Использование компьютерных математических пакетов для развития умений информационного моделирования в учебно-исследовательской деятельности старшеклассников

Как показывает анализ опыта работы педагогов с учащимися общеобразовательных учреждений в системе непрерывного образования, результаты профильного собеседования с абитуриентами и наблюдения за адаптацией первокурсников, общее состояние информационной культуры учащейся молодежи не может быть признано удовлетворительным. Как правило, выпускники средних общеобразовательных учреждений, оказываются беспомощными при решении типовых информационных задач: не знают состава библиотечных каталогов и картотек, не представляют их специфические особенности при поиске информации, не знакомы с алгоритмами решения поисковых задач, не владеют методикой выполнения информационных запросов, не умеют грамотно оформить результаты поиска. Самым тревожным симптомом, характеризующим низкий уровень информационной культуры школьников, является то, что они не осознают своей некомпетентности в области информационной деятельности. Они не представляют ценности специальных знаний и умений в области информационного самообслуживания, не представляют, какую реальную помощь эти знания и умения могут оказать им в различных сферах практической деятельности: учебной, научно-исследовательской, самообразовательной, досуговой и другой. Отсутствие целостной концепции формирования информационной культуры личности, а также глобальность задачи подготовки молодого поколения к жизни в информационном обществе придают проблеме формирования информационной культуры молодежи - той социальной группы, с которой общество связывает перспективы своего развития, свое будущее, - общегосударственное значение. Возникает весьма масштабная задача - подготовить потребителя информации, способного не только ориентироваться в потоке информации, но и продуктивно использовать полученные знания и информацию, как в личных, так и в социально значимых целях, включая совершенствование профессиональной деятельности, развитие науки, техники, культуры, образования.

На основании теоретического осмысления феномена информационной культуры, изучения мирового и отечественного опыта формирования информационной культуры личности, в результате исследования состояния информационной культуры различных категорий потребителей информации была сформулирована концепция развития системы информационного образования за счет внедрения в образовательных учреждениях всех уровней интегративного учебного курса "Основы информационной культуры" с предварительной разработкой соответствующего учебно-методического обеспечения, изданием учебной литературы и подготовкой педагогических кадров.

Эффективность использования разработанных учебных программ в практике работы образовательных учреждений зависит от выполнения следующих условий:

В учебные планы общеобразовательных учреждений всех типов должна быть введена специальная учебная дисциплина "Основы информационной культуры", призванная сформировать у школьников целостную систему знаний и умений в области информационного самообеспечения. Данная учебная дисциплина должна получить статус обязательной в структуре учебных планов.

Внедрение курса "Основы информационной культуры" требует создания комплекта учебно-программных и учебно-методических материалов, рассчитанных как на учителей, так и на учащихся. Этот комплект должен включать учебное пособие для изучения содержательной (теоретической) части входящих в программу разделов, тем; комплекс заданий, упражнений, практикумов, тренингов, деловых игр и т.п., направленных на выработку практических умений и навыков по курсу; средства компьютерной поддержки изучения теоретической и практической частей учебного материала; средства контроля (тестирования) степени усвоения обучаемым учебного материала.

Формирование знаний и умений учащихся в области новых информационных технологий как неотъемлемой части информационной культуры может быть реализовано только при создании особой образовательной среды в виде системы компьютерных классов различного профиля. Такие компьютерные классы должны позволять не только формировать общие представления о возможностях персональных компьютеров, но и обеспечивать надежные знания и умения в области обработки текстовой, табличной, графической информации, а также сетевых информационных технологий, в частности, с использованием Интернета. Организация подготовки школьников в области новых информационных технологий требует согласования на уровне государственных стандартов содержания курсов "Основы информационной культуры" и "Основы информатики".

Успешность внедрения курса "Основы информационной культуры" в практику работы общеобразовательных учреждений существенным образом зависит от уровня организации специальной подготовки педагогов, способных на профессиональной основе вести занятия с различными категориями обучаемых. Необходимость организации специальной подготовки педагогических кадров по информационной культуре подтверждается данными, полученными в ходе проведенного социологического опроса учителей и библиотекарей. Как показывает анализ результатов самооценки школьных учителей и библиотекарей, уровень их информационной культуры определяется как поверхностный. Так оценили свой уровень информационной культуры более 90% опрошенных. При этом абсолютное большинство анкетируемых убеждено в необходимости развертывания специальной подготовки преподавателей "Основ информационной культуры" на базе средних и высших учебных заведений [8].

В соответствии с проектом Государственного образовательного стандарта РФ по информатике, общими целями и задачами факультативов является формирование основ научного мировоззрения школьников, развитие мышления и их творческих способностей, а также подготовка к жизни и деятельности в информационном обществе.

Для успешного решения этих задач при обучении необходимо, чтобы они соответствовали возрастным и индивидуальным особенностям развития школьников, только в случае, когда учащийся понимает и принимает цели обучения являясь активным участником процесса обучения, можно добиться успеха в достижении целей обучения. Следовательно, необходимо рассмотреть возрастные и индивидуальные особенности детей старшего школьного возраста.

Старший школьный возраст, или, как называют ранняя юность, охватывает период развития человека от 15 до 17 лет. В этот период завершается подготовка к самостоятельной жизни, формирование ценностей, мировоззрения, выбор профессиональной деятельности и утверждение гражданской значимости личности. В результате и под воздействием этих социальных личностных факторов перестраивается вся система отношений учащихся с окружающими их людьми и изменяется их отношение к себе. Из-за этой социальной позиции изменяется их отношение к школе, общественно полезной деятельности и учебе, устанавливается определенная взаимосвязь между интересами будущей профессии, учебными интересами и мотивами поведения.

