Формирование учебно-познавательной активности учащихся

Глава 2. Электронное ментальное учебное пособие для формирования учебно-познавательной активности учащихся на уроках информатики в основной школе

2.1 Требования к электронным учебникам

Электронный учебник - это педагогическое программное средство, которое охватывают значительный по объему материал или раздел учебных курсов [33].

Поскольку электронное издание воспринимается с экрана, то оно имеет свои особенности.

На экране текст учебника располагается во фрейме. Фрейм - это отдельный, законченный HTML-документ, который вместе с другими HTML -документами может быть отображён в окне браузера [33].

Вместо фреймов можно использовать всплывающие окна, где размещаются рисунки, списки определений, указатели, комментарии.

Для лучшего понимания, усвоения и запоминания материала необходимо использовать технические возможности: анимацию, звук, цвет, иллюстрации. Включение специальных фрагментов помогут смоделировать сложные физические и технические процессы.

Главы должны быть более короткими по сравнению с книжными, их необходимо разбивать на дискретные фрагменты, которые содержат один узкий вопрос. Как правило, такой фрагмент состоит из двух-трех абзацев.

Необходимо, чтобы в одном из фреймов постоянно было оглавление книги, что позволяет, не листая страницы, быстро переходить к нужному разделу или фрагменту и также быстро возвращаться назад.

Необходимо выделять ключевые слова, термины, имена, чтобы, щелкая по ним кнопкой мыши, вызывать гиперссылки с объяснениями значений этих слов или комментарием на экран компьютера.

Использовать колонтитулы или заголовки на каждой электронной странице, чтобы учащийся не терял ориентации в учебнике.

При создании электронного издания необходимо учитывать все совокупность приемов, методов, способов продуцирования графической и аудиовизуальной информации с учетом воспроизведения электронных изданий с локального носителя, локальной сети или из образовательных сайтов Всемирной паутины. В частности, необходимо помнить, что во всех случаев текстовой материал больших объемов желательно публиковать в обычных бумажных изданиях. На экране рекомендуется представлять минимум текстовой информации.

В разрабатываемых электронных изданиях необходимо [33]:

ориентироваться на современные формы обучения, обеспечивая при этом совместимость с традиционными учебными материалами, в полном соответствии с документами, регламентирующими содержание образования;

учитывать возрастные психолого-педагогические особенности учащихся;

в максимальной степени использовать преимущества аудиовизуального представления учебных материалов: наблюдаемых и скрытых, реальных и воображаемых элементов, объектов, явлений, процессов;

использовать возможности компьютерного моделирования в предметной области, а также моделирования реальной окружающей среды и естественного поведения в ней обучаемого.

Требования к электронным изданиям, различают: (Рис.4.)



Рис.4. Требования к электронным изданиям дидактические требования

К основным традиционным дидактическим требованиям относятся [20]:

требование научности обучения - обеспечение достаточной глубины и корректности изложения учебного материала с учетом последних достижений науки;

требование доступности обучения - обеспечение соответствия степени теоретической сложности и глубины изучения возрастным и индивидуальным особенностям учащихся, не допущение чрезмерной усложненности и перегруженности учебного материала;

требование систематичности и последовательности обучения - обеспечение формирования знаний, умений и навыков учащихся в определенной логически связанной последовательности с обеспечением преемственности;

требование наглядности обучения - обеспечение чувственного восприятия учащимися объектов, процессов, явлений;

требование сознательности и активности обучения - обеспечение самостоятельных и активных действий учащихся по извлечению учебной информации;

требование прочности усвоения знаний - обеспечение закрепления знаний.

Применение информационных технологий для обучения привело к появлению новых дидактических принципов обучения и, соответственно, новых дидактических требований к средствам обучения.

К основным новым дидактическим требованиям относятся:

требование структуризации учебного материала и структурно-функциональной связанности - обеспечение представления учебного материала с разбивкой на структурные единицы с обозначением структурно-функциональных связей между ними, отражающих внутреннюю логику изучаемого материала;

требование интерактивности обучения - обеспечение взаимодействие учащегося с электронным учебником (интерактивного диалога учащегося с электронным средством обучения);

требование адаптивности обучения - обеспечение приспособления процесса обучения к уровню знаний, умений, психологических особенностей учащегося, работающего с учебным электронным изданием.

Эргономические требования

К основным эргономическим требованиям относятся [45]:

обеспечение психологической естественности работы с учебным электронным изданием (учет возрастных и индивидуальных особенностей учащихся, различия типов мышления и т.п.);

обеспечение комфортности работы с учебным электронным изданием (удобство и наглядность навигации, легкость восприятия информации, отсутствие избыточного кодирования и неоправданных, плохо идентифицируемых сокращений; используемые размеры шрифтов, цвета, приемы выделения части информации на экране должны быть обоснованы и не должны приводить к повышенной утомляемости).

Эргономические требования к содержанию и оформлению электронных ресурсов обусловливают необходимость [45]:

учитывать возрастные и индивидуальные особенности учащихся, различные типы организации деятельности, различные типы мышления, закономерности восстановления интеллектуальной и эмоциональной работоспособности;

обеспечивать повышение уровня мотивации обучения, положительные стимулы при взаимодействии обучаемого с электронным ресурсом;

устанавливать требования к изображению информации (цветовая гамма, разборчивость, четкость изображения), к эффективности считывания изображения, к расположению текста на экране.

Технико-технологические требования

К технико-технологическим относятся требования [45]:

Максимального использования современных средств мультимедиа и телекоммуникационных технологий;

Надежности и устойчивой работоспособности;

Гетерогенности (устойчивой работы на различных компьютерных и других аналогичных им средствах);

Устойчивости к дефектам;

Наличия защиты от несанкционированных действий пользователей;

Эффективного и оправданного использования ресурсов;

Тестируемости;

Простоты, надежности и полноты инсталляции и деинсталляции.

