретические основы, алгоритмы и методики создания и использования информационных технологий активизации обучения школьников (схема 1).
Теоретико-методологическую основу исследования составили:
о системно-деятельностный подход с учетом его синергетического аспекта (В.Г. Виненко (47), В.А. Игнатова (94), В.В. Краевский (117), И.Я. Лернер (135), Т.С.Назарова (159), М.Н. Скаткин, И.Р. Пригожий (177), С.С. Шевелева (233) и др.);
о труды педагогов и психологов по структурированию содержания, динамизации методов и приемов обучения, взаимодействия в системе учитель-ученик (Ю.И.Дик (160, 165), П.Я.Гальперин (51),
В.В.Давыдов (65), B.C. Леднев (129), А.Н.Леонтьев (134), В.Г. Разумовский (182), Т.И. Шамова (229) и др.);
о концепции информатизации образования (А.П. Ершов (79), А.А. Кузнецов (123), С. Пейперт (168), Е.С. Полат (67), И.В. Роберт (186), В.В. Рубцов (190), Б. Скинер (200) и др.).
Схема 1. Область и метод исследования
Гипотеза исследования заключается в предположении, что информационные технологии могут обеспечить более высокий уровень активизации обучения школьников, если:
о теория отбора, создания и использования этих технологий
будет основана на такой информационной модели процесса обучения, которая заменяет непрерывное, статичное, последовательное и прямое взаимодействие элементов процесса обучения на дискретное, динамичное, одновременное (параллельное) и опосредованное;
о будет разработан общий метод воплощения новой информационной модели, предусматривающий структуризацию содержания в виде циклов, реализующих элементы деятельности, динамизацию каждого элемента и организацию опосредованного параметрического взаимодействия таких циклов в ходе их параллельной реализации;
о выявить такие инвариантные элементы основных компонент
деятельности и методической системы, которые целесообразно и возможно реализовать с помощью параллельных циклов;
о создать параллельно-циклические алгоритмические
структуры, позволяющие разрабатывать конкретные средства информационных технологий активизации обучения;
о разработать методику использования средств активизации обучения и методику подготовки разработчиков таких средств.
Задачи исследования:
Выявить тенденции динамики развития информационных технологий активизации деятельности в сферах массового применения ЭВМ и в образовании.
Обосновать методологию отбора, создания и использования информационных технологий активизации обучения школьников, основанную на параллельных циклах деятельности.
Разработать общий метод отбора, создания и использования информационных технологий активизации обучения школьников применительно к организационным структурам, основным компонентам и алгоритмам организации учебной деятельности и обучения.
Разработать комплексную модель информационных технологий активизации обучения применительно к основным компонентам методической системы: содержанию, формам, методам и приемам, средствам обучения, выявить инвариантные элементы этих компонент.
Разработать методику создания и использования средств информационных технологий активизации обучения школьников на основе параллельно-циклических алгоритмических структур.
Интегрировать все разработанные компоненты в единую методическую систему и апробировать ее применительно к конкретным учебным модулям и к методике подготовке разработчиков таких модулей.
Для решения поставленных задач и проверки выдвинутой гипотезы применялись следующие методы исследования:
Теоретические методы: анализ философской, методологической, педагогической, психологической, научно-технической и методической литературы по проблеме исследования; общенаучные методы исследования - обобщение, классификация, систематизация, сравнение, моделирование, системный анализ, анализ и обобщение педагогического опыта, моделирование содержания обучения и др.
Методы эмпирического исследования: наблюдение, тестирование, анкетирование, собеседование, констатирующий и формирующий педагогические эксперименты, анализ результатов деятельности педагогов и учащихся и др.
Статистические методы обработки данных исследования, в частности непараметрические методы корреляционного анализа; графическое представление результатов.
Организация и этапы исследования. Исследование проводилось в три этапа.
1. Предварительный поиск (1984-1989 годы). Осуществлялось общее ознакомление с проблемой исследования, определение ее внешних границ, формулирование проблемных аспектов. Анализировалась общенаучная и педагогическая литература. Проведенное изучение опыта применения ЭВМ в образовательных целях показало недостаточное использование потенциала средств НИТ обучения (СНИТО). Создание
отдельных СНИТО и поисковый эксперимент обозначили основы подхода к решению проблемы.