Учебная деятельность старших школьников значительно отличается по характеру и содержанию от учебной деятельности подростков. Дело не только в том, что углубляется содержание обучения. Основное отличие в том, что учебная деятельность старшеклассников предъявляет гораздо высокие требования к их умственной активности и самостоятельности. Для того, чтобы глубоко усваивать программный материал, необходим достаточно высокий уровень развития обобщающего понятийного мышления. Трудности, которые испытывает в процессе обучения школьников, прежде всего, связаны с неумением учиться в этих новых условиях, а не с нежеланием учиться.

Что касается отношения старших школьников к учению, то и здесь наблюдается определенные сдвиги. Ученики взрослеют, обогащается их опыт, они сознают, что стоят на пороге самостоятельной жизни. Растет их сознательное отношение к учебе. Учение приобретает непосредственный жизненный смысл, так как старшеклассники отчетливо осознают, что необходимым условием полноценного участия в будущей трудовой жизни общества является наличный фонд знаний, умений и навыков, полученное в школе умение самостоятельно приобретать знания. Характеризуя интересы старшего школьника, прежде всего надо сказать, что в этом возрасте юноши и девушки уже определяют свой специфический устойчивый интерес к той или иной науке, отрасли знания, области деятельности. Такой интерес в старшем школьном возрасте приводит к формированию познавательно-профессиональной направленности личности, определяет выбор профессии. Все это представляет оптимистические возможности для развития способностей старшеклассников.

Развитие познавательных интересов, рост созидательного отношения к ученику стимулирует дальнейшее развитие произвольности познавательных процессов, умение управлять ими, сознательно регулировать их. В период старшего школьного возраста учащиеся полностью овладевают своими познавательными процессами (восприятием, памятью, воображением, а также вниманием), подчиняя их организацию определенным задачам жизни и деятельности. Под влияние специфической для школьника организации учебной деятельности существенно изменяется мыслительная деятельность, характер их умственной работы. Большое значение имеют уроки типа лекций, самостоятельное выполнение лабораторных работ, все чаще и чаще учащимся приходится самостоятельно разбираться в изучаемом материале.

Мыслительная деятельность старших школьников характеризуется по сравнению со школьниками среднего звена более высоким уровнем обобщения и абстрагирования, нарастающей тенденцией к причинному объяснению явлений, умений аргументировать суждения, доказать истинность или ложность отдельных положений, делать глубокими выводы и обобщения, связывать изучаемое в систему. Развивается критичность мышления. Все это предпосылки формирования теоретического мышления, способности к познанию общих законов окружающего мира, законов природы и общественного развития.

Для юности характерна устремленность в будущее. В этот период уже создан необходимый жизненный план - решено кем быть (профессиональное самоопределение) и каким быть (личностное или моральное самоопределение). Планы сводятся к намерению учиться, заниматься в будущем интересной работой, иметь друзей и много путешествовать. Старшеклассник уже не просто представляет себе свое будущее в общих чертах, как младший школьник, а осознает способы достижения поставленной жизненной цели.

Самоопределение, как профессиональное, так и личное, становится центром новообразования юности. Это новая внутренняя позиция, включающая осознание себя как члена общества, принятия своего места в нем. Существенной особенностью учащихся является обостренность их сознания и чувства, в связи с жизненным самоопределением и выбором профессии, поэтому необходимо оказывать учащимся действенную помощь в формировании их жизненных планов, проводить содержательную профориентацию. Юношеский возраст можно считать благоприятным для формирования профессионально ориентированных знаний, умений и навыков. Ни в одном другом возрасте они не развиваются с такой легкостью и быстротой и так надолго не закрепляются в памяти, как в студенческие годы. Таковы основные возрастные и индивидуальные особенности учащихся.

Задача состоит в том, чтобы более эффективно использовать эти особенности в обучении и развитии учащихся. И эта задача с успехом может быть решена за счет факультатива. Методы, которые учащиеся усвоят на факультативе обязательно будет использоваться позднее при решении самых разнообразных жизненных и профессиональных задач.

ГЛАВА 2

ИНФОРМАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ШКОЛЬНИКОВ

§ 2.1 Психолого-педагогические аспекты обучения

Предмет психологии воспитания и обучения. Воспитание и обучение входят в содержание педагогической деятельности. Воспитание представляет собой процесс организованного и целенаправленного воздействия на личность и поведение ребенка, а обучение - процесс, основная цель которого состоит в развитии его способностей. Воспитание и обучение представляют собой разные, но взаимосвязанные стороны единой педагогической деятельности, и обе они в действительности практически всегда реализуются совместно, так что отделить обучение от воспитания, как процессы и результаты, не представляется возможным. Воспитывая ребенка, мы всегда его чему-то обучаем, а занимаясь обучением, одновременно и воспитываем.