Требования к аппаратно-программной платформе

Рекомендуется создавать электронные учебники, рассчитанные на стандартные аппаратно-программные платформы и информационные технологии, получившие наибольшее распространение среди потенциальных пользователей данных средств обучения. Решения, связанные с применением нестандартных аппаратных и программных средств, а также включением в состав вычислительной системы компонентов, выходящих за рамки ее типовой конфигурации, должны быть обоснованы [44].

Компоненты электронного учебника должны иметь согласованные требования к аппаратно-программной конфигурации вычислительной системы и использовать согласованные программно-технические решения.

Рекомендуется, чтобы было многоплатформенным, т.е. могло функционировать на базе различных аппаратно-программных платформ.

Выбор минимальной и оптимальной конфигураций вычислительной системы для функционирования должен быть обоснованным. Нельзя неоправданно занижать минимальную и завышать оптимальную конфигурации.

Минимальная конфигурация вычислительной системы - это конфигурация, в которой реализуются основные функции средства обучения, но его быстродействие снижено по сравнению со средним уровнем. Допустимо отражать в минимальной конфигурации структуру вычислительной системы, не содержащей компонентов, необходимых для выполнения не основных функций. К не основным относятся функции, при отсутствии технических условий, для выполнения которых смысл и польза от применения средства обучения сохраняются.

Оптимальная конфигурация вычислительной системы - это конфигурация, в которой выполняются все функции средства обучения с обеспечением установленного уровня его потребительских свойств, а взаимодействие с ним является наиболее комфортным. Оптимальная конфигурация должна соответствовать условной степени комфортности, близкой к насыщению. Такая степень имеет место тогда, когда дальнейшее улучшение характеристик вычислительной системы вызывает непропорционально меньший (чем до насыщения) рост комфортности, т.е. последующие затраты ресурсов на ее увеличение не оправдываются.

Рекомендуется обеспечить электронный учебник к разным конфигурациям в пределах одной аппаратно-программной платформы. Разные конфигурации, например, могут определяться [3]:

версией операционной системы;

типом и версией браузера;

производительностью компьютера, видеосистемы, канала связи;

наличием или отсутствием периферийного оборудования;

наличием или отсутствием системных компонентов (кодеков, драйверов и т.п.);

средствами расширения функций браузера (подключаемыми программными объектами, Java-апплетами) и др.

Адаптируемость обеспечивается путем реализации нескольких версий средства обучения для разных конфигураций либо функций настройки на текущую конфигурацию [20].

Эстетические требования

Эстетические требования устанавливают [45]:

Соответствие эстетического оформления функциональному назначению ресурса;

Соответствие цветового колорита назначению и эргономическим требованиям;

Упорядоченность и выразительность графических и изобразительных элементов.

Требования к электронным изданиям, применяемым на отдельных видах учебных занятий.

Электронные издания, применяемые на лекциях, предоставляют педагогу средства (видеоизображения, анимацию, звук), с помощью которых можно демонстрировать и объяснять сложные явления и процессы.

Электронные издания, применяемые на лабораторных занятиях, должны содержать материал, дающий возможность для самостоятельной работы учащихся. В них должны быть моделирующие компоненты, создающие виртуальные лаборатории, позволяющие изучать различные явления или процессы в ускоренном или замедленном масштабе времени. Электронные издания, применяемые на лабораторных работах, должны также содержать встроенные средства автоматизации контроля знаний, умений и навыков обучаемых.

Электронные издания, применяемые на практических занятиях, должны предоставлять обучаемому сведения о теме, цели и порядке проведения занятий, контролировать знания каждого обучаемого, выдавать обучаемому информация о правильности ответа; предъявлять необходимый теоретический материал или методику решения задач; оценивать знания обучаемых, осуществлять обратную связь в режиме педагог - электронное издание - обучаемый.

Содержание и структура электронных изданий, применяемых в ходе самостоятельной работы обучаемых, должны соответствовать учебной программе изучаемой дисциплины с одновременной ориентацией на углубленное изучение теории. Такие электронные издания должны иметь более детальную систему контекстно-зависимых справок, комментариев, подсказок.

Электронный учебник должен максимально облегчить понимание и запоминание (причем активное, а не пассивное) наиболее существенных понятий, утверждений и примеров, вовлекая в процесс обучения иные, нежели обычный учебник, возможности человеческого мозга, в частности, слуховую и эмоциональную память, а также используя компьютерные объяснения.

Текстовая составляющая должна быть ограничена - ведь остаются обычный учебник, бумага и ручка для углубленного изучения уже освоенного на компьютере материала [3].

2.2 Содержание и структура электронного ментального учебного пособия

Перед началом разработки содержания и структуры учебника, необходимо определиться с целями, которые мы будем преследовать. Для этого мы проанализировали государственные образовательные стандарты и примерные рабочие программы по информатике основной школы. Параллельно, так как наш ментальный учебник должен базироваться на печатном издании, провели анализ учебников И.Г. Семакина и Н.Д. Угриновича, на наличие и содержание тем. Следует упомянуть, что содержательная линия «Формализация и моделирование» обособлено не присутствует в этом УМК, а разбросан по разным разделам учебника: информационное моделирование, табличные процессоры, управление и алгоритмы.

Рассмотрим стандарт среднего (полного) общего образования по информатике и ИКТ (из приложения к приказу Минобразования России № 1089), именно на этот стандарт опираются авторы рабочих программ. В стандарте четко описаны базовые понятия информатики и информационных технологий. Приведем фрагмент, касающийся именно нашей темы:

Информационные (нематериальные) модели. Использование информационных моделей в учебной и познавательной деятельности.

