Xreferat.com » Рефераты по психологи и педагогике » Конструирование электронных учебных материалов в профессиональной подготовке учителей

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.

Построить модель конструирования комплекса электронных учебных материалов с функциями генерации содержания заданий по конкретным предметным областям.

Разработать методику обучения учителей и студентов конструированию электронных учебных материалов, инвариантных к предметному содержанию и модифицирующих практические задания.

Выявить состав профессиональных умений, значимых для педагогической деятельности и формируемых посредством комплекса проектируемых электронных учебных материалов.

Методы исследования:

теоретические: анализ научно-педагогической, методической и специальной литературы в области информационных технологий обучения; психолого-педагогических изысканий по проблеме исследования; сравнение используемых в профессиональном обучении математических инструментальных сред;

практические: наблюдение, анкетирование, педагогический эксперимент, методы математической статистики.

Методологическую основу исследования составили: принцип системного подхода в педагогике (В.И. Загвязинский, В.С. Ильин, В.А. Сластенин и др.), принцип единства сознания и деятельности (Л.С. Выготский, А.Н. Леонтьев, С.Л. Рубинштейн, Д.Б. Эльконин и др.),

Теоретической основой исследования являются научные положения о применении информационных технологий в образовании (Б.С. Гершунский, А.П. Ершов, Е.И. Машбиц, В.М. Монахов), концепции организации обучения с применением информационно-дидактических средств (А.И. Архипова, С.П. Грушевский, И.В. Роберт Е.С. Полат и др.), компетентностный подход к подготовке учителя (В.П. Бедерханова, Н.В. Кузьмина, Н.Л. Стефанова, А.В. Хуторской и др.).

Организация исследования. Исследование осуществлено по этапам:

На первом этапе (2000–2002 гг.) – изучение психолого-педагогической, специальной, научной литературы, выявление педагогических, дидактических возможностей математических инструментальных сред, накопление эмпирического материала в процессе преподавания компьютерных наук, изучение опыта применения информационных технологий обучения в сфере профессионального образования. В процессе теоретического анализа определены исходные параметры, понятийный аппарат и методика исследования.

На втором этапе (2002–2004 гг.) были разработаны модель обучения будущих учителей математики, физики и информатики технологии конструирования электронных учебных материалов и программно-методический комплекс для обучения созданию электронных учебных материалов, который включает программу курса обучения; систему электронных учебных материалов; учебно-методическое пособие. Проведены констатирующий и формирующий этапы эксперимента.

На третьем этапе (2005-2006 гг.) была осуществлена качественная и статистическая обработка экспериментальных данных, обобщены полученные результаты, подведены итоги исследования.

Научная новизна исследования заключается в следующем:

Обоснована методическая целесообразность создания комплекса электронных учебных материалов со специфическими педагогическими свойствами: возможностью создания наборов практических заданий по различным предметным областям естественно-математического цикла посредством инвариантного программного компонента с функцией генерации заданий, что обеспечивает условия для дифференциации и индивидуализации обучения студентов и учителей, а также для реализации задачи информатизации педагогического образования, ориентирующей педагогов на создание нового учебно-методического обеспечения с компьютерной поддержкой.

Поставлена и решена проблема дидактической разработки и применения электронных учебных материалов на основе математических инструментальных сред в профессиональной подготовке учителей математики, физики и информатики, предложен и обоснован подход к формированию профессиональных умений студентов, реализуемый в процессе самостоятельной разработки электронных учебных материалов.

Выявлены дидактические возможности использования математической инструментальной среды MathCAD как средства формирования профессиональных умений студентов – будущих учителей математики и информатики.

Теоретически обоснована и разработана дидактическая модель обучения студентов конструированию электронных учебных материалов средствами математических инструментальных сред, позволяющая формировать профессионально значимые умения будущих учителей математики и информатики.

Раскрыты основные дидактические компоненты созданного программно-методического комплекса обучения студентов конструированию электронных учебных материалов, обеспечивающего их профессиональное формирование.

Теоретическая значимость исследования состоит в том, что расширена область использования математических инструментальных сред в процессе профессиональной подготовки учителей математики и информатики за счет того, что:

обобщены и описаны основные научные подходы к рассмотрению возможностей использования математических и информационных продуктов в формировании профессиональных умений студентов;

выявлены основные направления совершенствования профессиональной педагогической подготовки в процессе обучения самостоятельному конструированию электронных учебных материалов;

разработана технология обучения студентов – будущих учителей математики, информатики и физики конструированию электронных учебных материалов с использованием математических инструментальных сред;

изучено влияние дидактического процесса конструирования электронных учебных материалов на формирование профессионально значимых качеств учителей математики, информатики и физики.

Практическая значимость исследования определяется использованием полученных результатов в научно обоснованной организации процесса формирования профессионально-значимых умений студентов – будущих учителей математики, физики и информатики, обеспеченной программой, учебно-практическими и методическими материалами, учебно-методическим пособием по конструированию электронных дидактических материалов в среде MathCAD. Результаты исследования могут быть использованы в профессиональной подготовке, в системе повышения квалификации учителей математики и информатики. Разработанные материалы включены в состав учебно-информационного комплекса по математическому анализу и размещены на сайте mschool.kubsu.

Достоверность и надежность полученных результатов исследования обеспечиваются анализом научных работ по проблемам исследования, выбором схемы эксперимента, адекватной его задачам, обоснованностью выбранных методологических позиций, результатами практического использования разработанного дидактического обеспечения в работе со студентами и учителями математики и информатики, положительным итогом проведенного педагогического эксперимента.