Тем не менее оба процесса в аналитических целях в педагогической психологии обычно рассматриваются отдельно, так как они по своим целям, содержанию/методам, ведущим видам реализующей активности различны. Воспитание осуществляется в основном как межличностное общение людей и преследует цель развития мировоззрения, морали, мотивации и характера личности, формирования черт личности и человеческих поступков, в то время как учение, реализуясь через различные виды предметной теоретической и практической деятельности, ориентировано в конечном счете на интеллектуальное и когнитивное развитие ребенка. Различны, как правило, методы обучения и воспитания. Обучение имеет дело с познавательными процессами ребенка, а воспитание - с чувственными и межличностными отношениями. Методы обучения включают в себя приемы передачи знаний от одного человека к другому а также формирование у обучаемого умений и навыков, в то время как методы воспитания касаются передачи социальных ценностей и социальных установок, а также чувств, норм и правил поведения.

Методы обучения основаны на восприятии и понимании человеком предметного мира, материальной культуры, а методы воспитания - на восприятии и понимании человека человеком, человеческой морали и духовной культуры.

Воспитание и обучение человека в той или иной степени являются предметом исследования в разных науках: философии, социологии, истории, педагогике, психологии. В философской литературе вопросы воспитания рассматриваются под углом зрения становления в человеке собственно человеческих черт, здесь выясняется место системы воспитания и обучения в обществе. Социологические аспекты образования охватывают структуру и содержание деятельности различных социальных групп и институтов, которые выполняют воспитательные и обучающие функции и являются частью системы образования.

Историческая проблематика образования охватывает обновление и преобразование учебно-воспитательных институтов, содержания и методов обучения и воспитания в различные доисторические эпохи. Но более всего, конечно, с проблематикой обучения и воспитания связаны педагогика и психология. Педагогика традиционно рассматривает цели и задачи обучения и воспитания, его средства и методы, способы их реализации на практике. Воспитателем и ребенком, то в педагогике они редко становятся предметом специального внимательного и детального изучения. Учащегося, межличностные аспекты образования скорее в сферу интересов педагогических психологов, имеющих дело с психологическими аспектами обучения и воспитания детей. В психологических аспектах образования заключены восприятие детьми разного возраста учебно-воспитательный воздействий соответствие этих воздействий законам развития интеллекта ребенка, установление оптимальных взаимоотношений между воспитателями и воспитанниками, учителями и учащимися.

Особое внимание при изучении процессов обучения и воспитания психологи обращают на содержание учебных предметов и цели воспитательных воздействий с точки зрения эффективности и возможностей их достижения. Психологов интересует развивающий эффект любого обучения и воспитания. Опираясь на данные психолог устанавливает, что, как и в какой последователь необходимо передавать детям, чтобы максимизировать развивав учебно-воспитательный результат. Эту задачу решают, в частности психологические теории и концепции. Важным психолого-педагогическим аспектом обучения и воспитания является правильная оценка его результатов, определение того, что и насколько действительно изменилось у ребенка под влиянием применяемых методов, содержания и средств обучения и воспитания. Это связано с той областью психолого-педагогических исследований, которая касается психодиагностики.

В жизни воспитание должно иметь приоритет или по крайней мере идти в ногу с обучением, так как в ходе воспитания у ребенка складываются те черты личности, мотивы, интересы, потребности, без которых успешное обучение невозможно. Это, например, ответственность, аккуратность, работоспособность. Многие из проблем, с которыми сталкивается школа в обучении детей, связаны с недостаточной личностной развитостью детей, т. е. их воспитанностью. Те дети, которые плохо учатся, часто личностно-психологически не подготовлены к сознательному обучению, но не страдают отсутствием необходимых интелектуально-познавательных задатков или способностей.

Одной из важнейших задач педагогической психологии становится определения тех качеств личности ребенка, от наличия которых непосредственно зависят успехи в обучении, и разработка средств и методов их воспитания через опережающее личностное развитие. Особую область исследований в педагогической психологии составляет психология учителя. Здесь речь идет о том, какими общими и специфическими профессиональными качествами должны обладать педагоги для того, чтобы хорошо обучать детей и чтобы на их личном примере могли развиваться как личности дети.

Специальную тему внутри этой проблематики составляют содержание и методы психологической подготовки педагогов в высших учебных заведениях, а также родителей и руководителей образования в системе психолого-педагогического всеобуча. Частный, но важный профессиональный отбор кандидатов на должность учителя или воспитателя, определение тех индивидуальных качеств личности, которые должны способствовать успешности педагогикой деятельности или, напротив, препятствовать ей, служить показанием к занятиям педагогической работой. Здесь речь идет о построении профессиограммы учителя и воспитателя, что входит в сферу интересов педагогических психологов. - одна задача этой области знаний состоит в том, чтобы развивать научные основы повышения квалификации и переподготовки педагогических кадров по наиболее перспективным направлениям науки и практики. Педагогическое учебное заведение обычно дают знания, умения и навыки, соответствующие современному уровню развития общества. В настоящее время в связи с чрезвычайно быстрыми темпами научно-технического прогресса примерно через каждые пять лет и требуют обновления. Это касается и психолого-педагогических знаний.

Учитель должен уметь правильно оценивать достижения детей и реагировать на их успехи и неудачи таким образом, чтобы спровоцировать ребенка к психологическому развитию, к достижению дальнейших успехов и избеганию возможных неудач. Соответствующие знания, умения и навыки объединяются понятием «педагогическая оценка», разработка психологических основ которой также ведется в сферу педагогической психологии. Здесь, в частность рассматриваются такие вопросы, как разница между отметкой и оценкой, а также возрастные и ситуативно-специфические способа педагогического оценивания детей.