Аналитико-синтетический (1990-1994 годы). Разработка ряда положений концепции исследования. Создание комплексов СНИТО по естественно-научным предметам и экологии. Проведение серии формирующих экспериментов, в том числе по проверке отдельных концептуальных положений и технологии создания СНИТО. Разработка технологии создания комплексов СНИТО и методики их применения.
Синтетический (1995-2002 годы). Разработка концепции в целом. Дальнейшая разработка комплексов СНИТО. Совершенствование технологии разработки комплексов СНИТО и методики их использования. Продолжение формирующего эксперимента с добавлением новых элементов. Оформление результатов исследования.
Научная новизна и теоретическая значимость исследования заключаются в разработке новой области - информационные технологии активизации обучения школьников на основе нового подхода в данной области, основанном на параллельном осуществлении педагогически значимых циклов, реализующих элементы деятельности. Это проявилось в том, что:
о обоснована целесообразность и необходимость создания информационных технологий активизации обучения школьников на параллельно-циклической алгоритмической основе;
о сформулирован общий концептуальный подход к разработке информационных технологий активизации обучения, базирующийся на параллельно-циклических процессах, выявлены инварианты таких циклов и пути их реализации;
о разработана модель информационных технологий активизации обучения применительно ко всем основным компонентам деятельности (целевая, мотивационная, ориентировочная, инструментальная,
контрольная) и методической системы (содержание, методы, формы, средства);
о разработана система параллельно-циклических
алгоритмических структур, позволяющих технологизировать разработку информационных технологий активизации обучения и соответствующих компьютерных средств обучения;
о создана методика подготовки разработчиков активных СНИТО и методика их использования в учебном процессе.
Практическая значимость состоит в том, что его основные результаты могут быть использованы для:
о создания систем СНИТО, активизирующих обучение школьников;
о усиления деятельностной компоненты в образовании;
о оценки качества информационных технологий обучения и путей их совершенствования;
о разработки конкретных учебных практикумов и курсов по школьным общеобразовательным предметам;
о подготовки учителей к созданию и использованию активизирующих информационных технологий.
Практическая значимость исследования заключается также в том, что материалы и результаты исследования применялись, при активном участи автора диссертации, для разработки информационно-программных модулей по отдельным учебным курсам и создания системы средств разработки СНИТО, активизирующих обучение.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обусловлена теоретической обоснованностью базовых положений исследования и практической реализацией отдельных элементов концепции; опорой основных положений на достижения педагогической науки; соблюдением логики системного синергетического подхода;
рациональным сочетанием теоретических и эмпирических методов исследования, адекватных его цели и задачам; количественным и качественным анализом результатов проведенного опытно-экспериментального исследования; широтой апробации результатов исследования.
На защиту выносится:
Положение о том, что информационные технологии активизации обучения школьников должны основываться на одновременной (параллельной) реализации педагогически значимых мини-процессов, которые представляют собой динамически развивающиеся циклы элементов деятельности, опосредованно взаимодействующие между собой через общие параметры.
Метод параллельных циклов, как способ реализации информационных технологий активизации обучения школьников, который заключается в организации параллельных циклических мини-процессов, реализующих основные компоненты учебной деятельности и методической системы. Такие циклы обеспечиваются за счет структуризации содержания, динамизации способов его представления и организации не прямого, а опосредованного взаимодействия циклов через общие параметры.
Модель информационных технологий активизации обучения, применительно к инвариантным компонентам деятельности, основным компонентам методической системы и алгоритмам реализации метода параллельных циклов на различных уровнях.
4. Технология создания и методика использования
параллельно-циклических алгоритмических структур реализующих
основные формы представления и связи содержания в совокупности с
приемами обучения на основе параллельных циклов, как практическая
основа активизации обучения средствами НИТ. Эта технология включает в
себя проектирование СНИТО, подготовку разработчиков, планирование комплексов СНИТО и их использование в рамках подходящих форм обучения (как правило - практикумов, наиболее соответствующих методу параллельных циклов).
Апробация результатов исследования.
