Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретические основы формирования познавательных учебных действий в процессе обучения биологии в информационно-образовательной среде 18-57
1.1. Психолого-педагогические аспекты формирования познавательных учебных действий 18-37
1.2. Становление предметной информационно-образовательной среды (ПИОС) деятельностного типа 37-47
1.3. Учебно-методический комплекс (УМК) как ключевой компонент предметной информационно-образовательной среды 48-56
Выводы по первой главе 56-57
Глава 2. Методика формирования познавательных учебных действий в предметной информационно-образовательной среде по биологии 58-121
2.1. Модель методики формирования познавательных учебных действий в предметной информационно-образовательной среде 58-73
2.2. Целевой компонент методики формирования познавательных учебных действий в ПИОС деятельностного типа 74-82
2.3. Содержательно-процессуальный компонент методики формирования познавательных учебных действий в предметной информационно-образовательной среде курса биологии - 5-6 82-103
2.4. Оценочно-результативный компонент методики формирования познавательных учебных действий в предметной информационно-образовательной среде курса биологии - 5-6 103-118
Выводы по второй главе 118-121
Глава 3. Этапы и результаты опытно-экспериментальной работы 122-150
3.1. Констатирующий этап опытно-экспериментальной работы 122-129
3.2. Формирующий этап опытно-экспериментальной работы 130-139
3.3. Результаты опытно-экспериментальной работы 140-148
Выводы по третьей главе 149-150
Заключение 151-153
Список литературы 154-181
Приложения 182-205
- Психолого-педагогические аспекты формирования познавательных учебных действий
- Модель методики формирования познавательных учебных действий в предметной информационно-образовательной среде
- Оценочно-результативный компонент методики формирования познавательных учебных действий в предметной информационно-образовательной среде курса биологии - 5-6
- Результаты опытно-экспериментальной работы
Психолого-педагогические аспекты формирования познавательных учебных действий
Концепция Федеральной целевой программы развития образования на 2016-2020 гг. имеет своей целью повышение качества обучения на основе личностно-ориентированной модели образования и достижения новых образовательных результатов, адекватных социальным ожиданиям общества [79]. Концептуально «целью образования является подготовка человека к будущей деятельности в обществе, а содержание образования – освоение общих методов и форм человеческой деятельности» [21, с. 23].
Разработчики ФГОС указывают, что «сегодня невозможно отобрать в качестве содержания школьного образования «все важнейшие предметы в мире и действия в жизни» [7, с. 37]. При нарастании объемов информации и средств ее представления психические и физиологические функции организма являются препятствием к усвоению информации. В обучении следует перестраиваться с экстенсивного способа получения информации, пропорционального количеству усвоенных знаний, на интенсивный, связанный с продуктивными способами познания (О. А. Сальникова) [160].
ФГОС ООО, провозгласивший лозунг «Научить учиться» [203], подвел педагогов к обсуждению центральной проблемы педагогической психологии – выявлению структуры учебной деятельности и роли познавательных учебных действий в ней.
Необходимость формирования комплекса познавательных учебных действий была подтверждена мониторингами, сопровождающими внедрение ФГОС ООО. Так, например, в 2012-2013 гг. в 31 регионах России был проведен комплексный мониторинг универсальных учебных действий [151], в котором задания подразделялись на 4 группы. С заданиями первой группы (на общее понимание текста и ориентацию в нем) четвероклассники справились лучше всего. Вторая группа заданий (на глубокое понимание текста, его анализ и интерпретацию, а также детальное вычитывание информации из текста для формулирования выводов и оценочных суждений) имела большой разброс значений.
В заданиях третьей и четвертой группы необходимо было устанавливать причинно-следственные связи, проводить анализ фактов, делать обобщения, извлекать смысл из выводов. Задания этих групп имели низкие показатели независимо от региона.