Проблемы педагогической психологии. Рассмотрим проблемы психологии обучения и воспитания детей. Одной из важнейших проблем в развитии детей является проблема хождения и максимально возможного использования для каждого сензитивного периода в жизни ребенка. Проблема этого вопроса состоит в том, что нам, во-первых, не известны сензитивные периоды развития интеллекта и личности ребенка начало, длительность и конец. Во-вторых, в жизни каждого они, по-видимому, индивидуально своеобразны, наступают в разное время и протекают по-разному. Трудности, связанные с педагогическим решением этой проблемы, состоят в том., чтобы точно определить признаки начала сензитивного периода также комплексы психологических качеств ребенка, которые могут формироваться и развиваться в пределах того или иного о периода. Можно предположить, что для большинства свойств и поведенческих особенностей ребенка в течение жизни наступает не один, а несколько сензитивных периодов. индивидуально изучая детей, необходимо, кроме того, научиться прогнозировать наступление различных сензитивных периодов развития. В педагогической психологии наших дней по большинству названных вопросов нет однозначного и вполне удовлетворительного ответа.

Другая проблема, которая давно привлекает внимание педагогических психологов и которую на протяжении нескольких ближайших десятков прошлых лет с различной степенью успешности обсуждают специалисты из разных стран, касается связи, существующей между сознательно организуемым педагогическим воздействием на ребенка и его психологическим развитием. Ведет ли обучение и воспитание развитие за собой, или ребенок приобретает в результате него только определенный комплекс знаний, умений и навыков, которые не определяют собой ни его интеллектуальное, ни моральное развитие? Всякое ли обучение способствует развитию или только проблемное и так называемое развивающее? Как связаны между собой биологическое созревание организма, обучение и развитие ребенка? Влияет ли обучение на созревание, и если да, то до каких пределов, затрагивает ли это влияние принципиальное решение вопроса о соотношении обучения и развития? Вот лишь некоторые вопросы, входящие в состав обсуждаемой проблемы.

Третья из проблем касается общего и возрастного сочетания обучения и воспитания. Каждый возраст ребенка открывает свои возможности для его интеллектуального и личностного роста. Одинаковы ли они для всех детей и как оптимальным образом использовать эти возможности? Чему отдать приоритет в каждый конкретный период жизни ребенка - обучению или воспитанию - и как определить, в чем в данный момент его жизни ребенок более всего нуждается: в когнитивно-интеллектуальном или личностном развитии? Наконец, каким образом в едином педагогическом процессе объединить воспитательные и обучающие воздействия для того, чтобы они взаимодополняли друг друга и совместно стимулировали развитие? Это еще один логически объединенный единой проблемой комплекс вопросов, не имеющих пока окончательного решения.

Даже если представить себе, что первые три из названных проблем уже решены более или менее удовлетворительно, то остаются многие другие. В качестве, например, четвертой проблемы можно назвать проблему системного характера развития ребенка и комплексности педагогических воздействий. Она имеет прежде всего теоретический интерес, но от нахождения правильного решения данной проблемы прямо зависит и практика. Суть данной проблемы заключается в том, чтобы представить развитие ребенка как прогрессивное преобразование множества его когнитивных и личностных качеств, каждое из которых можно развивать отдельно, но развитие каждого сказывается на становлении множества других свойств свою очередь зависит от них. По каким законам развивается система психологических качеств ребенка и в чем состоят ключевые действия на нее - такие, от которых зависит переход системы в новое качество, на более высокий уровень системного развития. Поиск решения данной проблемы предполагает не только знание психологии, но и обращение к общей теории систем.

Еще одна психолого-педагогическая проблема - это проблема обеспечения индивидуализации обучения. Под ней понимается необходимость научно обоснованного разделения детей по группам. На основе имеющихся у них задатков и способностей и применения к каждому ребенку таких программ и методов обучения или воспитания, которые лучше всего подходят к его индивидуальным особенностям.

В последние годы в педагогической психологии стали широко пользоваться новыми терминами, заимствованными из области социальных наук. Среди них - понятия социальной адаптации и реабилитации. Речь в них идет о приспособлении детей, которые в силу каких-либо причин оказались социально изолированными и не готовы и к нормальной жизни среди людей, к общению и взаимодействию между ними на личностном и деловом уровнях. Среди них, например, годятся ли дети, которые много болели, длительное время жили в специальных учреждениях (детские дома), обучались в специальных учебных заведениях. Под социальной реабилитацией имеется в виду восстановление нарушенных социальных связей, чтобы они могли успешно учиться и развиваться как все нормальные дети в общении и взаимодействии с окружающими людьми.

Решение перечисленных психолого-педагогических проблем требует от учителя или воспитателя высокой профессиональной квалификации, немалую часть которой составляют психологические знания, умения и навыки.

Методы педагогической психологии. В педагогической психологии используются все те методы которые есть в общей, возрастной и многих других отраслях психологии: наблюдение, устный и письменный опросы, эксперимент но только здесь они применяются с учетом возраста детей и психолого-педагогических проблем, в контексте которых возни необходимость обращения к ним. Вносимые в эти методы измену когда они используются в педагогической психологии, касаются возможности оценки с их помощью наличного уровня воспитанности и обученности ребенка или тех изменений, которые происходят в психологии и поведении под влиянием обучения и воспитания. Педагогическое наблюдение, к примеру, может быть направлено на то чтобы определить умение ребенка правильно вести себя в различных ситуациях, а также его способность примени практике имеющиеся знания и навыки при решении разнообразных жизненных задач. При изучении детей более старшего возраста, подростков и юношей - этой же цели могут служить письмо опрос, тестирование, а при исследовании дошкольников и младших школьников - устное интервью.