Теоретические положения и практические результаты исследования неоднократно обсуждались на заседаниях ученых советов НИИ ИВТ АПН и института средств обучения (ИСО) РАО, на международном семинаре в НИИ СиМО АПН (1990 г.), на Всесоюзных конференциях в гг. Симферополе и Одессе (1990 г.), г. Новосибирске (1986, 1988 и 1989 гг.), при отчетах на отделенях дидактики и профподготовки (1989 и 1990 г.), на отчетах по программе КП НТП СЭВ в отделе информатики НИИ СиМО АПН (1989, 1990, 2001, 2002 гг.), в ходе семинара в лаборатории физики НИИ СиМО АПН, семинаров в институте новых технологий обучения (1995, 1997 гг.) и собеседований в лабораториях математики, биологии (1987 г.), в выступлениях в Новосибирском и Кокчетавском институтах усовершенствования учителей (1985, 1986, 1987, 1989 гг.), на конференциях в ИПК РАО, на семинарах в МИПКРО и ИНТО (1993 -1999), на Московских городских конференциях и др.
Автором проведены спецкурсы по проблеме диссертации в Кокчетавском, Петропавловском и Новосибирском пединститутах. В последнем проводились семинары и с преподавателями. Проводилась подготовка разработчиков СНИТО из числа учащихся и преподавателей СШ №128 и №179 г.Новосибирска, СШ №2 и №5 г. Кокчетава, ОШ №1173 и МУК-21 г.Москвы. Результаты исследований использованы в школах г. Тогучина Новосибирской области, г. Кокчетава, а также в Новосибирском, Новокузнецком и Глазовском пединститутах.
Разработанная концепция создания и использования информационных технологий активизации обучения реализована в
методической системе и технологии разработки комплексов СНИТО. Основные выводы подтверждаются фактом практической реализации предлагаемой концепции, а также результатами педагогического эксперимента.
Разработанные под руководством автора СНИТО используются в Ташкентском пединституте, школах Новосибирской области, в МУК-21 и ОШ 1173 г. Москвы, и др.
Результаты исследований отражены в ряде статей, методических пособий и рекомендаций автора, учтены некоторыми авторами статей и методических пособий (А.В. Парамзин, А.Я. Цукарь и др.). На концептуальных положениях автора базировались кандидатские диссертации Э.Г. Скибицкого (199) и В.А. Костина (116).
Результаты исследования нашли отражение в монографии "Резервы системы компьютерных средств обучения в школе: естественно-математические предметы (1993), а также в коллективных работах с участием автора: "Концепция научных исследований по использованию средств вычислительной техники в сфере образования (1988), "Основы информатики и вычислительной техники для работников народного образования (Бэйсик и Корвет) "ОИВТ-89" (Спецкурс-36 часов). Методические рекомендации для пользователя (1988, 1989), "Концептуальные проблемы информатизации общего среднего образования. Методические разработки (1990), "Новые информационные технологии образования: концепция программно-методического обеспечения учебно-воспитательного процесса (1990), "Сценарии учебных компьютерных программ (ЭВМ в школе). Часть 1 и 2 (1990), "Компьютерные практикумы: ЭВМ в образовании (1991), "Новые информационные технологии образования: Экспериментальная проверка педагогической эффективности (1991) и др.
Количество публикаций по теме исследования превышает 50 наименований, а объем - 80 п.л. Общее число публикаций автора превышает 70 наименований, а объем - 90 п.л.
Внедрение научных результатов исследования осуществлялось в процессе публикации учебно-методических пособий, монографий и статей, научно-методических и дидактических материалов, а также при организации и проведении опытно-экспериментальной работы в вузах и школах гг. Кокчетава, Новосибирска, Москвы, Ташкента и др., при чтении лекций для слушателей курсов повышения квалификации в названных городах (в Москве на базе МУК-21).
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы.
В первой главе "Научные основы информационных технологий активизации обучения школьников" рассмотрены понятия активности и активизации обучения, что позволило выявить их основные признаки и вытекающие из них требования к СНИТО. По этим признакам проведен анализ состояния и тенденций развития информационных технологий активизации: открытых систем вообще и программных систем, в частности, объектов массового применения ЭВМ (текстовые редакторы и игры), основных типов НИТ обучения, основных психологических теорий и концепций применения НИТ в образовании. Выявлена степень отражения в них признаков активности.