Назначение и виды информационных моделей. Формализация задач из различных предметных областей. Структурирование данных. Построение информационной модели для решения поставленной задачи.

Оценка адекватности модели объекту и целям моделирования (на примерах из различных предметных областей) [46].

Для изучения содержательной линии «Формализация и моделирование» в примерной, рабочей программе выделено не менее 10 часов, не считая отдельных косвенных часов, когда моделирование используется в составе других тем. Для достижения целей поставленных в стандартах обучения информатике учащиеся должны пройти ряд тем:

Понятие модели. Назначение и свойства моделей.

Графические модели.

Табличные модели.

Информационное моделирование на компьютере.

Практические работы по формализации моделей.

Теперь необходимо перечислить результаты, которые учащиеся должны продемонстрировать при выходе из темы (что должен знать/ уметь). В данном вопросе будем опираться на рабочую программу по Информатике и ИКТ составленной на основе авторской программы д.п.н., профессора Пермского государственного университета Семакина И.Г., утвержденной Министерством образования науки РФ, которая вошла в сборник: Программа для общеобразовательных учреждений: Информатика. 2-11 классы. Ветвь «Формализация и моделирование» входит в 105 часов изучения всего курса [46]. Итак, результаты по вышеизложенным темам должны быть следующими:

Освоить содержание понятия «модель».

Знать виды, типы моделей.

Знать виды информационных моделей.

Уметь пользоваться информацией представленной в табличном виде.

Научится создавать и пользоваться таблицей типа «объект-свойство».

Научится создавать и пользоваться таблицей типа «объект-объект».

Научится создавать и пользоваться двоичной матрицей.

Знать области применения математических моделей.

Освоить понятие математической модели, вычислительный эксперимент, имитационное моделирование.

Уметь проводить компьютерный эксперимент с математической и имитационной моделью.

Уметь создавать модели с помощью графов.

Уметь определять связи между объектами.

Данная результативная целевая модель поможет оценить результат, а также создать необходимые средства контроля знаний и умений. Содержание нашего ментального учебника не будет расходиться с основными образовательными стандартами. Учебник будет содержать основные ключевые понятия отражающую суть темы, примеры, ссылки на внешние документы с заданиями формирующие самостоятельную познавательную деятельность учащихся.

При создании электронного ментального учебного пособия нами были проанализированы разнообразные программные среды, и выбрана одна, которая обладала большими достоинствами. Довольно проста и легка в обучении, программа представляет собой, мощное, функциональное и довольно удобное средство создания и редактирования «ментальных карт» программа FreeMind.

Богатые средства редактирования карт и навигации по ним. Поддерживается работа с клавиатурой, мышью, использование колес прокрутки, и т.д. Хороша интеграция на уровне копирования-вставки. Можно вставить в карту текст, скопированный из MicrosoftWord или Outlook, и FreeMind корректно обработает его как RTF. Так же, данная программа может работать в трех режимах: в нормальном режиме создания или редактирования «ментальной карты», в режиме просмотра и в файловом режиме.

Возможности программы:

Наглядность представления информации;

Поддержка импорта и экспорта в форматы: PNG, JPEG, XML, HTML, XHTML;

Поддержка вкладок -- вы можете одновременно работать с несколькими открытыми картами, легко переключаясь между ними;

Различные стили форматирования текста и узлов;

Легкая в освоении (три клавиши -- Insert, F2 и Delete -- вам помогут сразу начать с ней работать);

Около 30 иконок, для улучшения восприятия информации;

Наглядность полученных карт;

Скрытие ветвей;

Возможность использования HTML для форматирования узлов;

Декорирование узлов и ветвей;

Графическое связывание узлов;

Ссылки на другие карты памяти, веб-страницы и внешние файлы;

Поиск по отдельным ветвям;

Импорт и экспорт списков;

Шифрование: возможно шифрование как документа в целом, так и создание отдельных шифрованных узловых элементов диаграммы;

Совместное редактирование по сети;

Плагин для поддержки сценариев [33].

Структура ментального учебника.

Центральным понятием темы «Формализация и моделирование» является модель. Далее это понятие будет раскрываться в различных аспектах. После изучения основных понятий (модель, моделирование, объект моделирование, свойства моделирования, цели моделирования) необходимо приступить к изучению видов и типов модели. Ветвь «натуральные модели» содержит примеры натуральных моделей, определения. Ветвь «информационные модели» содержит типы представления моделей с комплексами заданий, примерами, основными определениями.

Ментальный учебник может быть использован на различных типах урока:

Изучение нового материала (ментальные учебники используются как мощная визуальная опора для объяснения нового материала, отображает связи между новыми понятиями и т.п.);

Повторение ранее изученного материала (здесь ментальные карты используются также как визуальная основа для воспроизведения пройденного материала, более того карты могут быть использованы для заданий вида «заполнить пропуски» и т.п.);

Практики, лабораторные и т.п. (ментальные карты становятся способом отображать план работы или выводить результаты исследований, опытов и т.п.).

Учебник может быть рекомендован к самостоятельному изучению, дополнительному материалу при проведении урока и также может быть использован для контроля знаний учащихся.

Рассмотрим примеры заданий разработанных для достижения поставленных целей. Всего создано 8 блоков вопросов (задач, заданий). Разберем некоторые из них.

В теме «Табличные модели» блок заданий №6. «Работа с таблицами»

Задание №1. Дано расписание факультативных занятий по информатике, представленное в виде таблицы. Закрашенные клетки в расписании занятий соответствуют урокам в 9-11классах школы.