Кроме общих методов, в педагогической психологии есть специальные методы. К ним относится, например, психолого-педагогический эксперимент, предназначенный для определения степени обученности, воспитанности ребенка. Психолого-педагогический эксперимент представляет собой такое исследование, которое задумано для установления необходимого эффекта или иных педагогических воздействий на ребенка. В таком исследовании обычно применяется и психолого-педагогическое тестирование для точной оценки результатов педагогических воздействий.

Все методы, используемые в педагогической психологии, делятся на организационные, процедурные и оценочные; а также сбора и обработки данных. Организационные методы касаются, содержания, структуры и организации проводимых исследований, их состава и подготовки. Процедурные методы касаются форм организации проводимого исследование в целом и его отдельных частях. Оценочные включают в себя способы психолого-педагогической интерпретации результатов исследования, в частности определения типологических и поведенческих характеристик детей, принимавших участие в данном исследовании. Под методами сбора и обработки данных понимаются такие, с помощью которых в исследовании собирается необходимая информация об испытуемых. Наконец, методами работки данных называются те, которые служат цели преобразования полученных первичных качественных и количественных результатов исследования в такие, из которых непосредственно следуют еретические и практические психолого-педагогические выводы и рекомендации.

Особая роль в педагогической психологии отводится эксперименту поскольку в нем проверяются гипотезы научного характера, позволяющие получать достоверные психолого-педагогические знания и отрабатываются приемы и методы, с помощью которых оказываются различные психолого-педагогические воздействия. От правильной организации и проведения психолого-педагогического эксперимента зависят судьба и эффективность тех рекомендаций, которые кладутся в основу системы обучения и воспитания детей. Для того чтобы психолого-педагогический эксперимент давал достоверные знания, необходимо, чтобы он отвечал ряду требований. Во-первых, должна быть заранее продумана логика организации эксперимента, рассчитанная на то, чтобы не совершить ошибки в выводах. Во-вторых, особые требования в психолого-педагогических. следованиях предъявляются к тестам и к другим психодиагностическим методикам. Они должны быть достаточно проверенными годами исследования и адаптированными к возрасту детей.

§ 2.2 Учебно-исследовательская деятельность школьников

Совершенствование учебного процесса идет сегодня в направлении увеличения активных методов обучения, обеспечивающих глубокое проникновение в сущность изучаемой проблемы, повышающих личное участие каждого обучающегося и его интерес к учению.

Исследовательская деятельность является одной из форм творческой деятельности, поэтому ее следует рассматривать в качестве составной части проблемы развития творческих способностей учащихся. Интеллектуальное и нравственное развитие человека на основе вовлечения его в разнообразную самостоятельную деятельность в различных областях знаний можно рассматривать как стратегическое направление развития образования.

Развитие личности учащегося, его интеллекта, чувств, воли осуществляется лишь в активной деятельности. Человеческая психика не только проявляется, но и формируется в деятельности, и вне деятельности она развиваться не может. В форме нейтрально-пассивного восприятия нельзя сформировать ни прочных знаний, ни глубоких убеждений, ни гибких умений.

Способность учащихся к творческой (а значит, и к исследовательской) деятельности эффективно развивается в процессе их целесообразно организованной деятельности под руководством учителя.

Под творческой деятельностью обучающегося можно понимать всякую деятельность, которая осуществляется не по заранее заданному алгоритму, а на основе самоорганизации, способности самостоятельно планировать свою деятельность, осуществлять самоконтроль, перестройку своих действий в зависимости от возникшей ситуации, способность пересмотреть и, если необходимо, изменить свои представления об объектах, включенных в деятельность.

Нужно создавать условия, способствующие возникновению у учащихся познавательной потребности в приобретении знаний, в овладении способами их использования и влияющие на формирование умений и навыков творческой деятельности.

К чертам творческой деятельности личности можно отнести: логическое мышление, чувство новизны, целенаправленность действий, лаконизм, способность рассматривать явления и процессы с новых точек зрения и сближать отдельные области знаний, полноценность аргументации, способность чувствовать нечеткость рассуждений и т.д.

Развитие мышления учащихся может идти не только путем овладения специальными знаниями различных предметов, но и путем развития способностей к самостоятельной мыслительной деятельности.

Успех исследовательской деятельности учащихся в основном обеспечивается правильным планированием видов и форм заданий, использованием эффективных систем заданий, а также умелым руководством учителя этой деятельностью.

Раскрывая роль учителя в организации учебного исследования, отметим следующую систему его действий:

· умение выбрать нужный уровень проведения учебного исследования в зависимости от уровня развития мышления учащегося;

· умение сочетать индивидуальные и коллективные формы проведения исследований на уроке;

· умение формировать проблемные ситуации в зависимости от уровня учебного исследования, его места в структуре урока и от цели урока.

Учитель должен выступать не столько в роли интерпретатора науки и носителя новой информации, сколько умелым организатором систематической самостоятельной поисковой деятельности учащихся по получению знаний, приобретению умений и навыков и усвоению способов умственной деятельности.