На основе сравнительного анализа не образовательных и образовательных систем сделан вывод об общности тенденций их развития в аспекте активизации и о том, что, согласно общесистемному принципу изоморфизма, способы НИТ активизации в не образовательных сферах могут быть применены к сфере обучения.
Во второй главе "Метод параллельных циклов (МПЦ) - способ создания и использования информационных технологий активизации
обучения" можно выделить три аспекта этого метода. Первый связан с выделением инвариантных параллельных функций, обеспечивающих параллельно-циклическую реализацию когнитивного стиля и основных компонент деятельности (целевая, мотивационная, ориентировочная, инструментальная и контрольная), также с инвариантами подходов к созданию таких функций. Второй аспект - с нахождением универсальных параллельно-циклических организационных структур учебного процесса и с общими динамическими показателями его результатов. Третий - с инвариантными алгоритмами реализации параллельных циклов деятельности в средствах НИТ активизации обучения.
В третьей главе "Активизация основных методических компонент информационных технологий обучения школьников на основе МПЦ" рассматривается применение МПЦ к компонентам методики (содержание, формы, методы и приемы, средства). Анализируется практикум, как организационная форма использования МПЦ. Особо выделяется интегрирующий компонент методической системы - приемы обучения. Дается описание общей структуры системы специальных параллельно-циклических алгоритмических структур для создания активных СНИТО.
В четвертой главе "Средства активизации информационных технологий обучения с помощью МПЦ" приводится описание системы специальных параллельно-циклических алгоритмических структур для создания средств НИТ активизации обучения: базовый модуль, ориентированные модули, специализированные модули.
В пятой главе "Методика создания и использования информационных технологий активизации обучения школьников" приводится методика подготовки разработчиков к использованию параллельно-циклических алгоритмических структур. Раскрывается методика использования средств НИТ, активизирующих обучение. Описывается технология проектирования и создания средств активизации
обучения. Рассматривается применение НИТ активизации обучения в создании и использовании учебных модулей на примере курса физики и интегрированного курса.
Теоретические основы информационных технологий активизации обучения школьников
Понятие активности мы находим в психологическом словаре под редакцией А.В. Петровского (179). Здесь оно определяется как всеобщая характеристика живых существ, их собственная динамика как источник преобразования или поддержания ими жизненно-значимых связей с окружающим миром, способность к самостоятельному реагированию.
В российской педагогической энциклопедии (189) содержится понятие активности личности, определяемое как деятельное отношение человека к миру, способность производить общественно значимые преобразования материальной и духовной среды на основе освоения общественно-исторического опыта человечества; проявляется в творческой деятельности, волевых актах, общении.
Обобщая эти определения, выделяя их общие и главные части, несколько упрощенно можно резюмировать понятие активности (в т.ч. личности) как собственную динамику живого, направленную на значимое для него взаимодействие с окружающим миром, учитывающее закономерности этого мира и направленное на его преобразование. Ключевыми понятиями в таком определении являются: деятельность, собственная (внутренняя) динамика, значимое взаимодействие с окружением и направленность на его преобразование. Соответственно под активизацией можно понимать процесс побуждения живой системы или ее модели к проявлению активности.
Учитывая, что преобразование окружения подразумевает наличие в нем хоть какого-то состава и структуры, приходим к трем ключевым признакам активности: структурированность, динамика, взаимодействие. Эти три признака объединяет понятие деятельности. Поэтому дальнейшее рассмотрение будем вести с учетом этих признаков активности и понятия деятельности.
В психолого-педагогической литературе встречаются различные подходы к определению понятия активизации обучения и познавательной деятельности. Одни авторы связывают эти понятия с активизацией мышления (38, 44, 78, 102, 120, 144, 180) другие - с совершенствованием процесса усвоения знаний (13, 17, 32, 97, 153, 156, 170, 175) и с формированием активности и самостоятельности как качеств личности. Т.Н. Шамова (229) и А.И. Гебос трактуют активизацию учения как мобилизацию учителем с помощью специальных средств интеллектуальных, нравственно-волевых и физических сил учеников на достижение конкретных целей обучения и воспитания или как руководство процессом функционирования и развития познавательной активности учащихся. При этом Т.И. Шамова выделяет основные факторы, влияющие на повышение степени активизации обучения: совершенствование содержания (связанное с его структуризацией), усиление активизирующего влияния методов обучения (связано с динамикой) и индивидуальный подход (предполагает взаимодействие).