Расписание:

№ урока	9А	9Б	10А	10Б	11А	11Б
1
2
3
4
5
6

По данной таблице выполните задания:

Определите, какое минимальное количество учителей информатики требуется при таком расписании;

Найдите один из вариантов расписания, когда можно обойтись двумя учителями информатики;

В школе 3 учителя информатики, распределите между ними уроки, так чтобы ни у кого не было окон.

В теме «Табличные модели» блок заданий №7. «Работа с матрицами»

Задание №1. Дана двоичная матрица, на которой показано состояние «дружбы» в социальной сети. 1 - друзья, 0 - не друзья.

	Семакин	Залогова	Русаков	Шестакова
Семакин		0	1	0
Залогова	0		1	1
Русаков	1	1		1
Шестакова	0	1	1

По данной таблице ответьте на вопросы:

Кто из причисленных имеет наибольшее количество друзей?

Кто из причисленных имеет наименьшее количество друзей?

Все ли перечисленные люди связаны между собой через своих друзей?

В теме «Графические модели» блок заданий №4. «Графические модели».

Размещено на http://www.allbest.ru/

Какой из приведенных графиков лучше всего описывает зависимость размера архива от размера исходного файла?

Параллельно с блоками заданий нами разработан лабораторный практикум, состоящий из двух практических работ. И контрольно- измерительный материал для проверки уровня усвоения данной темы (приложение 1).

2.3 Методические рекомендации по использованию ментального учебного пособия

Метальное учебное пособие по теме: «Формализации и моделирование» было использовано на уроках информатики в МБОУ СОШ №.18 в г. Канске.

Учебник может быть рекомендован к самостоятельному изучению, дополнительному материалу при проведении урока и также может быть использован для контроля знаний учащихся.

Ментальный учебник по теме: «Формализация и моделирование» является уникальным комплексным учебным изданием, позволяющим организовать систематическое изучение темы курса информатики. Учебник соответствует существующим вариантам стандарта школьного образования и программам по информатике.

Целью данного учебного пособия является формирование у детей познавательной активности, развитие мышления учащихся на основе индивидуального подхода к каждому ученику.

Данный вариант хорошо подойдет для работы в разно уровневом классе, так как позволяет не просто дифференцировать, но и индивидуализировать процесс обучения по объему материала и темпам работы для каждого ученика.

На уроке каждый ученик работает с ментальным учебником самостоятельно. Являясь фактически учебно-методическим комплексом, учебник позволяет обеспечить учебными материалами и заданиями каждого учащегося. Сам учащийся в рамках своего уровня выбирает объем учебной информации: изучение не только основного материала учебника, а также дополнительной информации по интересующему вопросу.

Достоинством данного вида учебной деятельности является возможность работать в удобном для ученика темпе.

Подготовка учителя к проведению урока состоит в осуществлении двух функций: во-первых, ему необходимо привести в рабочее состояние компьютерный класс, а во-вторых, разработать варианты инструкций для учащихся разных уровней познавательных возможностей. В этих инструкциях должен быть обозначен уровень сложности, предназначенный каждому ученику, а также, возможно, ключевые вопросы и указания на тот учебный материал, который заслуживает особого внимания.

На уроке учитель выступает в роли консультанта, контролирует работу класса, и имеет возможность заниматься индивидуально с теми, кто в этом нуждается. Скорее всего, в классе есть слабые ученики, которым необходимо помочь освоить базовый уровень учебного материала, и учитель вместе с ними изучает, комментируя и разъясняя непонятные моменты. Также, наоборот, есть и сильные учащиеся, которые задают дополнительные вопросы и учителю необходимо на них ответить.

Развитие интереса и познавательной активности учащихся в рамках данного варианта организации учебной работы связано, в первую очередь, с самой формой подачи материала. Также немаловажным является фактор соответствия объема и темпа подачи материала индивидуальным особенностям учеников, что создает чувство успешной деятельности у каждого ученика. Кроме того, существенным моментом, стимулирующим познавательную активность учеников, является элемент соревновательности, поскольку речь идет о постоянно выставляемых оценках и различном темпе работы с историческим материалом. Учитель может использовать этот фактор, однако надо учитывать разные познавательные возможности учеников. Думается, это целесообразно делать в рамках более или менее одинаковых по уровню групп, выделенных внутри класса.

2.4 Результаты апробации электронного ментального учебного пособия

С целью выявления уровня развития познавательной активности школьников и диагностики его формирования было проведено исследование на базе МБОУ СОШ № 18 города Канска. В эксперименте приняли участие обучающиеся в 9 Б классе в количестве 28 человек. Класс для обучения предмета Информатика и ИКТ разделен на две подгруппы, по 14 человек в каждой (табл.2). Первую подгруппу мы будем считать контрольной группой. В данной группе уроки проводились в рамках традиционного подхода. Вторую подгруппу будем считать экспериментальной группой, в которой обучение проводилось с использованием ментального учебного пособия по теме: «Формализация и моделирование».

Таблица 2

Список подгрупп 9 «Б» класса

Список 1-ой подгруппы (Контрольная подгруппа)	Список 2-й подгруппы (Экспериментальная подгруппа)
Авдошкевич Дарья Боровикова Алина Веретенов Виктор Васильева Татьяна Граблев Артур Золоторева Ангелина Костин Дмитрий Кургина Мария Майнич Никита Ростянков Павел Смертин Дмитрий Тихомиров Руслан Трухин Игорь Шрейдер Александр	Алиева Айсел Бакшеева Диана Бахлин Тимофей Близнецова Татьяна Болюх Яна Васько Елизавета Городничев Даниил Степанова Анастасия Тарских Юрий Фалькова Мария Чернадский Александр Чернякова Виктория Шупикова Ксения Яшин Владимир

Эксперимент состоял из трех этапов:

1 этап - констатирующий.

