Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретические аспекты формирования кибернетических основ информатики у школьников в процессе развития обобщенных приемов умственной деятельности 13
1.1. Кибернетические основы как фундаментальный компонент учебного курса информатики 13
1.2. Содержание кибернетических основ образовательной области «Информатика» 21
1.3. Психолого-педагогические особенности формирования кибернетических основ информатики у школьников в процессе развития обобщенных приемов умственной деятельности 47
1.4. Проектирование методики обучения кибернетическим основам информатики 65
Выводы по первой главе 71
Глава 2. Методика обучения кибернетическим основам информатики в старшей школе 74
2.2. Методические особенности обучения кибернетическим основам информатики 74
2.3. Реализация комплекса развивающих учебных задач по информатике с кибернетическим содержанием 96
2.4. Организация и результаты педагогического эксперимента 123
Выводы по второй главе 132
Заключение 134
Библиографический список использованной литературы 136
Приложения . 154
- Кибернетические основы как фундаментальный компонент учебного курса информатики
- Методические особенности обучения кибернетическим основам информатики
- Организация и результаты педагогического эксперимента
Введение к работе
Одной из важнейших тенденций современного образования является направленность на фундаментализацию. Фундаментальность образования связана с необходимостью формирования личности, которая умеет создавать, а не только пользоваться уже готовыми продуктами. Особенно этот процесс касается информатики, которую в силу специфичности предметной области можно причислить и к фундаментальным, и к технологическим дисциплинам.
На II Международном конгрессе ЮНЕСКО «Образование и информатика» (Москва, 1996 г.) Россия предложила концепцию информатики как фундаментальной науки и общеобразовательной дисциплины. При этом была разработана новая структура предметной области «Информатика» для системы образования и показано, что переход к этой структуре может стать важным шагом на пути интеграции фундаментальной науки и образования.
На сегодняшний день в нашей стране сформированы представления об информатике как о фундаментальной науке, имеющей важное междисциплинарное, научно-методологическое и мировоззренческое значение. Согласно исследованиям ряда ученых (А.П. Ершов [50, 51, 52], К.К. Колин [86, 87], А.А. Кузнецов [95, 99,100], М.П. Лапчик [103-106], B.C. Леднев [107] и др.), в настоящее время информатика определяется как одна из фундаментальных отраслей научного знания, формирующая системно-информационный подход к анализу окружающего мира, изучающая информационные процессы, методы и средства получения, преобразования, передачи, хранения и использования информации.
Согласно принципу фундаментализации общего образования, в содержании школьного образования должны найти отражение только те стороны научного знания, которые имеют мировоззренческое значение,
доступны для понимания учащихся и складываются в единую систему знаний - основу мировоззрения.
Кибернетика занимает особое место в структуре научного знания. Выполняя роль метанауки, она привнесла в информатику целый ряд уже ставших общенаучными понятий и информационное моделирование как метод научного познания.
Проблеме обучения основам кибернетики в школе посвящены исследования В.В. Касаткина [74-78], А.А. Кузнецова [94, 96, 97, 101], B.C. Леднева [108-111]. Именно они обосновали необходимость изучения кибернетики как общеобразовательного предмета, определили роль и значение в формировании мировоззрения учащихся. Новый этап в исследовании кибернетики как учебного компонента начался с разработок группы ученых (С.А. Бешенков, А.А. Кузнецов, А.Ю. Кравцова, Н.В. Матвеева, Е.А. Ракитина и др. [99-100]), предпринятых в связи со стандартизацией содержания обучения информатике.
Кибернетический компонент в большей степени призван формировать общенаучные знания в области управления, автоматизации систем и процессов, то есть обеспечить общее кибернетическое образование, становление мировоззренческого потенциала личности. Данный вывод подтверждается и исследованиями B.C. Леднева [107], который рассматривает общее кибернетическое образование как более широкую систему, чем образовательная область «Информатика». По его мнению, мировоззрение современного человека не будет достаточно полным без формирования системы знания о самоуправляемых системах и об информационных процессах.