Проведение мониторинга выявило проблему преемственности в формировании метапредметных результатов при переходе из начальной школы в основную. В выводах также подчеркивалась необходимость включения в работу заданий на различные виды универсальных учебных действий. К сожалению, в качестве заданий, предназначенных для работы в информационно 20 образовательной среде (ИОС), предлагался только поиск информации с помощью интернет-ресурсов. Следовательно, присутствует ограниченное понимание значения ИОС для формирования познавательных учебных действий.
По мнению Э. В. Ильенкова, в образовательном процессе деятельность педагога должна быть направлена на создание системы условий, которые ориентируют человека на освоение способов действий [63, с. 79]. Данное мнение обусловлено тем, что в современной культурно-исторической ситуации образование – непрерывный процесс. Получая общее образование, ученик после окончания школы продолжает строить свою индивидуальную образовательную траекторию, опираясь на универсальные способы учебно-познавательной деятельности. Поэтому в процессе обучения в школе следует создавать предпосылки для преобразования учебно-познавательной деятельности в познавательную или самообразовательную деятельность [47], вовлекать учащегося в разные стратегии получения знаний и знакомить с современными технологиями получения знаний и средствами обучения.
Во ФГОС ООО указанные положения нашли отражение в требованиях к организации учебно-познавательной деятельности на основе использования средств предметной ИОС. В частности, отмечается, что важнейшим условием в процессе обучения служит «…доступ обучающихся к современным информационным ресурсам и технологиям, с предоставлением возможности организации самостоятельной учебно-познавательной деятельности» [203, с. 26]. В процессе обучения следует учитывать, что значение имеет не разнообразие источников информации, а развитие познавательных процессов для работы с ресурсами. Решение проблемы заключается в создании условий, которые обеспечивают формирование информационно-образовательной среды, обеспечивающей вариативное представление учебной информации и развитие учебно-познавательной деятельности [190].
Предвосхищая подготовку человека к деятельности в социуме, в образовательных организациях следует создавать среду, направленную на овладение познавательными учебными действиями, или среду деятелъностного типа. Созданию информационно-образовательной среды деятельностного типа предшествует анализ структуры деятельности, понятий «деятельность», «действие».
Многогранность понятия «деятельность», согласно К. К. Платонову, понимается как «…философская, социологическая и психологическая категория…» [144]. Учитывая, что школа выполняет социальный заказ общества по реализации образовательных услуг [21, с. 23], имеет смысл рассмотреть определения деятельности как социальной категории. Анализ определений приводит к заключению, что деятельность как социальная категория характеризуется активным взаимодействием с окружающей действительностью [19, 38]. Это проявляется в целенаправленном преобразовании природной и социальной действительности [154], достижении сознательно поставленных целей [148, 165], создании общественно значимых ценностей и освоении социального опыта [74, 149], удовлетворении материальных и духовных потребностей людей [167]. Очевидно, что подготовка к успешной адаптации в социуме во многом определяется высоким уровнем образованности его отдельных членов, который оценивается не только совокупностью знаний, но и сформированными способами действий.
В общепсихологической теории деятельности А. Н. Леонтьева, С. Л. Рубинштейна деятельность рассматривается как целостная категория, взаимосвязанными единицами которой служат мотив — цель — условия и соотносимые с ними деятельность - действие - операции. В этой двухуровневой модели важно понимание деятельности как «…системы, имеющей свои внутренние переходы и превращения, свое развитие» [95].
Масштабность и неоднозначность понятия «деятельность» в педагогике трактуется разнообразием ее классификаций. А. Н. Леонтьев, определяя предмет деятельности в качестве основы для классификации, называет четыре вида деятельности: игра, учение, общение и познание. В психолого-педагогических исследованиях Ю. К Бабанского, Л. С. Выготского, С. Л. Рубинштейна, Г. И. Щукиной, Д. Б. Эльконина выделяется три вида деятельности: игра, учение и труд. Используя в качестве критерия способ преобразования действительности, М. С. Каган выделяет познавательную, преобразовательную, ценностно ориентационную, эстетическую деятельность и общение [72]. В. В. Белич строит классификацию на основе ведущего мотива, выделяя в качестве ведущих видов деятельности труд и игру, а как производное от них – познание [12]. Наиболее подробную классификацию дает Н. Е. Щуркова, выделяя такие виды развивающей деятельности детей, как познавательная, трудовая художественная, спортивная общественная, ценностно-ориентационная, коммуникативная [163, с. 382].