На этом этапе была проведена первичная диагностика уровня познавательной активности школьников экспериментальной и контрольной групп.

2 этап - формирующий.

На этом этапе нами была организована работа по повышению уровня познавательной активности на уроках, в частности при помощи разработанного ментального учебного пособия по информатике «Формализация и моделирование».

3 этап - контрольный.

На этом этапе была осуществлена повторная диагностика уровня познавательной активности учащихся в экспериментальной, так и в контрольной группе, которая занимался по традиционном методам и учебникам, предложенными учебным заведением.

Для изучения начального состояния произведен входной контроль по оценкам за предыдущую четверть, именно по ним можно было судить об уровне знаний учащихся по предмету информатика. (рис.5).

Рис.5. Результаты входного контроля в контрольной и экспериментальной группах

Для эксперимента была выбрана классификация познавательной активности по Г.И. Щукиной (табл.3).

Таблица 3. Уровни познавательной активности

Основание для классификации
Подход по Г.И. Щукиной	Стадии познавательного процесса (по Т.И. Шамовой)	Степень включенности учащегося в процесс обучения
		Нулевая активность Учащийся пассивен, слабо реагирует на требования учителя, не проявляет желания к самостоятельной работе, предпочитает режим давления со стороны педагога.
Репродуктивно-подражательная активность Опыт в учебной деятельности накапливается через усвоение образцов, при этом уровень собственной активности личности недостаточен.	Воспроизводящая активность Ученик должен понять, запомнить и воспроизвести знание, овладеть способами его применения по образцу	Ситуативная активность Активность учащегося проявляется лишь в определённых учебных ситуациях (интересное содержание урока, приёмы обучения и пр.); определяется в основном эмоциональным восприятием.
Поисково-исполнительская деятельность Ученик не просто принимает задачу, но сам отыскивает средства её выполнения (имеет место большая степень самостоятельности)	Интерпретирующая активность Выявление смысла проникновения в сущность явления, стремление познать связи между явлениями, овладеть способом применения знаний в новых условиях	Исполнительная активность Позиция учащегося обусловлена не только эмоциональной готовностью, но и наработанными привычными приёмами учебных действий, что обеспечивает быстрое восприятие учебной задачи и самостоятельность в ходе её решения
Творческая активность Сама задача может ставиться школьником, и пути её решения избираются новые, нестандартные	Творческая активность Не просто проникновение в сущность явлений, а попытка найти для этой цели новый способ	Творческая активность Позиция учащегося характеризуется готовностью включиться в нестандартную учебную ситуацию, поиском новых средств для решения

Проанализировав таблицу, можем дать краткую характеристику каждому уровню познавательной активности:

нулевой уровень - учащийся пассивен, слабо реагирует на требования учителя, не проявляет желания к самостоятельной работе, предпочитает режим давления со стороны педагога.

низкий уровень - воспроизводящая активность. Характеризуется стремлением учащегося понять, запомнить и воспроизвести знания, овладеть способом его применения по образцу. Этот уровень отличается неустойчивостью волевых усилий школьника, отсутствием у учащихся интереса к углублению знаний.

средний уровень - интерпретирующая активность. Характеризуется стремлением учащегося к выявлению смысла изучаемого содержания, стремлением познать связи между явлениями и процессами, овладеть способами применения знаний в измененных условиях.

Высокий уровень - творческий. Характеризуется интересом и стремлением не только проникнуть глубоко в сущность явлений и их взаимосвязей, но и найти для этой цели новый способ. Данный уровень активности обеспечивается возбуждением высокой степени рассогласования между тем, что учащийся знал, что уже встречалось в его опыте и новой информацией, новым явлением.

Для эксперимента была выбрана классификация познавательной активности по Т.И. Шамовой (п.1.1).

Первый этап. Констатирующий.

Для выявления уровня познавательной активности нами использовался метод наблюдения, индивидуальные беседы с учащимися, анкетирование.

Наблюдение. Цель: выявить уровень познавательной активности учащихся, определить соотношение отвлекаемости и познавательной активности, а также выяснить эмоциональное отношение к учебе.

Срок наблюдения - первая неделя на всех уроках (для первого этапа диагностики) и последняя неделя (для второго этапа диагностики). Экспериментатор должен быть очень внимательным, обращать внимание на действия и реакции учеников.

В процессе наблюдения мы отмечали наличие следующих проявлений у школьников:

1.Активность:

- проявление интереса к предмету;

- стремление задать и ответить на вопросы;

- интерес, направленный на объект изучения.

2. Самостоятельность:

- самостоятельность при выполнении индивидуальных заданий;

- проявления себя в группе, при выполнении групповых заданий;

- проявление устойчивости в достижении целей.

3.Отвлекаемость (количество любых действий, не связанных с учёбой).

Оценка результатов.

Если ученик задает большое количество вопросов, направленных на знание не только фактического, но и теоретического материала, все его действия имеют целенаправленный познавательный характер, выполняет самостоятельно все задания, желает выполнять задания повышенной сложности, выходящие за рамки программы, то мы можем говорить об активном отношении к учению и высоком уровне познавательной активности.

Если ребенок задает вопросы, направленные на знание только фактического материала, и его активность и отвлекаемость примерно в равных количествах, а получая задания для самостоятельного выполнения, ученик нуждается в помощи, то мы можем говорить о среднем уровне познавательной активности, положительном отношении к учению.

Если ребенок большую часть урока отвлекается и в малой степени проявляет активность, или не проявляет ее вообще, если его вопросы не имеют никакого целенаправленного познавательного характера, или они не связаны с данный учебным предметом, а самостоятельность в выполнении заданий отсутствует, то можно говорить о низком уровне познавательной активности или вовсе о ее отсутствии.