Усвоение фундаментальных (кибернетических) знаний характеризуется следующими признаками: целостное восприятие научной картины мира; раскрытие сущности фактов и явлений в области профессии и специальности; способность к синтезу со знаниями из других областей, к формированию междисциплинарного знания; высокая степень
универсальности, способствующей пониманию и объяснению сути, взаимосвязи фактов и явлений из различных областей науки и практики; высокая степень обобщенности структурных единиц знания, явлений действительности, по отношению к которым все другие варианты структурных единиц знания являются специальными (или частными случаями) при определенных ограничениях исходных структурных единиц.
По мнению академика Ю.И. Журавлева, современный человек должен пользоваться понятиями «сигнал», «система», «объект и его состояние», «переход в новое состояние», «компонент, элемент системы», «управление», «обратная связь». Но ни одно из этих понятий не разъясняется в «обычных» школьных предметах, хотя иногда там и используются.
В усвоении фундаментальных знаний большая роль отводится мыслительной деятельности школьника, поскольку для их восприятия учащийся должен использовать приемы абстракции и обобщения с тем, чтобы сформировать целостную научную картину мира, научиться устанавливать причинно-следственные связи между отдельными явлениями действительности и выявлять закономерности.
Различные аспекты проблем формирования приемов умственной деятельности раскрыты в исследованиях психологов Л.С. Выготского [27], П.Я. Гальперина [30], А.Н. Леонтьева [113], С.Л. Рубинштейна [154], Н.Ф.Талызиной [168] и др.; дидактов Ю.К. Бабанского [8-Ю], О.Б. Епишевой [49], Л.В. Занкова [57], И.Я. Лернера [114, 115], М.И. Махмутова [123], М.Н. Скаткина [162], А.В. Усовой [179] и др. Проблема обобщения приемов умственной деятельности и их переноса рассматривалась в работах Д.Н. Богоявленского [20, 21], Д. Брунера [23], В.В. Давыдова [43-45], Е.Н. Кабановой-Меллер [69-71], З.И. Калмыковой [72, 73], Н.А. Менчинской [124], С.Л. Рубинштейна [154] и др.
Формирование и развитие обобщенных приемов умственной деятельности (под ними понимается сформированный/ обобщенный прием умственной деятельности, позволяющий использовать его в различных
ситуациях и деятельностях, сознательно выбирать различный тип приема и способ его использования для решения конкретной задачи), по мнению многих ученых (П.И. Пидкасистый [143], Е.Н. Кабанова-Меллер [70, 71], И.Я. Лернер [46, 114, 115], М.Н. Скаткин [46, 162], Г.Г. Граник [42], З.Н. Калмыкова [72] и др.), происходит в процессе учебной деятельности посредством выполнения учащимися приемов учебной работы. В связи с этим большое значение уделяется содержанию учебного предмета. В качестве основных приемов, достаточных для организации успешной учебной деятельности, Е.Н. Кабанова-Меллер [71] выделила приемы абстракции, обобщения и разностороннего рассмотрения объекта.
Таким образом, актуальность исследования обусловлена, с одной стороны, необходимостью усиления фундаментальных основ общего среднего образования в области информатики путем исследования интегративных компонентов кибернетики и информатики, с другой -потребностью развития у учащихся обобщенных приемов умственной деятельности.
Проблема исследования заключается в разрешении противоречия между потенциалом кибернетической содержательной линии курса информатики и ИТ в старшей школе как средстве фундаментализации знаний по информатике и недостаточностью уровня развития у учащихся обобщенных приемов умственной деятельности, который требуется для усвоения кибернетических основ информатики.
Объектом исследования является процесс обучения информатике и информационным технологиям в старшей школе.
Предмет исследования - развитие обобщенных приемов умственной деятельности учащихся в условиях фундаментализации информатического образования в старшей школе путем усиления кибернетической содержательно-методической линии курса информатики.
Цель исследования: повышение уровня фундаментализации знаний по информатике у учащихся старшей школы на основе развития обобщенных приемов умственной деятельности.