Для нас важно выяснить основные особенности познавательной деятельности. Значимость познавательных действий обосновывается в исследованиях С. Л. Рубинштейна, прежде всего, тем, что «...знания… не возникают помимо познавательной деятельности субъекта и не существуют безотносительно к ней» [157, с. 45]. Это согласуется с мнением А. Н. Леонтьева, что познавательная деятельность – целостная категория, компоненты которой взаимно определяют развитие всей структуры, а автономная деятельность обучающихся возникает на основе сформированных операций – действий [95].
Модель методики формирования познавательных учебных действий в предметной информационно-образовательной среде
Целевая установка на достижение качественно новых образовательных результатов в современном образовательном процессе должна сопровождаться созданием информационно-образовательной среды (обосновано в параграфе 1.2). Среда, создающая условия для овладения способами деятельности средствами современных образовательных ресурсов, трактуется нами как предметная информационно-образовательная среда деятельностного типа. В соответствии с выбранной типологией ПИОС деятельностного типа разработана модель методики формирования познавательных учебных действий.
Моделирование принято понимать как «воспроизведение характеристик некоторого объекта на другом объекте, специально созданном для его изучения» [208]. В исследовании мы исходили из понимания «модели» «как мысленно или материально реализованной системы, которая воспроизводит объект исследования» [223], отображает «представление образцово правильных действий и их результатов» [123], служит рабочим образом будущей системы [10]. При этом теоретическая модель, несмотря на упрощенное отображение преобразуемой системы, должна показывать условия [117], обеспечивающие совершенствование и прогнозируемое развитие исходного объекта [53].
В педагогической науке принято моделировать как содержание образования, так и учебную деятельность. В нашей модели необходимо отразить одновременно следующие взаимосвязанные аспекты: предметный и метапредмет-ный, содержательный и функциональный.
Анализ работ по педагогическому моделированию А. И. Богатырева [18], Н. М. Борытко [22], А. В. Дахина [49], В. И. Загвязинского [53] позволил заключить, что наиболее общепринято классифицировать модели на содержательные, структурные и функциональные. В содержательных моделях приоритетное значение имеет усвоение предметного содержания; в структурных - отображение взаимосвязи компонентов модели; в функциональных - описание учебной деятельности. В исследованиях В. И. Загвязинского указанная типология преобразуется в познавательные, преобразовательные и смешанные модели [53].Мы разделяем мнение автора, что в настоящее время актуальность приобретают смешанные модели, включающие в себя совокупность компонентов из разных моделей (познавательных и преобразовательных, информационных и деятельностных).
Исходя из вышеизложенных положений, в диссертационном исследовании разработана структурно-функциональная модель методики, в которой представлены все компоненты внутренней структуры, ресурсного обеспечения и факторов формирования познавательных учебных действий в ПИОС деятельностного типа (Рис. 4).
Модель методики формирования познавательных учебных действий в ПИОС деятельностного типа включает целевой, содержательно процессуальный, оценочно-результативный компоненты.
Модель обоснована с позиций деятельностного и средового методологических подходов. Определено, что понятие деятельности нельзя ставить в один ряд с другими психолого-педагогическими понятиями, так как среди них оно служит исходным, главным (В. В. Давыдов). Суть деятельностного подхода – рассмотрение любого педагогического явления и процесса в его становлении и функционировании сквозь призму категории деятельности. Основанием подхода служит общепсихологическая теория деятельности (А. Н. Леонтьев, С. Л. Рубинштейн).
В самой общей форме деятельностный подход предполагает организацию и управление целенаправленной учебно-воспитательной деятельностью ученика в контексте направленности его интересов, жизненных планов, понимания смысла обучения, личностного опыта в интересах становления его субъектности.
