WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |
  • разработанная и апробированная методика обучения кибернетическим основам информатики, 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 педагогических вузов 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.
  2. 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.
  3. 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), информатики Павлодарского государственного педагогического института (Павлодар, 2004–2006); во время участия в международных научно-практических конференциях: «Валихановские чтения-X» (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 четырех приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, выявлена проблема исследования, определены объект и предмет, сформулирована цель, выдвинута гипотеза, определены задачи исследования; раскрыты научная новизна, теоретическая и практическая значимость работы; сформулированы положения, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена выявлению сущности, структуры и содержания кибернетических основ информатики как фундаментального компонента учебного курса «Информатика и ИТ», теоретическому обоснованию возможности формирования у учащихся старшей школы фундаментальных знаний в области информатики посредством развития обобщенных приемов умственной деятельности.

Согласно принципам фундаментального образования, фундаментальность курса информатики объясняется фундаментальностью базовой для него науки и может обеспечиваться включением таких ее компонентов, которые способствуют фундаментализации содержания учебного курса либо усилению основ науки.

По мнению Н. И. Рыжовой, фундаментальные знания отражают в учебном предмете основания предметной области и составляют теоретические основания учебного предмета, которые складываются, в свою очередь, из философских, мировоззренческих и математических оснований. Это справедливо и для информатики как учебного предмета.

Математические основания, согласно модульной программе обучения компьютерной науке, подготовленной рабочей группой IFIP под эгидой ЮНЕСКО (1994 г.), включают в себя такие разделы, как «дискретные структуры», «логика для компьютерной науки», «математическая логика и формальная семантика», «формальные языки и теория автоматов», «формальная спецификация и верификация», «вычислимость и вычислительная сложность».

Цель обучения математическим основаниям информатики заключается в выработке «строгого» толкования природы информационных процессов, формальном определении (представлении) информационных процессов с помощью математических объектов. Применение математических средств для описания информационных процессов требует от учащегося максимальной «оторванности» от объекта исследования, поскольку используются абстракции высокого уровня для конструирования существующих на данный момент состояний объективной реальности.

Математика занимается изучением особой стороны любых предметов, явлений или процессов окружающего мира, а именно количественных отношений и пространственных форм, поэтому освоение этого компонента формирует одностороннее представление об информационных процессах (окружающей действительности), что не способствуют пониманию учащимися системно-информационной картины мира, лежащей в основе формирования научного мировоззрения.

Мировоззренческий аспект учебного курса информатики связан также с формированием представлений о роли информации в управлении, специфике самоуправляемых систем, общих закономерностях протекания информационных процессов в системах различной природы. В работах А. А. Кузнецова, В. С. Леднева, диссертационном исследовании О. Б. Перфиловой отражено влияние кибернетического компонента содержания обучения информатике на формирование мировоззрения и общенаучных знаний учащихся.

Таким образом, фундаментальные основы информатики образуют, преимущественно математический и кибернетический компоненты (рис. 1).

Рис. 1. Содержание фундаментальных основ информатики

Кибернетика демонстрирует общую модель управления для всех систем, определяет возможность описания процессов функционирования различных систем едиными формальными средствами. При этом она активно пользуется математическим аппаратом, методом компьютерного моделирования как частным случаем общенаучного метода моделирования.

Кибернетические основы информатики составляет система знаний соответствующей предметной области, которая определяется предметом исследования кибернетики.

1) Предметная часть включает основные элементы содержания: общие идеи, понятия, законы, принципы;

Эти компоненты позволяют выстроить систему знаний, которой обладает базовая наука. Идеи, или исходные теоретические положения, в теории выполняют двойную функцию: с одной стороны, служат фундаментом, с позиции которого описываются и объясняются объекты, явления; с другой – являются руководством, ориентиром в практической деятельности. Каждая идея находит свое конкретное выражение в содержании понятий, законов, принципов, правил. Выделение таких структурных элементов, как идеи, понятия, законы, принципы позволяет не только связать воедино систему знаний по кибернетическим основам информатики, но и сформировать обобщенный, кибернетический взгляд на мир и тем самым способствует фундаментализации информатических знаний.