В соответствии с проблемой была выдвинута гипотеза исследования: изучение курса информатики и ИТ в старшей школе обеспечит формирование у учащихся кибернетических (фундаментальных) основ информатики, если:
выявить кибернетические основы предметной области «Информатика» и адаптировать их в качестве фундаментального компонента учебного курса «Информатика и ИТ» для старшей школы;
усилить кибернетическую содержательно-методическую линию курса информатики и ИТ в старшей школе;
дополнить учебно-методическое обеспечение курса информатики и ИТ комплексом развивающих учебных задач с кибернетическим содержанием;
- в основу учебного процесса по информатике положить развитие
обобщенных приемов умственной деятельности у учащихся.
Цель и гипотеза исследования определили следующие задачи:
1. Выявить содержание кибернетических основ информатики как
фундаментального компонента учебного курса информатики и ИТ.
2. Определить психолого-педагогические условия формирования
кибернетических основ информатики у школьников.
Построить модель развития обобщенных приемов умственной деятельности у учащихся в процессе обучения кибернетическим основам информатики в старшей школе.
Разработать комплекс развивающих задач по информатике с кибернетическим содержанием, способствующим поэтапному развитию обобщенных приемов умственной деятельности.
5. Разработать методику обучения кибернетическим основам
информатики и проверить ее эффективность в условиях опытно-
экспериментальной работы.
Методологической основой исследования являются работы по кибернетическому подходу к исследованию объектов (А.И. Берг [13, 14, 15], Н. Винер [24, 25, 26], М.Г. Гаазе-Рапопорт [28, 29], В.М. Глушков [33-39], А. Тьюринг [173], У.Р. Эшби [196] и др.); деятельностному подходу в обучении (Л.С. Выготский [27], В.В. Давыдов [44-45], О.Б.Епишева [48], А.Н. Леонтьев [113], Е.Н. Ракитина [150], С.Л. Рубинштейн [154], O.K. Тихомиров [171] и др.); личностно-ориентированному подходу (Е.Н. Бондаревская [22], В.В. Сериков [163], Л.М. Фридман [185], И.С. Якиманская [197] и др.).
Теоретической основой исследования выступают: теория проектирования содержания образования (B.C. Леднев [107], И.Я. Лернер [46], М.Н. Скаткин [163], В.И. Загвязинский [55] и др.); теория поэтапного формирования умственных действий (П.Я. Гальперин [30], Е.Н. Кабанова-Меллер [70, 71], Н.Ф. Талызина [168] и др.); теория развивающего обучения (Л.С. Выготский [27], В.В. Давыдов [45], Д.Б. Эльконин [194]); теория и практика обучения информатике в школе (С.А. Бешенков [17], А.П.Ершов [50, 51, 52], А.А. Кузнецов [96-100], М.П. Лапчик [103-106, 125], Н.И. Пак [138],И.Г.Семакин[125,157-161], Е.К.Хеннер [125,186,187] и др.).
Для решения поставленных в исследовании задач использовались следующие методы:
теоретические: анализ и обобщение философской, психологической, педагогической и методической литературы по проблеме исследования; изучение современных нормативных документов по информатике; анализ программ, учебных пособий по информатике и ИТ для старшей школы; изучение и обобщение опыта преподавания элементов кибернетических знаний на старшей ступени средней общеобразовательной школы.
эмпирические: наблюдение за ходом учебно-воспитательного процесса, педагогический эксперимент (констатирующий, уточняющий и формирующий этапы) с целью выявления уровня овладения материалом по кибернетическим основам информатики и развития обобщенных приемов
умственной деятельности у учащихся старшей школы; статистическая обработка данных педагогического эксперимента и обоснование выводов.
Научная новизна исследования: впервые теоретически обосновано и
практически подтверждено, что проблема фундаментализации
информатического образования в старшей школе посредством усиления кибернетических основ информатики может быть эффективно решена в условиях построения методической системы, основанной на ведущей идее развития обобщенных приемов умственной деятельности учащихся.
Теоретическая значимость исследования: теория и методика обучения информатике обогащена знаниями о том, что усиление кибернетической линии в курсе информатики и ИТ на старшей ступени общеобразовательной школы, способствующее углублению знаний учащихся в области информатики и реализации кибернетической направленности обучения информатике в школе возможно в условиях параллельного развития обобщенных приемов умственной деятельности учащихся.