В связи с этим в формулировке учебных целей ФГОС ООО концептуально заложена идея непрерывного образования, которое продолжается по окончании школы благодаря сформированным способам действий. Основной целью учебного процесса, наряду с усвоением знаний, становится овладение способами этого усвоения, означающее интеллектуальное и творческое развитие учащихся. Таким образом, ведущим организующим фактором учебно-воспитательного процесса служат деятельность и ее способы [43, 45, 46, 47, 92,138, 141, 146]. Средо-вой подход, по мнению И. Г. Захаровой, Ю. С. Мануйлова, становится методологическим основанием обновления общего образования. Образовательная среда воспринимается как ресурс повышения качества общего образования. Сре-довой подход в этих условиях служит инструментом развития образовательного процесса, способствующим реализации планируемых результатов обучения (Ю. С. Коротенков, Ю. С. Мануйлов, Б. П. Сайков). Образовательная среда как ведущее понятие средового подхода исследуется авторами с позиций анализа ее средств, содержания, структуры, принципов функционирования. Подчеркивается, что среда выступает в роли условия развития личности, фактора образования и воспитания (В. В. Гура). В условиях информационного общества, нелинейности образовательных процессов традиционная образовательная среда преобразуется в информационно-образовательную среду школы и конкретного предмета (Ю. Г. Коротенков, Б. П. Сайков, В. И. Слободчиков). В связи с этим исследуется влияние информационно-образовательной среды на мотивацию обучающихся, раскрываются ее ценностные аспекты, разрабатываются методы, формы и технологии обучения. При этом подчеркивается значимость предметной ИОС при достижении образовательных результатов в аспекте требований ФГОС. Средовой подход в нашем исследовании определяет модернизацию традиционной образовательной среды в направлении субъектности учащегося, приоритета его самостоятельности и самоорганизации. В процессе обучения в ПИОС учащиеся не только имеют доступ к ее ресурсам, но и в перспективе способствуют ее совершенствованию. Опираясь на работы А. Х. Ардеева, Г. И. Захаровой, мы выделили принципы ПИОС (Табл. 1).
Для решения более конкретных задач, в частности конкретизации целевого и оценочно-результативного компонентов модели методики формирования учебно-познавательных действий в ПИОС, исследование основывалось на таксономическом (Л. У. Андерсон, Б. Блум, Дж. Гилфорд, Д. Р. Кратволь, М. А. Чошанов) и личностно-ориентированном подходах (И. С. Якиманская). В связи с этим целевой блок нашей модели включает два типа целей – стратегические и тактические. Стратегическая цель – формирование всесторонне развитой личности, способной к саморазвитию, самоорганизации и самоопределению на основе сформированных способов действий. Это отвечает положению И. С. Якиманской о том, что вектором личностно-ориентированной педагогики должно быть развитие субъектности ученика и формирование его индивидуального стиля деятельности [230]. Таким образом, личность получает возможность в дальнейшем, после школы, выстраивать траекторию продолжения образования, осознавать себя «движущей силой» своего развития.
Оценочно-результативный компонент методики формирования познавательных учебных действий в предметной информационно-образовательной среде курса биологии - 5-6
Таксономический подход позволил упорядочить формирование познавательных учебных действий. Познавательные УД представлены в бинарной таблице-матрице, которая помогает выявить уровни и типологию учебных задач. В результате получается видение каждого познавательного учебного действия в иерархии требований к образовательным результатам и достигается размещение действий по уровням учебно-познавательной деятельности (разноуровневый рубеж).
Выделенные требования к результатам обучения служат критериями оценки достижения требуемого уровня усвоения субъектами обучения курсу биологии – 5-6.
При разработке учебных задач были выделены уровни учебно-познавательной деятельности, которым они соответствовали: репродуктивный, реконструктивно-вариативный, творческий. Табл. 9.
В соответствии с ранее определенными этапами формирования познавательных учебных действий (репродуктивно-информационный, реконструктивно-вариативный, творческий) выделены формы диагностики.