В течение учебной недели за учащимися на уроках осуществлялось наблюдение. В бланке наблюдения отмечалось количество заданных вопросов, количество высказываний, имеющих целенаправленный характер, количество реплик, количество выполненных заданий, а также отвлекаемость учащихся. Затем была подсчитана активность и их отвлекаемость.

Таким образом, в процессе наблюдения выяснилось (рис.6):

У 2 человек активность превышает отвлекаемость, что может свидетельствовать о высоком уровне познавательной активности. Эти учащиеся очень часто задают большое количество вопросов, направленных на знание не только фактического материала, но и теоретического. Эти дети самостоятельно выполняют учебные задачи или являются лидерами в учебной группе.

У 8 человек активность и отвлекаемость находятся примерно в равных количествах, что говорит о среднем уровне активности познания. Эти дети интересуются лишь фактическим материалом и пытаются давать высказывания, имеющие целенаправленный характер. В выполнении заданий этим детям необходима помощь учителя или более сильных одноклассников.

И у 4 человек отвлекаемость превышает активность, что говорит о низком уровне активности обучения. Эти дети задают очень мало вопросов и часто эти вопросы не имеют целенаправленного познавательного характера, они очень часто отвлекаются. Самостоятельно выполнить задания не могут, в группе ведут себя пассивно, не проявляя никакой инициативы.

Рис.6 Уровни познавательной активности

Анализ результатов диагностики показал, что основная масса учащихся - школьники со средним уровнем заинтересованности в учебе, они активны на уроке «по заданию учителя», много отвлекаются на посторонние дела во время урока. Количество учащихся, у которых отвлекаемость превышает активность больше, чем детей с преобладанием активности.

Анкетирование учащихся.

Мы провели первичное анкетирование. Цель его проведения - выявить уровень познавательной активности школьников экспериментальной группы. Для анализа уровня познавательной активности была выбрана анкета, состоящая из 10 вопросов, и следующих 4-ех вариантов ответов: «почти никогда», «иногда», «часто» и «почти всегда», которые выбирали учащиеся при заполнении анкеты. Максимально учащиеся могли набрать 40 баллов.

Таким образом, количество набранных баллов определяло уровень сформированности познавательной активности ученика. Ученики, набравшие:

от 0 до 10 баллов, имели нулевой уровень развития познавательной активности;

11-22 балла Ї низкий уровень - воспроизводящая активность;

23-34 балла - средний уровень - интерпретирующая активность;

от 35 до 40 баллов Ївысокий уровень - творческая активность.

Для контрольной группы так же было проведено наблюдение и анкетирование, в ходе первого этапа исследования больших различий между классами выявлено не было.

Таким образом, проведенный нами анализ показывает, что уровень познавательной активности школьников экспериментального класса является недостаточным для полноценного процесса обучения и для полноценного развития школьника (рис.7).



Рис 7. Познавательная активность. Констатация

Второй этап. Формирующий эксперимент.

Далее был проведен формирующий эксперимент. Цель его проведения: формирование познавательной активности школьников по средствам созданного электронного ментального пособия по информатике «Моделирование и формализация».

Несколько слов о том, как выстраивать урок с учетом уровней познавательной активности. Структура подобных занятий предусматривает не менее четырех основных моделей. Урок может быть:

Линейным (с каждой группой по очереди);

Мозаичным (включение в деятельность той или иной группы в зависимости от учебной задачи);

Активно-ролевым (подключение учащихся с высоким уровнем активности для подключения остальных);

Комплексным (совмещение всех предложенных вариантов).

Главным критерием урока должна стать включенность в учебную деятельность всех без исключения учащихся на уровне их потенциальных возможностей.

В ходе формирующего эксперимента в первой подгруппе 9«Б» класса с целью повышения уровня познавательной активности нами были проведены уроки с использованием разработанного ментального учебного пособия.

Основной особенностью данных уроков - это новая методика преподавания нового материала, учащиеся, изучая материал, одновременно видели, в каком месте в системе знаний находится данная тема. В результате этого ученик должен научиться приобретать новые знания, одновременно понимать из каких пройденных ранее оно вытекает. Карта памяти позволяет: запоминать информацию, углубляет понимание, воспроизводить информацию, даже если чтение и воспроизведение разорвано во времени, устанавливать взаимосвязи между объектами, позволяет хранить информацию в свернутом виде, а при необходимости разворачивать, позволяет представить тему целиком, понятно и наглядно, что обеспечивает повышение мотивации учащихся. Использование ментальных учебника на уроках может проходить в разных формах: использование целиком готового учебника, приготовить к уроку отдельную ветвь карты ментального учебника изучаемой темы, по ходу изложения материала строить ментальные карты на уроке.

Нами были проведены уроки с использование разработанного материала. На уроках все дети принимали активное участие в работе, с интересом включались во все виды заданий. Учащиеся, у которых наблюдается быстрая утомляемость на обычных уроках, здесь проявляли активность и высокую работоспособность.

Рассмотрим некоторые методики, которые применялись при обучении информатики в экспериментальном классе с помощью разработанного ментального учебника.

Метод «Переход от графической модели информации в словесную модель»

Данный метод активно использует средства ИКТ, призывает отказаться от образовательной традиции, в которой предпочтение отдается лишь изучению набора разрозненных фактов в ущерб их системному осознанию и интерпретации.