Диссертационное исследование имеет также практическую значимость:
разработанная и апробированная методика обучения кибернетическим основам информатики, направленная на развитие обобщенных приемов умственной деятельности учащихся, а также комплекс развивающих учебных задач, способствующих поэтапному развитию обобщенных приемов умственной деятельности, могут быть рекомендованы для практического использования на уроках информатики и ИТ;
подготовленные для учащихся 10-11 классов учебно-методические пособия и компьютерный учебно-методический комплекс «Элементы кибернетики» могут быть использованы в старшей школе при обучении элективным курсам, на факультативных занятиях по информатике и ИТ, а также студентами педвузов на занятиях по теории и методике обучения информатике;
- телекоммуникационный учебный проект «Информация и управление» может быть использован для организации проектной деятельности учащихся по информатике и ИТ в старшей школе на базовом и профильном уровнях.
Достоверность полученных результатов и обоснованность выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации, обеспечиваются опорой на фундаментальные работы в области кибернетики, теории и методики обучения информатике; использованием достижений психологии; научной обоснованностью исходных теоретических положений; использованием методов, адекватных целям и задачам исследования; совпадением выводов теоретического анализа проблемы исследования с результатами педагогического эксперимента; внедрением результатов исследования в процесс обучения информатике и ИТ в старшей школе.
Организация и этапы педагогического эксперимента. Исследование по данной проблеме проводилось в период с 2002 по 2006 гг. На первом этапе (2002-2003 гг.) происходили изучение и теоретический анализ философской, психолого-педагогической, научной литературы, постановка и уточнение цели и задач, выдвижение гипотезы исследования. Уточняющий этап эксперимента (2003-2004 гг.) был посвящен разработке теоретической модели и методики обучения кибернетическим основам информатики в старшей школе, способствующей фундаментализации курса информатики и развитию у учащихся обобщенных приемов умственной деятельности. На заключительном этапе эксперимента (2004-2006 гг.) осуществлялось внедрение методики в практику преподавания информатики и ИТ, а также диагностика уровня усвоения фундаментальных знаний в области информатики с последующим обобщением и систематизацией полученных результатов статистическими методами.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Фундаментальные основы содержания образовательной области «Информатика» формируются преимущественно на основе двух компонентов - математического и кибернетического. При этом
кибернетический компонент относится к мировоззренческой, общеобразовательной сфере знания, наиболее доступной (и по этой причине предпочтительной) для реализации в структуре общего школьного образования.
Процесс изучения кибернетических основ информатики в старшей школе требует повышенного уровня обобщения и абстракции, что приводит к необходимости углубленного развития у учащихся обобщенных приемов умственной деятельности.
Основу логико-структурной модели развития у учащихся обобщенных приемов умственной деятельности в процессе формирования общекибернетических понятий курса информатики в старшей школе составляют: комплекс развивающих учебных задач по информатике с кибернетическим содержанием, теоретический материал по кибернетическим основам информатики и кибернетические идеи.
4. Разработанная на основе кибернетического подхода методика
обучения информатике и ИТ в старшей школе способствует развитию
обобщенных приемов умственной деятельности и фундаментализации
знаний учащихся в области информатики.
Апробация результатов исследования. Основные теоретические положения и результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на заседаниях кафедр теории и методики обучения информатике ОмГПУ (Омск, 2002-2006 гг.), информатики Павлодарского государственного педагогического института (ПГПИ, Павлодар, 2004-2006 гг.); во время участия в международных научно-практических конференциях: «Валихановские чтения-Х» (Кокшетау, 2005), «Проблемы взаимодействия школы и вуза» (Семипалатинск, 2005), «Сатпаевские чтения-VI» (Павлодар, 2006); на региональных научно-практических семинарах и конференциях: «Применение современных информационных технологий в образовании» (Омск, 2003).
По теме исследования автором опубликовано 7 научных трудов: из них 2 учебно-методических пособия и 5 статей.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, библиографического списка использованной литературы (200 наименований) и 4-х приложений.