В процессе исследовательской деятельности учащиеся овладевают некоторыми навыками наблюдения, экспериментирования, сопоставления и обобщения фактов, делают определенные выводы. Необходимо создавать условия, способствующие возникновению у учащихся познавательной потребности в приобретении знаний, в овладении способами их использования и влияющие на формирование умений и навыков творческой деятельности.

Развивающая функция исследовательской деятельности заключается в том, что в процессе ее выполнения происходит усвоение методов и стиля мышления, воспитание осознанного отношения к своему опыту, формирование черт творческой деятельности и познавательного интереса[36].

Мотивом учебного исследования может служить интерес, внутреннее противоречие, вызывающее потребность, стремление школьника к исследованию неопределенности, содержащей знания, неизвестные учащемуся. При этом проблемная ситуация является условием возникновения у субъекта деятельности внутреннего противоречия. Фиксация проблемной ситуации (вычленение основного противоречия) заканчивается формулированием проблемы - цели исследования.

Особую роль в интеллектуальном развитии учащихся играет их исследовательская деятельность, непосредственно связанная с усвоением знаний. Поэтому успешное решение стоящих перед школой задач возможно посредством приобщения учащихся к исследовательской деятельности и развития способностей к ней в процессе обучения.

Основными признаками учебного исследования являются:

а) постановка познавательной проблемы и цели исследования;

б) самостоятельное выполнение обучающимися поисковой работы;

в) направленность учебного исследования обучающихся на получение новых для себя знаний;

г) направленность учебного исследования на реализацию дидактических, развивающих и воспитательных целей обучения.

Сейчас, когда предметно-ориентированная парадигма образования сменяется на личностно-ориентированную, следует понять роль учащегося, его главную задачу в получении не только знаний о существующих зависимостях в окружающем мире и описываемых информационными моделями, но и в овладении методологией творческого поиска.

Для раскрытия сущности понятия учебного исследования можно выделить его характерные признаки:

1. учебное исследование - это процесс поисковой познавательной деятельности (изучение, выявление, установление чего-либо и т.д.);

2. учебное исследование всегда направлено на получение новых знаний, то есть исследование всегда начинается с потребности узнать что-либо новое;

3. учебное исследование предполагает самостоятельность учащихся при выполнении задания;

4. учебное исследование должно быть направлено на реализацию дидактических целей обучения.

Учебные исследования создают своего рода платформу для активной мыслительной деятельности учащихся. В таком случае важна не только работа учащихся, но и то, каким образом они приобретаются.

Учебное исследование как метод обучения не только формирует, развивает мышление учащихся, но и способствует формированию высшего типа мышления - творческого мышления, без которого немыслима творческая деятельность [36, 11].

Анализ понятий учебного познания и учебной деятельности позволяет заключить, что для организации учебно-воспитательного процесса на основе исследовательской деятельности учащихся учебная и исследовательская деятельность должны рассматриваться как единая учебно-исследовательская деятельность.

Под учебно-исследовательской деятельностью учащихся понимается учебная деятельность по приобретению практических и теоретических знаний с преимущественно самостоятельным применением научных методов познания, что является условием и средством развития у обучающихся творческих исследовательских умений.

Структуру учебно-исследовательской деятельности определяют следующие компоненты: учебно-исследовательская задача, учебно-исследовательские действия и операции, действия контроля и оценки [12].

Содержанием учебно-исследовательской деятельности являются общие способы учебных и исследовательских действий, направленные на решение конкретно практических и теоретических задач.

Учебно-исследовательская деятельность - это процесс решения поставленной проблемы на основе самостоятельного поиска теоретических знаний; предвиденье и прогнозирование как результатов решения, так и способов и процессов деятельности.

К факторам, способствующим формированию учебно-исследовательской деятельности учащихся, можно отнести следующие:

· личностно-ориентированный подход к обучению;

· ориентация на продуктивное достижение результата;

· проблемное обучение как инструмент развития опыта творческой деятельности;

· оптимальное сочетание логических и эвристических методов решения задач;

· креативная организация учебного процесса, максимальное насыщение его творческими ситуациями;

· создание ситуации совместной поисковой деятельности;

· детализация учебного процесса;

· создание психологической атмосферы, оптимальных условий для творческой деятельности.

Условиями, способствующими активизации учебно-исследовательской деятельности учащихся, являются:

· доброжелательная атмосфера в коллективе;

· сочетание индивидуальных и коллективных форм обучения;

· структурирование учебного материала по принципу нарастания познавательной трудности учебной работы;

· вооружение учащихся рациональными приемами познавательной деятельности;

· формирование внутренних стимулов к учению, самообразованию и др.

К общим принципам организации учебного процесса, обеспечивающим развитие учебно-исследовательской деятельности учащихся, можно отнести:

· педагогическое руководство в создании мотивов и стимулов к учению;

· привитие интереса к изучаемому объекту;

· вооружение учащихся необходимыми приемами познавательно-поисковой деятельности;

· систематическое осуществление принципа индивидуализации в обучении;

· широкое использование технических и наглядных средств обучения;

· внедрение в практику работы и систематическое использование компьютерных технологий;

· разработка творческих заданий, требующих нестандартных решений и самостоятельного поиска источников информации;

· сочетание и соединение дидактически и методически обоснованных методов, способствующих развитию познавательной деятельности и творческих способностей учащихся.