Этот метод может поменять сам процесс обучения, отведя учителю роль активного наблюдателя. Учащийся же самостоятельно должен управляться с ментальным учебником, строя свои ответы только по ассоциативной карте. Учащиеся собирают, исследуют и обобщают информацию, постоянно порождая нечто новое и цельное. Преподаватель в рамках предлагаемой концепции, не претендуя на роль единственного, непогрешимого и авторитарного источника знаний, только координирует познавательную активность учащегося в нужном направлении.

Строиться данный метод может на основе группового обучения, индивидуального или дифференцированного.

Данный метод в индивидуальной работе может быть задействован в следующем виде: учащийся выходит к интерактивной доске, на которой изображен рабочая область ментального учебника изучаемого теоретического материала. Учащийся без помощи учителя должен перемещаться по узлам ментальной карты, обосновывая тот или иной переход, разъясняя каждый узел по которым перемещается. Более того отвечающий должен использовать функцию ментального учебника «установление связей», чтобы связывать объекты ранее не связанные в окне учебника. Данная функция поможет установить связи, которые ранее не были видны учащимся, так, например, учащийся может связывать понятия, объекты текущей темы с узлами ментального учебника с одной или несколькими предыдущих тем.

Для работы в группах необходимы средства ИКТ, желательно ноутбуки в расчете 1 единица на группу, на которых установлено необходимое программное обеспечение для работы с ментальным учебником, выполненным на Fremind (бесплатное программное обеспечение). Каждая группа должна словесно описать заранее полученные ветви ментального учебника, а впоследствии возможно соединить их в единую систему.

Дифференцировать учащихся для работы с ментальным учебником можно по различным основаниям: по разным ветвям ментальных карт, по способностям к обучению учащихся, по иерархии учебника (некоторым достаются узлы родителей, другим дочерние узлы). Неважно, по какому принципу учитель дифференцирует класс или группу из класса, следует помнить, что суть данной методики перевод графически визуального образа в словесную модель и наоборот.

Метод «Перекрытые карты»

Данная методика рассчитана на более сильных учащихся. Суть данной методики восстановление «потерянных» узлов или целых ветвей в ментальной карте.

Обучение по данному методу требует от учащихся серьезных знаний не только по курсу моделирование и формализация, но и о работе программы Freemind, поэтому следует уделить некоторое время, чтобы учащиеся смогли научится пользоваться данной программой.

Учитель, готовясь к уроку должен создать отдельные ментальные карты, взятые с разработанного ментального учебника, с помощью функции программы Freemind «экспортировать ветвь карты», после чего с помощью элементарных операций программы «вырезать» убрать некоторые части ветвей или листья, так чтобы учащийся мог впоследствии восстановить удаленные фрагменты карты.

Задания по данной методике также могут использоваться как индивидуальная работа, так и групповая.

После завершения работы учащегося или группы учащихся учитель вместе с классом проверяют правильность заполнения недостающих ветвей ментальной карты.

Метод «Совместное создание связей на карте»

Данные метод следует использовать на первый год внедрения нового ментального учебника. Связанно это с тем, что учащимся необходимо время, чтобы привыкнуть к новой среде, научится пользоваться программой, приобрести навыки необходимые для быстрого и правильного построения ментальных карт, перейти от структурированного построения схем к ассоциативным.

Суть данной методики заключается в совместном построении ментальных карт учителем и учащимися. Построение карты - это перевод от словесных, описательных моделей в визуализированную систему, что позволяет освободиться от лишней информации, оставив лишь ассоциативные связи.

Содержание учебного материала содействует обогащению и расширению знаний школьника, приобретению опыта, развитию его кругозора. Однако в содержании учения не все привлекает школьника. В связи с этим перед учителем встает задача - заинтересовать детей. Одним из средств повышения познавательной активности детей является показ значимости и ценности содержания учебного материала, что необходимо соблюдать на всех этапах урока, особенно при постановке перед детьми познавательных задач, создания стимулов учения.

Наряду с содержанием учебного материала большую роль играют методы обучения, при помощи которых организуется учебный процесс. К основным из них относятся методы проблемного обучения и самостоятельная учебная работа учащихся. В проблемном обучении можно выделить такие методы, как проблемное изложение знаний, эвристическая беседа, исследовательский метод обучения. При обучении наиболее распространены проблемное изложение знаний учителем, привлечение учеников к поиску на отдельных этапах изложения. Сутью проблемного обучения является проблема, т.е. такая познавательная задача, результат и способы решения которой ученикам неизвестны, но у них имеются необходимые знания для того, чтобы решить ее. Постановка познавательных задач перед детьми всегда создает проблемную ситуацию, в процессе которой у них могут возникнуть определенные затруднения.

Существенную роль в активизации познавательной активности школьников играет и самостоятельная работа как метод обучения. В процессе самостоятельного поиска активно работает мышление, поэтому усвоенные знания осмысленны и прочны. Самостоятельная работа в учебном процессе развивает познавательные способности учащихся, содействует выработке практических умений и навыков, повышает культуру умственного труда и делает приобретаемые знания осмысленными и глубокими.

Третий этап. Сравнительный анализ полученных данных

После проведения формирующего эксперимента было проведено контрольное обследование учащихся экспериментальной группы.

Наблюдение.

В данном классе проводилось повторное наблюдение за деятельностью учащихся на уроке по тем же параметрам, что и на первом этапе (активность, самостоятельность, отвлекаемость).

Анализ наблюдения показал следующие результаты:

У 4 учащихся активность превышает отвлекаемость.

У 7 человек активность и отвлекаемость находятся примерно в равных количествах.

3 человека, у которых отвлекаемость превышает активность.

Нами было проведено повторное анкетирование обучающихся. Анализ анкет второго этапа показал, что уровень познавательной активности стал выше. Таким образом, количество обучающихся с высоким уровнем познавательной активности стало 5 человек, со средним уровнем 8 человек, с низким уровнем 1. Учащиеся с нулевым уровнем отсутствуют.