Кибернетические основы как фундаментальный компонент учебного курса информатики
В настоящее время остро стоит проблема фундаментализации школьного и профессионального образования. Особенно это касается информатики, поскольку она является уникальной наукой, которую можно одновременно причислить и к фундаментальным, и к прикладным дисциплинам. Необходимость фундаментализации информатического образования возникает в связи с увеличением доли технологических знаний школьников, что сужает возможности их применения для решения различных жизненных задач. Такая динамика учебного предмета информатики связана с активным изменением предметной области базовой науки.
Общепринятым считается, что фундаментальные знания - это наиболее стабильные и универсальные, общетеоретические знания, содержание которых отличается максимальной обобщенностью, определенным образом структурировано, раскрывает и определяет многообразие внутренних и внешних связей указанных знаний.
Одна из распространенных трактовок понятия «фундаментальность» («фундаментализация») образования гласит: более углубленная подготовка обучаемых по заданному направлению. Б.Е.Саморуков и С.А.Тихомиров[155] определяют фундаментальность как сочетание фактологической, мировоззренческой и методологической сторон изучения предмета, производимое на научной основе.
В концепции О.Н. Голубевой и А.Д. Суханова [40] сказано, что образование может считаться фундаментальным, если оно представляет собой процесс нелинейного взаимодействия человека с интеллектуальной средой, при котором личность воспринимает среду для обогащения собственного внутреннего мира и благодаря этому созревает для умножения потенциала самой среды. Задачей фундаментального образования является обеспечение оптимальных условий для воспитания гибкого и многогранного научного мышления, освоения научной информационной базы и современной методологии осмысления действительности, создания внутренней потребности в саморазвитии и самообразовании на протяжении всей жизни человека.
Основаниями деления наук на фундаментальные и практические могут быть: специфика совокупного предмета изучения, цели производства знания, особенности применения знания, непосредственный или опосредованный характер внедрения результатов (B.C. Леднев [107]).
В образовательной области «Информатика», согласно результатам маркетинговых исследований И.Б.Готской [153], наблюдается тенденция роста потребностей, связанных с приобретением фундаментальных знаний, скорость обновления которых не столь высока как у прикладных, а цена приобретения постоянно минимизируется. Это обосновывается особенностью знаний по информатике, для которых характерен достаточно высокий темп обновления. Наиболее ярко эта тенденция проявляется в прикладных знаниях, а именно, в знаниях по новым информационным технологиям.
Поэтому проблема фундаментализации содержания обучения информатике в старшей школе становится наиболее актуальной, поскольку в содержании информатики все большее место занимает изучение информационных технологий, связанных с профильной ориентацией. На это указывает А.А. Кузнецов [95] в Концепции 12-летнего образования с положением о необходимости выделения инвариантного, фундаментального ядра.
Проблеме фундаментализации содержания информатического образования посвящены исследования В.С.Леднева, [107-112] К.К.Колина [86, 87], А.А.Кузнецова [94-101], Е.А.Ракитиной [149-150], Н.И. Рыжовой [153] и др. Согласно их исследованиям фундаментальность предполагает ориентацию образования на выявление сущностных оснований и связей между процессами.
В современных определениях научной дисциплины информатики отражается этот аспект. Согласно определению, данному Н.П. Радченко и О.А. Козловым [148], информатика в настоящее время - одна из фундаментальных областей научного знания, формирующая системно-информационный подход к анализу окружающего мира, изучающая информационные процессы, методы и средства получения, преобразования, передачи, хранения, и использования информации. Вместе с тем информатика - это стремительная развивающаяся и постоянно расширяющаяся сфера практической деятельности человека, связанная с использованием информационных технологий.
В определении информатики, данном А.А.Кузнецовым, С.А.Бешенковым, Е.А.Ракитиной [99], сказано, что это наука о закономерностях протекания информационных процессов в системах различной природы, о методах, средствах и технологиях автоматизации информационных процессов, о закономерностях создания и функционирования информационных систем [99].
