Конструирование электронных учебных материалов в профессиональной подготовке учителей
Попова Галина Ивановна
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук
Краснодар 2006
Работа выполнена на кафедре информационных образовательных технологий Кубанского государственного университета
Общая характеристика работы
Актуальность исследования. Информатизация образования является одним из важнейших направлений реализации современной образовательной парадигмы. Умение в полной мере использовать возможности информационных технологий в профессиональной деятельности становится одним из важнейших качеств современного специалиста, и в наибольшей степени это касается подготовки будущих учителей. В связи с этим все большую актуальность приобретает изучение проблемы использования компьютерных технологий в формировании профессионально значимых умений педагогов. В процессе перехода от традиционных методик преподавания к обучению с использованием информационных технологий возникает задача не только поиска эффективных методов формирования профессиональных умений студентов, но и выявления проблемного поля научного изучения информационных средств обучения, оптимальных в отношении организации и результатов дидактического процесса.
Проблема информатизации современного образовательного пространства исследована в работах многих отечественных ученых (В.П. Беспалько, Б.С. Гершунский, А.А. Кузнецов, Э.И. Кузнецов, С.А. Бешенков, А.П. Ершов, В.А. Извозчиков, А.О. Кривошеев, Е.И. Машбиц, В.М. Монахов и др.). Вопросам профессиональной подготовки будущих учителей в условиях информатизации посвящены работы Ю.С. Брановского, В.В. Лаптева, М.П. Лапчика, А.В. Могилева, Е.А. Ракитиной, И.В. Роберт, М.В. Швецкого, В.С. Шолоховича и многих других. Теория проектирования и использования информационных технологий в профессиональном обучении исследовалась в работах А.И. Архиповой, А.И. Башмакова, И.А. Башмакова, И.Г. Захаровой, В.П. Кулагина, К.Г. Кречетникова, Э.Г. Малиночки, Д.Ш. Матроса, С.В. Панюковой, А.Ю. Уварова и других.
В последние годы информационно-дидактические средства обучения математике, физике и информатике разрабатываются преимущественно в двух направлениях. Первое обусловлено применением программных средств с изначально встроенными алгоритмами дидактических действий. Несмотря на высокий технический уровень исполнения, обозначенное свойство данного вида программ формирует предпосылку их возможной дидактической инертности и ситуационного педагогического несоответствия в отношении многообразия возникающих в учебном процессе задач.
В рамках второго направления используются математические инструментальные среды (МИС) для компьютерной поддержки обучения математике и информатике. Данные программные продукты, не обладая изначально заданными требованиями к алгоритмизации математических действий, создают систему информационно-дидактического обеспечения, при котором выбор и осуществление действий выполняется учащимися самостоятельно (В.П. Дьяконов, С.А. Дьяченко, Т.В. Капустина, Т.Л. Ниренбург, В.Ф. Очков, А.И. Плис, У.В. Плясунова, Н.А. Сливина, А.А. Смирнов).
В результате анализа современных педагогических исследований выявлено, что одним из актуальных направлений профессиональной подготовки учителей математики, физики и информатики является формирование у будущего учителя умений самостоятельно создавать программы и электронные дидактические материалы (Ю.С. Брановский, Т.Г. Везиров, И.Г. Захарова, В.П. Кулагин, И.В. Роберт, Н.В. Софронова). Однако, несмотря на достаточно широкий круг публикаций, связанных с применением математических инструментальных сред в изучении математики, информатики, физики, проблема обучения студентов технологии конструирования электронных учебных ресурсов с использованием МИС разработаны недостаточно. Исследование широкого спектра их дидактических функций и возможностей позволяет сделать вывод о том, что МИС представляют собой эффективный инструментарий для реализации данных целей. Таким образом, обучение будущих учителей математики, физики и информатики использованию таких сред позволяет не только расширить знания учебных дисциплин, но и сформировать умения по созданию и применению собственных электронных учебных материалов, эффективных в решении педагогических задач на конкретном уроке или в системе учебных занятий.