В приведенных определениях активизации общим является указание на то, что на ученика оказывается воздействие извне с целью стимулировать и развить его собственную активность. С учетом выделенных Т.И. Шамовой факторов активизации, снова сталкиваемся с теми же тремя признаками активности, но уже по отношению к педагогу, как внешнему субъекту (системе) по отношению к учащемуся.
Отсюда следует вывод, что для обеспечения активизации процесса обучения необходимо наличие активности как со стороны внешнего субъекта или объекта, так и со стороны ученика. Следовательно, три выделенных нами признака активности (структурированность, динамика, взаимодействие) должны быть присущи и внешним объектам или субъектам и внутреннему (самому ученику).
Сущность и основные аспекты МПЦ
Анализ теоретических предпосылок и тенденций развития активизации деятельности, в том числе учебной, сделанный в предыдущей главе подводит к такой информационной модели процесса обучения, которая заменяет непрерывное, статичное, последовательное и прямое взаимодействие элементов процесса обучения на дискретное, динамичное, одновременное (параллельное) и опосредованное.
На этом положении основывается разработанный автором метод оценки, отбора, создания и использования информационных технологий активизации обучения - метод параллельных циклов (МПЦ) - способ создания и использования информационных технологий активизации обучения, выполняющий функции: диагностики НИТ обучения по степени активизации, алгоритма конструирования или улучшения технологий активизации обучения, указателя способов использования таких технологий в учебном процессе.
Метод параллельных циклов заключается в организации параллельных циклических мини-процессов, реализующих основные компоненты учебной деятельности и методической системы. Такие циклы обеспечиваются за счет структуризации содержания, динамизации способов его представления и организации не прямого, а опосредованного взаимодействия циклов через общие параметры.
Можно выделить три аспекта этого метода.
Первый аспект связан с выделением инвариантных параллельных функций, обеспечивающих параллельно-циклическую реализацию когнитивного стиля и основных компонент деятельности (целевая, мотивационная, ориентировочная, инструментальная и контрольная), также с инвариантами подходов к созданию таких функций.
Второй аспект связан с нахождением универсальных параллельно-циклических организационных структур учебного процесса и с общими динамическими показателями его результатов.
Третий аспект МПЦ связан с инвариантными алгоритмами реализации параллельных циклов деятельности в средствах НИТ активизации обучения.
Применение метода параллельных циклов к анализу основных компонент деятельности и методической системы позволило выявить соответствующие инварианты, реализуемые в рамках параллельно-циклических алгоритмов. К ним относятся: импульсивный когнитивный стиль, стимулирование рефлексивного стиля, ряд функций и режимов параллельного осуществления мотивации, ориентировочной основы, инструментальной и контрольной компонент деятельности; параллельно реализуемые структуры содержания и составляющие приемов обучения, структура системы параллельно-циклических алгоритмических структур и базового модуля для разработки средств активизации обучения; показатели результатов деятельности, работающие в рамках параллельно-циклических алгоритмов.
В данной главе рассматриваются самые основные вопросы, связанные с использованием МПЦ:
о содержание и структура параллельных циклов в обучении; о инварианты деятельности, реализуемые на основе МПЦ; о алгоритмы реализации МПЦ.
Однако названные вопросы не раскрывают всех аспектов МПЦ. Поэтому в последующих главах проводится дальнейшая детализация метода. Рассматриваются способы активизация основных методических компонент информационных технологий обучения школьников на основе МПЦ, раскрывается применение МПЦ к компонентам методики (содержание, формы, методы и приемы, средства).
Разработанные теоретические основы информационных технологий активизации обучения школьников на базе новых алгоритмических структур позволяют обосновать методику создания и использования информационных технологий активизации обучения школьников, систематизировать универсальные компьютерные приемы активизации обучения по отношению к действиям и операциям с виртуальными объектами, определить основные способы варьирования этих приемов в соответствии с целями обучения.
МПЦ предполагает и наиболее адекватные формы использования информационных технологий активизации обучения. Основной такой формой, по мнению автора, является практикум.