На диаграмме (рис.8) сравним данные начального и конечного этапов эксперимента.



Рис 8. Познавательная активность. Сравнение начала и конца эксперимента

Сравнивая результаты контрольного этапа эксперимента, можно сделать выводы, что проведение уроков, на основе ментального учебного пособия, способствует повышению уровня развития познавательной активности у обучающихся.

В контрольной группе в ходе повторного наблюдения и анкетирования сдвигов не было выявлено, на диаграмме показано отличие уровня познавательной активности школьников в контрольной и экспериментальной группах (рис 9).

Все вышесказанное свидетельствует о том, что применяемые нами методы и приёмы в формирующем эксперименте эффективны для развития и формирования познавательной активности школьников.



Рис. 9 Познавательная активность. Сравнение контрольной и экспериментальной групп.

Таким образом, в ходе анализа уровней познавательной активности школьников экспериментального класса можно сделать вывод о том, что проведение опытно-экспериментальной работы, которая заключалась в формировании познавательной активности, имеет положительную динамику.

Выводы по главе 2

Анализ методической и педагогической литературы позволил сделать вывод о назначениях электронных учебников в современном образовании, в котором активно протекают процессы информатизации. Также были выявлены четкие требования к электронным пособиям:

Дидактические;

Эстетические;

Эргономическте;

Технико - технологические;

Аппаратно программные.

Исходя из них, а так же требований, применяемых на отдельных видах учебных занятий, было решено разработать собственное электронное пособие. Однако, учитывая факт о развитии познавательной активности школьников учебное пособие должно было иметь нестандартный, не традиционный вид. Отличной альтернативой стандартным учебникам стал электронный ментальный учебник.

Ментальный учебник - совокупность ментальных карт по тематическому разделу, который создается с целью использования в процессе обучения.

Для разработки была выбрана бесплатная программа FreeMind. Опираясь на государственные стандарты обучения информатики, примерные рабочие программы, а так же на УМК И.Г. Семакина можно выделить следующее содержание учебника:

Информационные (нематериальные) модели. Использование информационных моделей в учебной и познавательной деятельности.

Назначение и виды информационных моделей. Формализация задач из различных предметных областей. Структурирование данных. Построение информационной модели для решения поставленной задачи.

Оценка адекватности модели объекту и целям моделирования (на примерах из различных предметных областей)

Учебник прошел апробацию в образовательном учреждении, оправдывая нашу гипотезу, т.е. при его использовании на занятиях познавательная активность учащихся возросла.

Заключение

В современном мире информатика - важнейший компонент общего образования. Которая способна решать одну из приоритетных задач пелагогики - развивать позновательную активность учащегося, что значит формировать его как личность.

Во всех эпохах человеческой истории познавательной активности уделялась огромная роль. Начиная с эпохи древнегреческих философов, где считалось, что познавательная активность способствует лучшей памяти и более глубокому восприятию окружающего мира и заканчивая сегодняшним днем - эпохи перемен, где знания обновляются множества раз за поколения. Это обуславливает потребности общества к людям способных принимать нестандартные решения, умеющие творчески мыслить.

Исходя из изученной в ходе исследования литературы, можно сделать вывод, что школьный возраст несет в себе огромные амбиции в обучении, которые в большинстве своем гаснут во времени. А в современном мире, веке информации, обучении информатике - это развитие, основа для понимания мира.

Однако, в современном образовании существует недостаток методической базы, не просто учебников или простого дидактического материала, а таких средств, которые бы помогали формировать познавательную активность.

В школе все чаще используются электронные средства обучения и в частности электронные учебники. Несомненно, эти учебники имеют ряд достоинств перед бумажными: во-первых, их мобильность, во-вторых, доступность связи с развитием компьютерных сетей, в-третьих, адекватность уровню развития современных научных знаний. Создание электронных учебников способствует также решению и проблемы, такой как постоянное обновление информационного материала. В них также может содержаться большое количество упражнений и примеров, подробно иллюстрироваться различные виды информации. Кроме того, при помощи электронных учебников выполняется контроль знаний - компьютерное тестирование.

Но для создания электронного учебника недостаточно взять хороший учебник, снабдить его навигацией (создать гипертексты) и богатым иллюстративным материалом (включая мультимедийные средства) и воплотить на экране компьютера. Электронный учебник не должен превращаться ни в текст с картинками, ни в справочник, так как его функция принципиально иная.

Именно поэтому нужно искать другие виды учебных пособий, одним из выходов из сложившейся, на сегодняшний день, ситуации в образовании можно считать новый тип учебника - ментального.

Именно таким новым видом является и наш учебник, разработанный в ходе исследования. Ментальное пособие для обучения информатики 9 классов по теме «Формализация и моделирования».

В процессе проведенной работы были решены следующие задачи, которые ставились перед нами в начале исследования:

были изучены проблемы сформированности познавательной активности у школьников;

изучены и изложены основные требования, предъявленные к электронным учебным пособиям;

изучен новый вид электронных ментальных пособий:

проведен отбор содержания ментального учебника;

разработан ментальный учебник по теме «Формализация и моделирование»;

разработаны задания для самостоятельных, практических и лабораторных работ;

проведена опытно - экспериментальная проверка выдвинутой гипотезы.

В ходе экспиремента был выбран комплекс методов исследования, который определялся целью и задачами исследования. Применялись теоретико-методологический анализ литературных источников; моделирование систем и процессов; изучение и обобщение педагогического опыта преподавания информатики учащимся средней школы; эмпирические методы (наблюдение, опрос, анкетирование);анализ результатов деятельности учащихся; педагогический эксперимент; статистические методы обработки данных.