Исходя из этого, можно говорить о солидарности ученых в признании фундаментальной роли науки информатики. Рассмотрим, в чем она проявляется. Согласно принципам фундаментального образования, фундаментальность курса информатики объясняется фундаментальностью базовой для него науки. Она может обеспечиваться включением компонентов содержания, которые способствуют фундаментализации содержания, либо усилению основ науки. Так, Н.И. Рыжова [153] отмечает, что фундаментализация образования подразумевает включение в содержание образования компонентов, относящихся к основаниям конкретной науки. Согласно положению о фундаментальности образования, в любой предметной области она реализуется посредством учебного предмета, в содержании которого значительная доля учебных элементов отводится фундаментальным знаниям - теоретическим знаниям, раскрывающим структуру содержания предметной области и деятельности, отражающей основной метод познания в данной предметной области.
Фундаментальные знания отражают в учебном предмете основания предметной области и составляют основания учебного предмета, которые складываются в свою очередь из философских, мировоззренческих и математических оснований. Основания учебного предмета информатики таким образом складываются из философских, мировоззренческих и математических оснований.
Методические особенности обучения кибернетическим основам информатики
В качестве основных целей обучения кибернетическим основам информатики в старшей школе являются:
дать глубокое понимание основных принципов управления в системах окружающей действительности;
формировать информационную картину мира;
рассмотреть применение кибернетических идей в различных областях действительности;
научить учащихся анализировать и создавать (синтезировать) кибернетические системы, используя различное программное обеспечение;
После изучения кибернетических основ информатики должны быть получены следующие результаты:
Системно-управленческий аспект:
- анализировать окружающую действительность с позиции систем;
- определять виды систем;
- анализировать системы живой природы, человека в социальных систем как ИС;
- анализировать системы хранения, передачи, обработки информации на базе технической средств как ИС;
- выделять элементы в системе, устанавливать связи между элементами, характеристиками элементов;
- определять и формулировать цель системного анализа;
- проводить системно-элементный, системно-структурный, системно функциональный, системно-исторический анализ объекта исследования;
- анализировать этапы развития системы и ее перспектив;
- определять отличия системы от кибернетической системы; - определять и формулировать цель кибернетической системы (КС);
- различать кибернетические системы в окружающей действительности;
- выделять кибернетические системы различной природы;
- выделять элементы кибернетической системы, ее структуры;
- анализировать функцию системы, определение условий формирования структуры конкретной системы;
- разграничивать информацию и управление в КС;
- выделять управляющие воздействия, команд управления;
- определять виды управления; ,
- анализировать объекты с позиции управляющей системы;
- выделять структурные компоненты КС;
- выделять самоорганизующиеся системы, структурные элементы,
способствующие самоорганизации;
- анализировать цель и результаты алгоритма управления;
- понимать оптимальные процессы в биологических, технических и социальных КС;
- планировать и осуществлять такие управляющие воздействия на систему, чтобы значения ее параметров были оптимальными с точки зрения выполнения присущих ей функций.
Информационный аспект:
- выделять информацию в системе, ее роли в системе;
- определять виды информации в КС;
- выделять информационные процессы в КС;
- определять соотношение процессов информации и управления, их взаимосвязи;
- выделять процессы управления в КС;
Логико-алгоритмический аспект:
- составлять алгоритм управления для достижения КС заданного
состояния;
- преобразовывать алгоритм для конкретного исполнителя; - определять высказывание; записывать высказывательные формы;
- выполнять логические операции над высказываниями;
- строить таблицы истинности логических функций;
- выполнять преобразования логических выражений по законам алгебры высказываний;
- решать логические задачи;
- выписывать логические формулы из таблицы истинности;
- выявлять возможности использования логики для различных систем;
- составлять программу для конкретного исполнителя;
- моделировать однотактные, многотактные автоматы;
- составлять компьютерную модель автомата с использованием средств ИКТ, языков программирования.