Применение МПЦ предполагает также создание системы специальных параллельно-циклических алгоритмических структур для создания активных СНИТО. Такая система позволяет довести уровень детализации метода до технологии создания и методики использования конкретных учебных модулей. Эта технология включает в себя проектирование СНИТО, подготовку разработчиков, планирование комплексов СНИТО и их использование в рамках подходящих форм обучения (как правило - практикумов, наиболее соответствующих методу параллельных циклов).
Активизация инвариантных структур содержания
Предыдущий анализ показывает, что в настоящее время имеется ряд задач, которые не решаются в рамках существующих подходов информационным технологиям обучения. Задачи эти касаются путей и способов:
1. Динамизации учебной деятельности на основе СНИТО, ее интенсификации, без перегрузки учащихся.
2. Обеспечения интерактивности СНИТО.
3. Простого встраивания информационных технологий обучения в традиционные.
Кроме того имеются факты, не укладывающиеся в доминирующий ныне подход к структуре алгоритмов СНИТО (линейные и разветвленные). Эти факты касаются компьютерных игр.
1. Любая компьютерная программа только последовательно выполняет дискретные действия. Однако в компьютерных играх, как правило, наблюдается непрерывное движение сразу нескольких объектов (в том числе и того, которым управляет игрок).
2. Всякая компьютерная программа действует строго по детерминированному алгоритму. Однако ситуации, возникающие в компьютерных играх, очень разнообразны. Постоянно на игровом поле возникают и исчезают различные объекты, действия игрока и программы причудливо переплетаются. Такое взаимодействие трудно назвать детерминированным.
Названные факты находятся в определенном противоречии с существующими подходами к конструированию СНИТО. С одной стороны, несомненно желательно, чтобы названные особенности игровых программ были присущи многим СНИТО, как составляющие интерактивности и интенсификации учебного процесса. Ведь это означает существенное улучшение организации учебной деятельности по всем основным компонентам (целевые установки, мотивация, ориентировочная и инструментальная основа деятельности, ее контроль).
С другой стороны, перечисленные свойства СНИТО - редкое явление, являющееся скорее исключением, чем правилом. Более того, есть основания считать, что желаемые свойства появляются вопреки, а не благодаря доминирующей идеологии создания СНИТО.
Названные факты и нерешенные задачи не укладываются в существующую идеологию создания СНИТО. Таким образом, налицо сосуществование нерешенных проблем организации учебной деятельности и незадействованного значительного потенциала ПЭВМ. Напрашивается вопрос нельзя ли использовать второе для разрешения первого. Но, при положительном ответе, возникает и второй вопрос - как это сделать. На этот вопрос и отвечает метод параллельных циклов.
Основная модель алгоритма активизации СНИТО
Решение проблем, связанных с приданием СНИТО лучших свойств и качеств других типов программ, возможно, если осуществить следующие меры, касающиеся структуры, динамики и взаимодействия как частей СНИТО, так и участников учебного процесса:
1. Структура. Преобразовать непрерывные макромодули, из которых строятся существующие структуры СНИТО, в дискретные микромодули. В СНИТО размер микромодуля должен быть таким, чтобы время его реализации не превышало десятых долей секунды. Аналогичные преобразования нужно произвести во всех составляющих учебно-воспитательного процесса.
2. Динамика. Изменить алгоритмическую основу работы СНИТО и всего хода учебного процесса с нынешней линейной и разветвленной на параллельно-циклическую.
3. Взаимодействие. Перейти от непосредственно-контактного способа организации связей модулей СНИТО и участников учебного процесса, доминирующего в настоящее время, к опосредованному, при помощи информационных полей различного наполнения.
Расшифруем некоторые из названных понятий.
Преобразование структуры из непрерывных макро-модулей в дискретные микро-модули - такое ее изменение, при котором все ее части логически делятся на более мелкие до тех пор, пока не выделяются далее уже неделимые (элементарные). Получившиеся простейшие элементы должны являться относительно независимыми (автономными). Структуру можно считать дискретно-микромодульной, когда во всех ее основных частях выделены и автономизированы элементы. В качестве примера соответствующего преобразования можно привести следующую цепочку: теория - закон - понятие - ключевые слова - корни этих слов. Корни ключевых слов и являются простейшими элементами.
Если оценка ответа учащихся организована в программе таким образом, что каждый корень ключевого слова отыскивается и оценивается независимо от других, то мы имеем дело с автономным элементом.