Обучение студентов применению математических инструментальных сред в процессе конструирования электронных учебных материалов требует специальной организации учебного процесса, системы его дидактического обеспечения. Технологии конструирования электронных учебных материалов в среде математических пакетов рассматривались в работах С.П. Грушевского, С.В. Усатикова. Методики обучения конструированию электронных учебных материалов описаны в работах Ю.С. Брановского, Т.Г. Везирова, А.Ш. Бакмаева, А.А. Телегина, Д.А. Шуклина и др.
Педагогическая задача – научить студента самостоятельно разрабатывать электронные дидактические материалы в математических инструментальных средах – делает необходимым изучение влияния данных дидактических процессов на развитие профессионально значимых умений будущих учителей. Таким образом, выявляются следующие противоречия между:
наличием педагогической деятельности с применением математических инструментальных сред и невыявленными дидактическими возможностями их использования в профессиональном обучении учителей математики, физики и информатики;
наличием потребности обучения студентов умениям самостоятельного создания электронных учебных материалов и недостаточной технологической обеспеченностью данного дидактического процесса, в том числе и с применением математических инструментальных сред;
потребностью в конкретных дидактических технологиях, обеспечивающих развитие профессиональных умений студентов, и недостаточностью педагогических исследований формирования профессионально значимых умений учителей математики, физики и информатики с использованием информационных средств обучения.
Перечисленные противоречия обусловили актуальность данного исследования.
Главная проблема исследования заключается в отсутствии универсального электронного инструментария, инвариантного к предметному содержанию, позволяющего формировать у учителей математики, физики и информатики умения, являющиеся основой развития их информационной культуры и повышения эффективности педагогической деятельности. В процессе решения основной проблемы был выявлен ряд подпроблем, суть которых отражена в вопросах:
Какие программные средства позволяют создавать модифицируемые комплексы электронных учебных материалов по различным предметам естественно-математического цикла?
Какова должна быть структура теоретической модели, на основе которой можно создавать инвариантные формы электронных учебных материалов с возможностью модификации содержания?
Каковы основы методики обучения студентов конструированию электронных учебных материалов и способы модификации их содержательной базы?
Какие профессионально значимые для педагогов умения могут быть сформированы и развиты на основе применения нового комплекса электронных учебных материалов?
Объект исследования: процесс профессиональной подготовки студентов педагогических специальностей в области информатизации образования.
Предмет исследования: обучение студентов – будущих учителей математики, физики и информатики – технологии конструирования электронных учебных материалов как основа формирования их профессиональных умений.
Цель исследования: теоретически обосновать и разработать модель обучения конструированию электронных учебных материалов с применением математических инструментальных сред, обеспечивающую в процессе её освоения и использования формирование профессионально-значимых умений студентов.
Гипотеза исследования включает следующие предположения:
одним из направлений информатизации педагогического образования должно быть обучение учителей конструированию комплекса электронных учебных материалов с функциями генерации учебных заданий как средства повышения эффективности педагогической деятельности;
конструирование электронных учебных материалов можно эффективно выполнять посредством использования математических инструментальных сред, опираясь на их дидактические функции;
модель конструирования электронных учебных материалов должна отражать дидактические свойства программных инструментальных сред, инвариантные структурные единицы, типы электронных учебных материалов и процедуру их конструирования;
составляющими методики обучения учителей конструированию таких материалов должны быть: цели обучения, прогнозируемые результаты, содержание, методы, формы и средства обучения на основе программно-методического комплекса, включающего программу курса, систему электронных лабораторных работ, учебно-методическое пособие;
обучение учителей конструированию электронных учебных материалов должно стимулировать развитие дидактической, предметной и информационной компетентностей.
В соответствии с проблемой, целью, объектом и предметом, выдвинутой гипотезой определены задачи исследования:
В контексте задач информатизации педагогического образования обосновать необходимость разработки нового программного инструментария – комплекса электронных учебных материалов с возможностью создавать различные виды практических заданий для изучения математики, физики и информатики.
Выявить дидактические функции математических инструментальных сред и обосновать возможность их использования для конструирования электронных учебных материалов с функциями генерации практических заданий.