Предназначение исследовательской деятельности учащихся состоит в том, что, будучи формой активности индивида, она является условием и средством его психического развития. Психическое же развитие обеспечивает школьнику усвоение теоретических знаний и способствует формированию у него специфических способностей и качеств личности: любознательности, целеустремленности, научной фантазии. Приобщение обучающихся к исследовательской деятельности можно реализовать через решение специальных исследовательских задач или через дополнительную работу над задачей. Под исследовательской задачей будем понимать объект мыслительной деятельности, в котором в диалектическом единстве представлены составные элементы: предмет, условие и требование получения некоторого познавательного результата при раскрытии отношений между известными и неизвестными элементами задачи.

Привлечение школьников к учебным исследованиям должно идти в двух направлениях - содержательном и организационном. Содержательная самостоятельность проявляется в том, чтобы ученик мог без помощи со стороны поставить перед собой учебную задачу и представить ход ее решения. Организационная самостоятельность выражается в умении ученика организовать свою работу по решению постановленной задачи.

Таким образом, перед учителем встает проблема поиска эффективных форм и способов учебной деятельности учащихся, которые бы не просто вовлекали бы их в исследовательскую работу, но и способствовали обучению самой этой деятельности. В конечном счете, необходимо так организовать познавательную деятельность школьников, чтобы процедура учебного исследования усваивалась ими вместе с тем содержанием, на котором оно осуществляется.

Итак, под учебным исследованием мы будем понимать такой вид познавательной деятельности учащихся, который способствует формированию следующих умений:

· добывать новые предметные знания, приемы и способы действий;

· самостоятельно организовывать поиск;

· достигать поставленных целей обучения;

· формировать мыслительные операции, такие как аналогия классификация, обобщение и т.п.

В настоящее время учебные исследования преимущественно используются для достижения развивающих целей обучения, поскольку они являются мощным инструментом формирования мышления, так как:

· обладают большими потенциальными возможностями для развития умственных операций;

· формируют активность и целенаправленность мышления;

· развивают гибкость мышления;

· формируют культуру логических рассуждений.

· Поскольку во всех работах, посвященных привлечению учащихся к исследовательской деятельности в процессе решения задач, доказывается развитие исследовательских умений и навыков (формируются умения выдвигать гипотезу, выявлять существенные аспекты исследуемой ситуации и т.д.), то развивающая функция исследований очевидна.

Кроме того, учебные исследования помогают достижению познавательного отношения к действительности, в силу того, что они формируют широту кругозора и являются стимулом познавательного интереса, способствуют воспитанию научного мировоззрения, выполняя, таким образом, воспитывающую функцию.

Наконец, нельзя не принять во внимание и тот факт, что именно с помощью учебных исследований можно осуществлять контроль знаний и владение определенными методами решений, уровень логического мышления и т.п.

Таким образом, анализ этапов исследований, выделяемых разными авторами, позволяет сделать вывод, что обязательными из них являются четыре, которые и образуют основную структуру учебного исследования:

постановка проблемы;

выдвижение гипотезы;

проверка гипотезы;

вывод.

При более детальном анализе структуры учебного исследования можно выделить и такие его этапы, как:

· мотивация учебной деятельности;

· постановка проблемы исследования;

· анализ имеющейся информации по рассматриваемому вопросу;

· экспериментирование (проведение измерений, испытаний, проб и т.д.) с целью получения фактического материала;

· систематизация и анализ полученного фактического материала;

· выдвижение гипотезы;

· подтверждение или опровержение гипотез;

· доказательство гипотез.

Очевидно, что различные виды исследований имеют свои особенности, поэтому для каждого из них характерно свое сочетание названных этапов.

При отборе и составлении учебно-исследовательских задач необходимо принимать во внимание следующие требования:

· при отборе и составлении учебно-исследовательских задач учитывать, что в процессе их решения будут использоваться все возможные обобщения;

· решение учебно-исследовательских задач будет направлено на нахождение определенных зависимостей между величинами, вывод определенных формул, которые можно использовать в дальнейшем;

· в процессе решения «частных» задач возможность нахождения рационального способа решения;

· в процессе решения учебно-исследовательских задач можно создать условия для формирования способностей (компонентов) творческого мышления.

Развивающая функция обучения требует от учителя не простого изложения знаний в определенной системе, а предполагает также учить школьников мыслить, искать и находить ответы на поставленные вопросы, добывать новые знания, опираясь на уже известные. Уместно в связи с этим привести слова французского философа М. Монтеня о том, что мозг хорошо устроенный стоит больше, чем мозг хорошо наполненный.

Учебная дисциплина должна рассматриваться не как предмет с набором готовых знаний, а как специфическая интеллектуальная деятельность человека. Обучение же должно в разумной мере проходить в форме повторного открытия, а не простой передачи суммы знаний. Учебную дисциплину надо изучать не столько ради лишних фактов, сколько ради процесса их получения, и тогда, по словам Б. Рассела, предмет предстанет как могучее орудие познания и преобразования природы, а не как формальная схема, в которой «неизвестно, о чем говорится».

Сейчас в школе обучение в значительной степени строится по формуле:

«Усвоение = Понимание + Запоминание»

Но если мы хотим действительно еще и развивать молодежь, то должны руководствоваться следующей формулой:

«Овладение = Усвоение + Применение знаний на практике».

Познавательные процессы эффективно развиваются лишь при такой организации обучения, при которой школьники включаются в активную поисковую деятельность. Поиск нового составляет основу для развития воли, внимания, памяти, воображения и мышления.