Семиотический аспект:
- кодировать информацию в КС;
- различать естественные и формальные языки;
- записывать информацию на определенном языке (формальном,
естественном);
- определять физическую природу знаков;
- различать форму представления информации в биологических,
социальных КС;
- кодировать информацию различными способами;
- различать форму представления информации в технических КС;
- определять требования к кодированию информации в технических системах;
- представлять звуковую, текстовую и графическую информацию в технической системе;
- сравнивать возможности представления звуковой, текстовой и
графической информации в технической и биологической системе; - анализировать основные проблемы, возникающие при обучении
формального исполнителя распознаванию зрительных и звуковых образов,
представление о способах их разрешения;
- понимать принципы формирования знаний в автомате;
- определять значение памяти автомата для обучения;
- рассматривать и понимать примеры хранения знаний в базе знаний;
- моделировать структуру баз знаний;
- моделировать рассуждения на языке алгебры логики;
- определять сходство и различия в выполнении интеллектуальных
операций человеком и формальным исполнителем;
- выявлять знания о фактах, правилах и целях при решении задач и их запись на формальном языке;
- определять отличительные структуры робота от другого формального исполнителя;
- строить модели знаний о реальных ситуациях с помощью языка логического программирования Пролог;
- понимать правила построения баз знаний
- моделировать структуру баз знаний;
- моделировать рассуждения на языке алгебры логики;
Организация и результаты педагогического эксперимента
Основная цель эксперимента заключалась в практической проверке научной гипотезы и оценке эффективности применяемой методики обучения кибернетическим основам информатики.
Исходя из теоретических положений, рассмотренных нами в первой главе диссертационного исследования, в данном параграфе мы раскроем особенности организации экспериментальной работы. Сформулированная цель эксперимента определила характер задач, решаемых в ходе педагогического эксперимента:
1) определить критерии и показатели отслеживания уровня усвоения знаний по кибернетическим основам информатики и уровня развития ОПУД у учащихся;
2) разработать тестовые задания для определения уровня усвоения знаний по кибернетическим основам информатики старшеклассниками;
3) экспериментально проверить эффективность разработанной методики обучения кибернетическим основам информатики в старшей школе;
4) опираясь на результаты экспериментального исследования, разработать научно-методические рекомендации к обучению кибернетическим основам информатики в процессе развития ОПУД у старшеклассников.
Экспериментальная работа осуществлялась нами в естественных условиях педагогического процесса в ходе изучения школьниками общеобразовательного курса информатики на базовом и профильном уровнях старшей школы. В педагогическом эксперименте приняли участие около 100 старшеклассников школ Омской области (МОУ «Николаевская средняя общеобразовательная школа» и МОУ «Курумбельская средняя общеобразовательная школа» Черлакского района).
В соответствии с целью и поставленными задачами, экспериментальная работа проводилась в три этапа и осуществлялась с 2002 по 2006 год.
На первом этапе (2002-2003 гг.) было проведено изучение и анализ философской, психолого-педагогической литературы по теме исследования, определены цель и задачи исследования, сформулирована гипотеза. Также в результате проведения констатирующего эксперимента была установлена необходимость формирования кибернетических знаний в процессе обучения развития обобщенных приемов умственной деятельности. С этой целью был диагностирован уровень развития ОПУД учащихся и уровень усвоения знаний по кибернетическим основам информатики.
Диагностика уровней ОПУД учащихся осуществлялась по методике Е.Н.Кабановой-Меллер.
Для выявления уровня развития ОПУД использовались задания на контрольный перенос приемов умственной деятельности (Приложение 4). К этим заданиям были предъявлены следующие требования: должны быть направлены на использование приема умственной деятельности (абстракции, обобщения и разностороннего рассмотрения объекта), должны способствовать переносу приема умственной деятельности (т.е. они должны иметь некоторую долю новизны для школьника). При выполнении заданий оценивается правильность решения задания, характер переноса приема умственной деятельности (прямой перенос, перестройка приема, комбинирование приемов и др.), сознательность в выборе приемов, способов их переноса, желание использовать способы переноса для решения заданий.
Целесообразность развития ОПУД у учащихся старшей школы была установлена по результатам проведения констатирующего эксперимента. Для проведения эксперимента были отобраны две группы учащихся, называемых условно как контрольная (К) и экспериментальная (Э), уровень обученное которых был одинаков.
Результаты констатирующего эксперимента показали (Таблица 7), что в контрольной и экспериментальной группах значительная часть учеников обладают низким уровнем развития обобщенных приемов умственной деятельности. Эксперимент показал также, что распределение учащихся по уровню развития ОПУД в двух группах приблизительно одинаково.