На репродуктивном этапе проводилась диагностика сформированности отдельных учебных действий, соответствующих репродуктивному уровню деятельности.
Средством диагностики ПУД выступала система учебно-познавательных задач, разработанных согласно кодификатору. Регулярный, текущий контроль проводился с целью оценки индивидуального продвижения каждого учащегося в освоении познавательных учебных действий. Текущий контроль был кратким. Дефицит часов, выделяемых на биологию, определил поиск способов контроля, которые можно применять на каждом уроке с получением быстрой обратной связи. Для текущего контроля знаний, охватывающего весь класс, применялась система голосования ActivInspire. Для текущего контроля знаний, охватывающего весь класс, применялась система голосования ActivInspire. Ее преимущество состоит в соответствии тестов конкретному УМК, оптимизации контроля знаний и возможности получения быстрой обратной связи. В тестовой оболочке заложены возможности для контроля разных познавательных общеучебных и логических учебных действий. Кроме типичных заданий на выбор одного или нескольких ответов, в программе предусмотрено создание тестов на ввод текста с клавиатуры, выбор оценочных суждений с помощью шкалы Лайкерта, установление соответствия, выстраивание последовательности и т. д. Система голосования позволяет обсуждать правильные ответы непосредственно в процессе тестирования. При проведении тестов в бумажном формате обсуждение обычно следует после проверки работ учителем. При этом интерес к работе может быть утрачен.
В оболочке системы голосования обычно создается тест, включающий от 5 до 10 вопросов, в основу которого закладываются познавательные учебные действия репродуктивного уровня. В зависимости от дидактической цели тестирование можно проводить на любом этапе урока. На рис. 6 приведен пример теста «Ткани растений», выполненный в начале занятия с целью проверки ранее усвоенных учебных действий. Просмотр протокола позволяет учителю фиксировать уровень овладения учебным материалом и действиями, а ученикам – проводить самооценку личных достижений в учебной деятельности.
В ходе регулярно применяемых средств компьютерного контроля был отмечен положительный отзыв со стороны учащихся на проведение тестирования с помощью системы голосования ActivInspire. В качестве преимуществ учащиеся отмечали яркое оформление слайда, которое способствует лучшему запоминанию информации и просмотру протоколов сразу после проведения теста. После проведения теста учащийся видит свою оценку в процентах и свои ошибки. Преподаватель имеет возможность обсудить правильный ответ сразу после голосования. Комментарии к правильному ответу и цепочку логических рассуждения дают сами учащиеся. В процессе устного комментирования дополнительно закрепляются навыки построения устных рассуждений. При этом преподаватель фиксирует, какие познавательные УД следует закреплять далее.
Наряду с системой голосования, на уроках применялись оболочки для создания тестов и интерактивных заданий на основе программы PowerPoint, «Hot Potatoes», LearningApps.org. Данные программно-педагогические средства позволяют создавать авторские образовательные ресурсы для проведения блиц-опросов на уроке в демонстрационном режиме с разбором ошибок. Все перечисленные оболочки позволяют педагогу, не владеющему навыками программирования, создавать задания на последовательную отработку познавательных логических действий согласно конструктору задач.
В тестирующей оболочке на основе программы PowerPoint можно создавать задания трех уровней сложности с автоматическим выводом итоговой оценки и времени решения. Для коррекции неправильных ответов предусмотрена возможность исправления ошибок. Для лучшего запоминания предусмотрены добавления мультимедиа (иллюстрации, анимации и видеофрагменты) на слайд с вопросами.
Программа «Hot Potatoes v 6.0» (в переводе на русский язык «Горячая картошка») имеет удобный интерфейс и возможности для создания заданий 5 типов: викторина, кроссворд, установление соответствий, установление последовательности, тест с выбором одного или нескольких ответов, заполнение пропусков. Наряду с типичными тестами-«угадайками», предполагающими выбор одного или нескольких ответов, во многих заданиях предусмотрена функция «ввод текса с клавиатуры». При вводе текста ученик должен обладать сформированными понятиями, избегать орфографических ошибок. Программа дает возможность применять один вариант теста на класс, так как при каждом запуске теста есть функция перемешивания тестовых вопросов. При создании заданий предусмотрено ограничение времени выполнения, чтобы обеспечить плотный режим выполнения и исключить списывание. При создании теста в диссертационном исследовании создавались задания разного уровня сложности, контролирующие формирование разных познавательных учебных действий.