Опираясь на научные труды основоположников кибернетики
(А. И. Берг, Н. Винер, В. М. Глушков, А. Н. Колмогоров, У. Р. Эшби и др.), мы выделили такие элементы системы знаний по кибернетическим основам информатики: идеи (идея детерминированности структуры системы и функции; идея общности процессов управления для всех систем; идея взаимосвязи процессов управления и информации); понятия (выделяются метапонятия, которые не связаны с какими-либо определенными предметными областями, а приложимы к ним, и на основе которых выстраивается методология человеческого мышления, т. е. осознание объективной реальности); принципы (управления, передачи информации в кибернетической системе, «черного ящика», взаимосвязи информации и управления, оптимизации кибернетических систем, самоорганизации систем); законы (регулирования системы при изменении ее гомеостатичного состояния, изменения выходных сигналов при изменении входных, создания системой управляющего компонента, возникновения информационных процессов при наличии двусторонних процессов в системе управления).

2) В гносеологическую часть входят основные методы кибернетики: системный анализ, функциональный анализ, математическое моделирование. Эти методы присущи не только кибернетике, но и информатике. Так, Е. Н. Ракитина в качестве обобщенных методов информатики называет системно-информационный анализ, информационное моделирование и вычислительный эксперимент.

3) Деятельностная часть включает технологию реализации моделей управления средствами различных языков программирования.

Для эффективного усвоения учащимся кибернетических основ информатики необходима опора на обобщенные приемы умственной деятельности (ОПУД) с тем, чтобы уметь выявлять закономерности в окружающей действительности, видеть целостную научную картину мира.

Структуру ОПУД образуют когнитивный, технологический и мотивационно-рефлексивный компоненты. Когнитивный компонент означает знание приема умственной деятельности, способов его переноса с целью решения стандартных и нестандартных учебных и жизненных задач. Технологический компонент – это умения выполнить прием умственной деятельности, умение осуществить его перенос на решение стандартных и нестандартных задач с использованием различных способов переноса приема. Мотивационно-рефлексивный компонент направлен на осуществление ориентации школьника в учебно-познавательной деятельности, распознавании в учебной задаче аналогичных ситуаций, потребности осуществлять обобщение приема, оценивание собственной деятельности, характеризует способность осуществить выбор приема и способа его переноса в конкретную ситуацию, сознательность в выборе видов приема и способов переноса для решения творческих задач.

Формирование и развитие ОПУД происходит в процессе учебной деятельности, поэтому к содержательному наполнению учебного предмета предъявляются определенные требования. Во-первых, учебный материал должен актуализировать приемы умственной деятельности. Во-вторых, он должен учитывать перенос приема умственной деятельности на внутри- и межпредметные ситуации. В-третьих, содержание должно способствовать формированию и развитию способности обобщать знания, приемы учебной и умственной деятельности.

В процессе реализации методов компьютерного информационного моделирования, системного и функционального анализа актуализируются следующие приемы умственной деятельности (таблица 1).

Для формирования и обобщения приема умственной деятельности очень важен перенос приема в различные ситуации, в процессе которого учащиеся усваивают способы переноса и особенности выполнения самого приема. Компьютерное информационное моделирование, системный и функциональный анализ как общенаучные методы познания применяются для решения самых различных задач, следовательно, обладают свойством широкого переноса на решение учебных и жизненных задач, что позволяет совершенствовать знания о способах переноса приема. Таким образом, системный и функциональный анализ, компьютерное моделирование позволяют развивать когнитивный и технологический компоненты ОПУД.

К основным условиям, способствующим обобщению приемов и формирующим способность к обобщению, зависящим от характера обучения, психологи Д. Брунер, С. Л. Рубинштейн и др. относят обучение учащихся умению видеть общее в частном, обобщенному подходу к рассмотрению объектов и явлений окружающей действительности, обобщенным способам мышления. При этом важно выделять те понятия, которые одновременно относятся к разным учебным предметам. Кибернетические основы информатики имеют в своем составе понятия, идеи, принципы и законы, относящиеся к мировоззренческому компоненту, используемые практически в каждом учебном предмете. Таким образом, мировоззренческий компонент кибернетических основ воздействует на мотивационно-рефлексивный компонент ОПУД.

Описанный механизм лег в основу теоретической модели развития обобщенных приемов умственной деятельности у старшеклассников (рис. 2).

Таблица 1

п/п

Этапы

Приемы
умственной
деятельности

Компьютерное моделирование

Pages:     | 1 || 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»