Опыт показывает, что эффективным средством обучения и развития является организация учебных исследований, цель которых состоит в том, чтобы помочь учащимся самостоятельно открыть новые знания и способы деятельности, углубить и систематизировать изученное.

§ 2.3 Подходы к обучению информационному моделированию в школьном курсе информатики

Целью обучения информационному моделирования в школе является формирование у учащихся представления об объекте, системе и модели. Научить учащихся разрабатывать информационные модели и исследовать их при помощи компьютера. Формирование у школьников системного мышления.

В данной теме раскрываются понятия: объект, характеристики объекта, система, системный эффект, системный анализ, формализация, модель, моделирование, виды моделей, материальная модель, информационная модель, информационное моделирование, компьютерная модель, компьютерный эксперимент, компьютерное моделирование.

Освоение основ формализации и моделирования в 8-9 классах начинается после изучения таких понятий как информация, информационные процессы, представление информации, компьютер. Данная линия является теоретической основой школьного курса информатики и объединяет в единое целое такие содержательные линии, как информационные процессы, основы алгоритмизации и информационные технологии.

При изучении основ формализации и моделирования раскрываются такие методы научного познания, как формализация, моделирование, компьютерное моделирование и компьютерный эксперимент.

Сформированные умения, с одной стороны, используются в дальнейшем при изучении информационных технологий, основ алгоритмизации и программирования, а с другой стороны, базируются на использовании инструментария при работе с компьютерными моделями: системы программирования, системы управления базами данных, табличные процессоры, текстовые процессоры, редакторы графики и звука.

Информационное моделирование связано с разными предметными областями (техникой и экономикой, естественными и общественными науками). Мотивацией к изучению темы информационного моделирования в школе является - необходимость в современном мире работы с информационными моделями в целях познания, исследования и получения информации об объектах, явлениях и процессах.

Изучение темы начинается с введения понятия «объект». Приводятся примеры объектов познания на уровни материи(предметов). Далее рассматриваются процессы и явления как объект. Таким образом учащиеся получают интуитивные представления об объекте. Для изучения объекта необходимо описать его характеристики, которые можно поделить на несколько групп: признак - характеризует качественные свойства объекта, величина характеризует количественные свойства объекта; действия - самого объекта или совершаемые действия над объектом; среду - совокупность условий, в которых находится и действует объект. Из этого можно делается вывод, что объект определяется своими характеристиками. Далее перед учащимися ставиться проблема перечисления всех возможных характеристик какого-либо материального объекта. Из чего можно сделать вывод что необходимы только существенные характеристики объекта, подтвердить данное суждения на материальном объекте и вывести определение понятия объект.

Изучение понятия система начинается с выделения составных частей объекта и рассмотрения их взаимосвязи таким образом представив объект как систему. Приводиться пример системы (Солнечная система, система химических элементов, система счисления, операционная система, системный блок.), обсуждается с учащимися, почему они называются системами и когда их можно рассматривать как объекты. Из чего делается вывод, что под системой следует понимать совокупность взаимосвязанных между собой элементов, объединенных в единое целое для реализации определенной цели. Так же обращается внимание на то что, при описании системы недостаточно перечислить ее элементы, необходимо указать связи (отношение) между элементами, т.е. структуру. В свою очередь элементы системы можно рассматривать как объекты. Далее выделяется мировоззренческая роль объектов и систем: «…Процесс познания человеком окружающего мира основан на системном анализе объектов, т.е. на рассмотрении и описании объектов как систем с выделением их элементов и взаимосвязей этих элементов. Процесс создания из множества объектов системы называется систематизацией…» [36, с. 39].

Изучение понятия модель начинается с приведения примеров(машинки, модель Солнечной системы, формула и т.д.), далее выводится определение понятия модель, а моделирование определяется как процесс создания модели. После чего учащиеся совместно у учителем выводя классификацию моделей и приводят примеры.

Следующим этапом является переход от моделирования к информационному моделированию, которое определяется как процесс замены реального объекта информационной моделью. Рассматриваются виды информационных моделей(знаковые, наглядные и знаково-наглядные). После чего выделяются этапы информационного моделирование.

После знакомства с информационным моделированием происходит переход к компьютерному моделированию, которое представлено в школьном курсе информатики в виде решения задач в графических редакторах, табличных процессорах, системах управления базами данных и т.д. Далее рассматривается процесс моделирования знаний как неотъемлемая часть информационного моделирования, на примере экспертной системы. Рассматриваются типы моделей знаний: продукционная модель, семантическая сеть и фрейм. После чего происходит плавный переход к логическим моделям представленным как совокупность утверждений, которые представлены в виде фактов и правил.

Можно выделить следующие требования к результатам обучения теме информационное моделирование:

Знать/понимать:

· виды объектов и их характеристики;

· система, ее свойство, элементы и взаимосвязи элементов;

· виды и свойства информационных моделей реальных объектов;

· необходимость системного анализа для создания модели;

· информационные модели организации данных;

· функцию моделирования как метод познания реального мира;

· необходимость формализации для разработки информационной модели;

· этапы технологии решения задач с использованием компьютера;

· методы и средства компьютерной реализации информационных моделей;

· информационные основы процессов управления.

Уметь:

· приводить примеры объектов (предметов, процессов, явлений);

· формально описать реальные объекты;

· приводить примеры моделирования объектов;

· отличить модель объекта от объекта в конкретной ситуации;