Игровой формат оболочки LearningApps.org решает проблему подготовки интересных домашних заданий, которые, наряду с познавательными учебными действиями, формируют навыки работы в интернете. Для доступа к ресурсам ученик получает ссылку в разделе «домашнее задание» в системе «Электронный дневник». Выполненное задание высылается преподавателю по электронной почте или предоставляется в виде скриншота. В демонстрационном режиме учащиеся выполняли задания, созданные с помощью разных программных оболочек и социальных сервисов на уроке. Далее аналогичные ресурсы предлагались в качестве домашнего задания. В Приложении 6 подробно сопоставлены возможности приложений оболочки LearningApps.org для контроля разных познавательных учебных действий.
Регулярное тестирование с помощью компьютерных тестов и социальных сервисов в нашем исследовании служит эффективным тренингом для решения учебно-познавательных задач.
Результаты опытно-экспериментальной работы
При проведении диссертационного исследования применялся метод параллельного эксперимента. В качестве обоснования для выделения экспериментальной и контрольной групп применялись результаты диагностической работы. Также привлекались данные психолого-педагогической диагностики, проводимой школьным психологом. При доказательстве гипотезы мы сравнивали результаты в исследуемых группах (экспериментальных и контрольных). Выделенные экспериментальная и контрольная группы сравнивались, согласно диагностическим процедурам, разработанным применительно к этапам формирующего эксперимента. При этом в качестве экспериментальных служили группы, в которых проводилась опытно-экспериментальная работа. В качестве контрольных мы определяли группы, которые по своим основным характеристикам (возраст, число участников и т. п.) соответствовали экспериментальным, но в них процесс обучения происходил в традиционной среде, то есть не проводилась опытно-экспериментальная работа.
Для проверки методики формирования познавательных учебных действий в предметной информационно-образовательной среде деятельностного типа было реализовано три цикла опытно-экспериментальной работы, в каждом из которых участвовали по две группы (экспериментальная и контрольная).
При этом общее количество учащихся, задействованных в проведении опытно-экспериментальной работы, составило 154 человека: в экспериментальных классах – 77 учащихся и в контрольных классах также 77 учащихся. На формирующем этапе состоялось три последовательных цикла педагогического эксперимента: первый – 2013/2014 гг., второй – 2015/2016 гг., третий – 2016/2017 гг.
Комплексная диагностика познавательных учебных действий в диссертационном исследовании основана на выполнении учащимися учебно-познавательных задач. В комплекте задачи разработаны в соответствии с кодификатором ПУД. Предварительная диагностика заключается в оценивании познавательных учебных действий репродуктивного уровня. Результаты учащихся, полученные в ходе нулевого и итогового срезов, отражены в сводных таблицах в приложениях 8, 9 и в диаграммах на рисунках 9 и 10. Как следует из сравнительного анализа, на нулевом срезе учащиеся достаточно хорошо справлялись с познавательными общеучебными действиями, среди которых наименьшие затруднения вызывали: П2 – извлекать и называть изучаемые термины, объекты, факты; П3 – называть примеры в соответствии поставленной целью. Менее высокий процент выполнения зафиксирован для познавательных учебных действий: П4 – уметь интерпретировать информацию в виде схем, таблиц, рисунков.
Среди познавательных логических действий наилучшие результаты характерны для учебных действий: Л-1 – осуществлять анализ объектов с выделением существенных и несущественных признаков, Л-2 – осуществлять синтез как составление целого из частей. В то же время познавательные логические действия сравнения Л-3, сериации Л-4, классификации Л-5 отличаются более низкими показателями освоения.