На защиту выносятся следующие положения:

Одним из эффективных средств информатизации педагогического образования является комплекс электронных учебных материалов, обеспечивающих возможность создания практических заданий по различным предметным областям, модифицируемых по форме представления дидактической информации и по выполняемым в учебном процессе педагогическим функциям.

Конструирование электронных учебных материалов по математике, физике, информатике осуществляется на основе математических инструментальных сред (MathCAD и др.), характеризующихся необходимыми дидактическими функциями: информативностью – возможностью представления информации в различных формах; динамичностью – демонстрацией анимаций и движений изучаемых объектов; вариативностью – генерацией индивидуальных заданий; интерактивностью – возможностью изменять параметры объекта и оперативно получать результат.

Структура модели конструирования электронных учебных материалов отражает учебные цели, принципы отбора содержания, методы обучения, типы практических заданий и как составляющие включает в себя: типовые структурные элементы комплекса электронных учебных материалов (теоретический, справочный и демонстрационный разделы, тренажеры, блоки генерации параметров и обратной связи); виды программных документов (файлы освоения теории, решения задач, генерации заданий, параметров и ответов). Конкретизация составляющих модели интегративно представлена технологией конструирования электронных учебных материалов для изучения математики, физики, информатики.

Методика обучения педагогов конструированию электронных учебных материалов реализуется двумя этапами: теоретическим – моделированием учебного процесса, практическим – выполнением индивидуальных проектов по созданию ЭУМ. На первом этапе обосновываются цели обучения – формирование знаний о педагогическом проектировании электронных ресурсов и умений создавать новые программные продукты; выполняются трансформация содержания для его представления в электронной форме, выбор частнодидактических методов обучения (открытых программ, проектов, динамических моделей); планируются формы учебной деятельности, традиционные и компьютерные средства обучения.

Обучение студентов конструированию электронных учебных материалов на основе математических инструментальных сред стимулирует формирование дидактической компетентности, что выражается в умениях выполнять педагогическое проектирование; отбирать учебный материал, выбирать формы представления учебного материала; предметной компетентности, что выражается в умениях подготовить учебно-тренировочные задачи, выполнять параметризацию заданий; информационной компетентности, которая проявляется в умениях создавать текстовые, графические области, сохранять параметры и считывать их из внешних файлов, использовать объектную связь MathCAD с офисными приложениями, что в комплексе создает условия для развития профессионально-личностных качеств будущего учителя.

Личный вклад автора определяется самостоятельным теоретическим анализом общих позиций по проблемам использования информационных программных средств в обучении студентов – будущих учителей математики, физики и информатики, разработкой новых приемов конструирования электронных учебных материалов, созданием технологии, программ и методики обучения студентов самостоятельному конструированию электронных материалов, непосредственным осуществлением эксперимента, формированием у студентов нового самооценочного представления о важных в педагогической деятельности профессиональных умениях.

Апробация и внедрение результатов исследования. Основные результаты исследования апробированы на кафедре информационных образовательных технологий Кубанского государственного университета, на международных научных конференциях «Герценовские чтения» (Санкт-Петербург, 2003, 2004, 2006 гг.), на пятой Международной конференции «Системы компьютерной математики и их приложения» (Смоленск, 2004 г.), на шестой Международной научно-методической конференции «Проектирование инновационных процессов в социокультурной и образовательной сферах» (Сочи, 2003 г.).

Разработанная система учебных лабораторных работ и учебно-методическое пособие внедрены в учебный процесс на математическом и физико-техническом факультетах Кубанского государственного университета, на математическом факультете Армавирского государственного педагогического университета, на курсах повышения квалификации учителей математики и информатики Краснодарского края, проводимых институтом переподготовки и повышения квалификации Кубанского государственного университета.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, библиографического списка и шести приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснован выбор темы исследования, его актуальность, определены цель, предмет и объект, гипотеза, задачи, методологическая основа, этапы и методы исследования, сформулированы положения, выносимые на защиту, научная новизна исследования, теоретическая и практическая значимость работы, приведены сведения об апробации ее результатов.

В первой главе «Теоретические аспекты использования математических инструментальных сред в процессе подготовки учителей физико-математических специальностей» рассмотрены общие вопросы информатизации высшей школы на современном этапе, проанализированы существующие определения информационных технологий обучения, приведена классификация педагогических программных средств на основе различных признаков. Исследуется роль и место математических инструментальных сред (Derive, Maple, MathCAD, Mathematica) в учебном процессе, а также проблема формирования профессионально значимых качеств учителя при применении таких сред.

Использование математических пакетов в профессиональном обучении как одно из направлений информатизации образования находится в центре внимания таких современных педагогов, как В.П. Дьяконов, А.И. Плис, Н.А. Сливина, Т.В. Капустина, Т.Г. Везиров и определяется изначальным предназначением в качестве средств для выполнения математических расчетов, обладающих мощными вычислительными и графическими возможностями. В этом направлении выполнены диссертационные исследования А.Ш. Бакмаева, С.А. Дьяченко, Т.K. Ниренбург, У.В. Плясуновой, А.А. Смирнова.

Проблема использования МИС как эффективного средства обучения требует выявления их дидактических свойств и функций. Под дидактическими понимаются такие свойства средства обучения, которые могут

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Похожие рефераты: