Методика разработки и использования средств информационно-коммуникационных технологий для формирования геометрической компетентности учащихся основной школы

Методика разработки и использования средств информационно-коммуникационных технологий для формирования геометрической компетентности учащихся основной школы

МУСАТАЕВА ИЮНГУЛЬ СУЛЖАНОВНА

Алма-Аты 2008

Содержание

Введение

1. Теоретические аспекты использования средств информационно-коммуникационных технологий в образовании

1.1 Научно-методические основы использования средств информационно-коммуникационных технологий в образовании

1.2 Методико-технологические основы создания средств ИКТ

1.3 Система требований, предъявляемых к качеству средств ИКТ для формирования геометрической компетентности

2. Методические особенности разработки и использования средств ИКТ для формирования геометрической компетентности

2.1 Этапы разработки средств ИКТ для обучения геометрии (методические подходы к разработке средств ИКТ для формирования геометрической грамотности в условиях информатизации образования)

2.2 Методика применения средств ИКТ, ориентированных на формирование геометрической грамотности учащихся на основе ИКТ

2.3 Организация деятельности учащихся по формированию геометрической грамотности

2.4 Педагогический эксперимент

Заключение

Список использованных источников

Приложение

Введение

Актуальность исследования. Информатизация образования в Казахстане является одним из главных (магистральным) направлением модернизации учебного процесса и предполагает разработку новой методической системы обучения предметам средней общеобразовательной школы, в частности, математике. Общество, государство ставят перед школой цель обеспечить каждого выпускника целостной системой универсальных знаний, умений, навыков, отвечающих уровню международных стандартов, с обязательным условием самостоятельной деятельности и личной ответственности учащихся. Выпускник - соответственно Закону об образовании Республики Казахстан - должен представлять собой развитую личность, свободно самоопределяющуюся и самореализующуюся в современном мире. […]

В период информатизации системы среднего образования возрастает потребность в разработке методических основ использования информационных технологий в учебном процессе для формирования образовательных компетенций. Решение этой задачи зависит от успешной реализации Программы Президента Республики Казахстан «Информатизация системы среднего образования»[…] и от степени и качества научно-методического обеспечения педагогической деятельности.

Целью совершенствования математического образования в первую очередь ставится воспитание у школьника качественно нового типа мышления, который можно охарактеризовать, как способность мыслить не только образами, речью, посредством печатного слова и письма, но и с применением компьютера. Мышления, обладающего свойством усиливаться за счет включения в процессы мыследеятельности современных информационных средств.

Задачей деятельности учителя становится использовать информационно-коммуникационные технологии не только для формирования знаний, умений и навыков учащихся, но и для формирования образовательных компетенций ученика - качеств, развиваемых в ходе реализации комплекса элементов образовательной деятельности. Для этого необходимо выделить такие средства, по отношению к которым ученик самоопределяется, добывает знания, знакомится с соответствующими культурно-историческими достижениями человечества, а также выявлять и развивать у ученика личностный смысл по отношению к объектам и знаниям о них. Это позволяет учащемуся преодолеть отчуждение от содержания образования, выделить в нем личностно-значимую основу.

На современном этапе изменились целевые компоненты содержания образования, оно становится личностно ориентированным. Поскольку компетенции связывают воедино личностный и социальный смысл образования, введение этого понятия в нормативную и практическую составляющие образования позволит решить проблему, характерную для казахстанской школы. Когда ученики могут хорошо овладеть набором теоретических знаний, но испытывают значительные трудности в деятельности требующей использования этих знаний для решения конкретных задач или проблемных ситуаций.

Эта проблема выдвигает задачу развития самих учащихся и переорганизации учебного процесса таким образом, чтобы ученик стал активным субъектом обучения, а не пассивным его объектом. Педагогическая наука разрабатывает и имеет достаточно широкий опыт инновационных методик, внедрение которых ведет к значительному повышению качества обучения. В отношении обучения математике эти методики основаны на значительной дифференциации, интенсификации учебного процесса, алгоритмизации и построения обобщенных моделей по основным идейно-содержательным линиям предмета.

В педагогических исследованиях проблемы использования средств информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) в школах и вузах на базе компьютерной техники разрабатывается в следующих направлениях:

ь в общетеоретическом и дидактическом (Б.С.Гершунский, С.И.Кузнецов, Е.И.Машбиц, В.М.Монахов, В.И.Роберт, А.П.Ершов и др.);

ь в психолого-педагогическом (Е.И.Машбиц, Н.Ф.Талызина, О.К.Тихомиров, А.Я.Савельева и др.);

ь в преподавании отдельных дисциплин: математике (Я.И.Груденов, Ю.Г.Гузин, Л.Г.Кузнецова, В.М.Монахов, Е.К.Хеннер и др.); физике (П.М.Маланюк, Е.Е.Минина и др.); информатике (А.П.Ершов, А.А.Кузнецов и др.); русскому языку (Т.В.Васильева и др.);

ь в разработке, создании и применении педагогических программных средств (ППС)(С.Г.Григорьев, ВВ.Гриншкун, Е.Ы.Бидайбеков, С.Кариев, Г.К.Нургалиева, А.А.Шарипбаев и др.).

За последние десятилетия по проблеме информатизации образования появились ряд научных исследований и в Казахстане, которые внесли свой вклад в развитие науки. Это работы Г.К.Нургалиевой, Ж.А.Караева, С.В.Раха, С.К.Калдыбаева, А.Б.Жолдасбекова, А.И.Тажигуловой, В.В.Гриншкуна, Е.К.Балафанова, Е.Г.Гаевской, К.Ж.Аганиной, Л.В.Нефедовой, Ш.Ж. Курманалиной, Е.В. Артыкбаевой и др.

Значительное количество работ посвящено вопросам организации учебного процесса с использованием средств информационных и коммуникационных технологий. Анализ педагогических исследований показывает, что существует множество идей и достаточный опыт использования программных средств учебного назначения в процессе обучения геометрии. Но роль средств информационно-коммуникационных технологий в формировании геометрической грамотности учащихся не исследована и потому она приобретает особую актуальность.

Как показало проведенное нами в 2006 году анкетирование учителей математики Восточно-казахстанской области, ни один из них не использует компьютер на уроках. При этом проверка знаний геометрии учащихся на выходе основной школы показала очень низкий уровень.

Анализ теории и практики среднего образования показал, что существует противоречие между недостаточной ориентацией деятельности учителей математики на использование ИКТ в учебном процессе и необходимостью обновления и изменения методической системы обучения школьного предмета (геометрии), а также потребностью поиска новых методических подходов, приближающих традиционное обучение к компьютеризированному.

Определение совокупности педагогических условий, способствующих повышению уровня математической компетенции на основе применения средств ИКТ, составляет проблему данного исследования.

Актуальность, теоретическая неразработанность и практическая значимость решения данной проблемы определили выбор темы диссертационной работы: «Методика разработки и использования средств информационно-коммуникационных технологий для формирования геометрической компетентности учащихся основной школы».

Цель исследования - обоснование методики разработки и использования средств информационно-коммуникационных технологий методически для формирования образовательных компетенций(геометрической грамотности) учащихся.

Объект исследования - процесс обучения учащихся в общеобразовательной школе.

Предмет исследования - создание и применение (использование) ИКТ при обучении геометрии учащихся основной школы.

Гипотеза исследования: Если:

- разработать и внедрить средства информационно-коммуникационных технологий в процесс обучения геометрии;

- разработать модель предметной (геометрической) компетентности учащихся основной школы в системе многоуровневого образования;

- применять для решения задач по геометрии программные средства, дающих рациональное решение и способствующих развитию нового мышления учащихся,

то формирование геометрической компетентности учащихся средней школы на этапе информатизации образования будет более успешным (эффективным, качественным), что это приведет к совершенствованию обучения учащихся геометрии)

Для достижения цели и проверки гипотезы исследования были сформулированы следующие задачи:

- выявить возможности информационно-коммуникационных технологий для формирования геометрической компетенции учащихся;

- обосновать дидактические принципы ИКТ и особенности их использования;

- экспериментально проверить эффективность применения ИКТ при обучении геометрии.

Ведущей идеей исследования является идея связать процесс компьютеризации учебного процесса с обновлением методической системы обучения геометрии для оптимального решения задачи воспитания математически грамотных (компетентных) выпускников основной школы.

В соответствии с задачами использовались следующие методы исследования:

- теоретический анализ психолого-педагогической, научной и методической литературы;

- анкетирование и беседы с учащимися, учителями и руководителями школ, педагогическое наблюдение, тестирование учащихся, анализ учебно-программной документации;

- моделирование;

- педагогический эксперимент, методы математической обработки данных.

Методологической основой исследования являются философские, психолого-педагогические учения о деятельности и развития личности (В.В.Беспалько, В.В.Давыдов, Ю.К.Бабанский и др.), взаимосвязи общества и образования, теория системного подхода к изучаемым процессам ( И.Я.Лернер, В.А.Гусев, А.М.Пышкало и др.); концепция информатизации системы среднего образования (Г.К.Нургалиева, А.Ж.Арыстанова, Д.М.Джусубалиева, Ж.А.Караев, А.Х.Накпаева, И.В.Роберт, Э.Г.Скрибницкий и др.); теория профессиональной компетентности учителя (А.К.Маркова и др.); теория образовательных компетенций (А.Хуторской, С.И.Ферхо, И.А.Зимняя и др.).

Научная новизна и теоретическая значимость диссертационного исследования заключается в том, что:

- выявлены возможности средств информационно-коммуникационных технологий для формирования геометрической грамотности учащихся средней школы;

- обоснованы дидактические требования к разработке ИКТ и особенности их использования для формирования геометрической компетентности учащихся;

исследовано содержание понятий «средства информационно-коммуникационные технологий», «образовательная компетенция», а также уточнено понятие «геометрическая грамотность учащегося»;

- обоснована и проверена на практике эффективность применения средств ИКТ при обучении геометрии.

Практическая значимость исследования состоит в том, что использование разработанных средств ИКТ позволяет повысить качество процесса обучения геометрии. Формирует умения самостоятельной познавательной деятельности учащихся, творческую взаимосвязь учителя с учеником и оптимальное управление обучением. Для этого разработаны и апробированы средства ИКТ учебного назначения и методические разработки уроков геометрии с использованием этих средств ИКТ.

Этапы и процедура исследования:

На первом этапе (2001 - 2003 гг.) определялись основные направления и исходные положения исследования; определялся понятийный и научный аппарат исследования, выполнялся анализ и систематизация собранного материала по проблеме исследования;

На втором этапе (2003 - 2005 гг.) проводился констатирующий эксперимент, направленный на изучение основных направлений деятельности учителей по использованию ИКТ; потребности, запросы, готовность учителей к этой деятельности, состояние умений использования компьютерных средств.

На третьем этапе (2005 - 2007 гг.) уточнялись основные теоретические положения исследования, проводился обучающий эксперимент с целью проверки эффективности применения ИКТ в учебном процессе, велась обработка полученных экспериментальных материалов, анализировались и обобщались результаты исследовательской работы.

Источниками исследования являются документы: Закон об образовании, Концепция развития среднего образования; труды философов, педагогов, психологов, ученых - методистов математиков; опыт учителей и школ, которые используют ИКТ в учебном процессе; информационные ресурсы сети Internet, опытно-экспериментальная работа автора.

Базой исследования явились школы-гимназии №5, 6, 37, СШ № 1, 3, 22, 40 г.Семипалатинска, факультет довузовской подготовки СГПИ. В процессе констатирующего эксперимента принимало участие 50 учителей математики.

На защиту выносятся:

1. Теоретическое обоснование дидактических требований к разработке средств ИКТ и эффективности их использования для формирования геометрической компетентности учащихся основной школы.

2. Структурно-содержательная модель формирования геометрической грамотности учащихся на основе использования средств ИКТ, которая представляет собой единство цели, принципов, этапов (подготовительного, основного, заключительного), критериев, уровней и результата, а также педагогических условий.

3. Методические разработки по организации уроков геометрии для формирования геометрической компетентности с применением программных средств.

4. Модель курса геометрии на основе использования ИКТ.

Достоверность и обоснованность проведенного исследования обеспечивается методологической обоснованностью исходных позиций, логичностью научного аппарата, применением комплекса методов исследования, адекватных задачам каждого этапа исследования, качественным и количественным анализом экспериментальных данных с использованием математико-статической обработки.

Апробация и внедрение результатов исследования. Результаты проведенного исследования докладывались и обсуждались на Международной научно-практической конференции «Теория функций, функционального анализа и их приложения» (Семипалатинск, 2003 г.), Международной конференции «New Trends in the Computers Scines Master's Curriculum» (Алматы, 2004 г.), Международной научно-практической конференции «Оценка качества Высшего образования: опыт, проблемы, перспективы» (Семипалатинск, 2004 г.), Международной научно-практической конференции «Опыт взаимодействия вузов и школ - основа качественной подготовки учителей новой формации» (Семипалатинск, 2005 г.), IV Международном форуме «Информатизация образования Казахстана и стран СНГ»(Алматы, 2006 г.), Международной научно-практической конференции «Современные проблемы математики, механики и информационных технологий»(Талдыкорган, 2007г.), а также на заседаниях методического семинара отдела среднего и профессионального образования департамента образования г. Семипалатинска.

Структура диссертации определена ведущей идеей и логикой исследования, а также последовательностью решения поставленных задач. Диссертационная работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка использованных источников и приложений.

Во введении обоснована актуальность исследуемой проблемы, определены проблема, цель, объект, предмет исследования, сформулирована гипотеза и намечены задачи исследования. Освещены методологические основы исследования, раскрыта научная новизна, теоретическая и практическая значимость работы, методы и этапы исследования, выделены положения, выносимые на защиту, сведения об апробации и внедрении результатов исследования.

В первой главе «Теоретические аспекты использования средств информационно-коммуникационных технологий в образовании» нами исследовано содержание понятия «средства информационно-коммуникационных технологий». Приведены дидактические принципы информационно-коммуникационных технологий обучения и особенности их использования при обучении геометрии учащихся основной школы. Разработана модель формирования геометрической компетентности учащихся.

Во второй главе «Методические особенности разработки и использования средств ИКТ для формирования геометрической компетентности» обобщены материалы констатирующего эксперимента, где была исследована деятельность учителя математики по использованию ИКТ в современных педагогических условиях. Разработаны средства ИКТ учебного назначения и методические рекомендации для проведения уроков геометрии с их использованием, представлены результаты формирующего эксперимента. Обосновывается эффективность использования мультимедийных программ для формирования геометрической грамотности учащихся.

В заключении охарактеризована значимость полученных научно-педагогических результатов, включающих основные теоретические выводы и практические рекомендации по итогам исследования, намечены перспективы дальнейших исследований в данной области.

Список использованных источников содержит философскую, психологическую и педагогическую, методическую и специальную литературу, проанализированную в ходе исследования и содержит ….. наименований.

В приложении представлены материалы, использованные в ходе исследования: таблицы мониторинга учащихся, результаты анкетирования и отзывы учителей о нововведении.

Глава 1. Теоретические аспекты использования средств информационно-коммуникационных технологий в образовании

1.1 Научно-методические основы использования средств ИКТ в образовании

Глубокие социальные перемены, происходящие в современном обществе, требуют новых подходов к развитию образования, изменения методологии и парадигмы педагогической науки. Материалистическая теория познания перестали служить методологической основой педагогической науки и других наук в целом. Методологической основой советской педагогики служила система концептуальных взглядов, известных философов, дидактиков и педагогов, построенных на этом базисе. К ним относятся труды следующих ученых: С.И.Гессен, В.И.Гинецинский, Б.С.Гершунский, В.М.Грищенко, Н.Д.Хмель, Л.А.Ивахнова, Б.Г.Ананьева, Г.Г.Воробьев, Б.Т.Лихачев и др.

Научно-теоретические, общепедагогические основы развития школьного образования исследовались в работах: С.И.Архангельского, Ю.К.Бабанского, П.И.Пидкасистого, Б.С.Гершунского, В.И.Загвязинского, И.К.Журавлева, М.Н.Скаткина и др.

Проблемы эффективной организации педагогического процесса в школе были рассмотрены в фундаментальных трудах Ю.К.Бабанского, В.П.Беспалько, М.И.Махмутова, А.М.Матюшкина, П.И.Пидкасистого, М.Н.Скаткина, В.Г.Разумовского, Т.И.Шамовой, С.И.Архангельского, и др.

Современное общество характеризуется активным проникновением информационных технологий в различные сферы жизнедеятельности человека. В мировой и отечественной теории и практике образования накоплен значительный опыт по организации и реализации обучения, основанного на использовании компьютера и компьютерных обучающих программ: вопросы оптимизации учебно-воспитательного процесса с использованием компьютерной техники получили освещение в трудах В.А.Апатовой, Т.В.Габай, Б.С.Гершунского, В.Глушкова, А.Н.Ершова, Е.И.Машбица, И.В.Роберта, Н.Н.Скобина, Н.Ф.Талызиной и др.; проблемы разработки и применения компьютерных обучающих программ в процессе преподавания различных дисциплин стали предметом исследования в работах Е.В.Артыкбаевой, В.Г.Житомирского, Г.А.Звинигородского, А.А.Кузнецова, Е.А.Кобринского, В.А.Криворучко, А.Х.Накпаевой, Е.Р.Сизовой, Ж.Тусупаевой, Е.А.Феоктистовой и др.; дидактические и педагогические возможности использования компьютерных обучающих систем нашли отражение в исследованиях А.Ж.Арыстановой, С.Г.Бондаревой, С.Ю.Карповой, С.К.Калдыбаева, Г.И.Можаевой, О.П.Околелова, С.Ю.Рах, В.Д.Руденко, Э.Г.Скибицкого, Г.Б.Скок и др. Технология создания целостных компьютеризированных курсов рассматривается в работах А.С.Кадыровой, Ж.Караева, С.П.Крицкого, Е.С.Полат, Э.Г.Скибицкого, Л.И.Холиной и других. Структуризация учебного материала в процессе создания электронных учебников предложена в работах Г.К.Нургалиевой, В.В.Гриншкун, Ш.Ж.Курманалиной и др.

Все больше активизируется внимание к методическим проблемам, что обусловлено снижением уровня математической подготовки школьников, их развития, ростом трудностей учащихся в решении задач и т.д. Г.И.Саранцев видит причину этого в слабости традиционной системы обучения, которая во главу угла ставит не ученика, а прохождение учебного материала, другие высказывают сомнение в роли знаний, умений и навыков, третьи заявляют о кризисе всей традиционной системы обучения. Вместе с тем в исследованиях ученых появляется ряд предложений о совершенствовании учебного процесса посредством внедрения системы обучения на основе использования информационно-коммуникационных технологий. Как обращает внимание А.К.Альжанов, электронное обучение выступает не только в качестве условия повышения качества образования, успешной интеграции системы образования в мировое образовательное пространство, но и дает возможность повысить свою конкуретноспособность на рынке образовательных услуг […]

Анализ научных исследований проблем образования всех уровней в условиях его информатизации позволяет отметить разные мнения о целесообразности использования компьютерных технологий в образовании. Психолого-педагогические стороны компьютеризации обучения отражены в работах В.В.Давыдова, Е.И.Машбица, В.А.Сластенина, О.К.Тихомирова, Г.А.Абдулкаримовой, Б.К.Тульбасовой и др.

В ряде работ предложена и обоснована методика подготовки будущих учителей математики к использованию информационных технологий в диагностике и развитии математических способностей учащихся, раскрыты особенности профессиональных умений будущих учителей математики по использованию новых информационных технологий, но не отражен вопрос формирования математической компетентности(геометрической грамотности) учащихся на основе использования ИКТ.

Образование есть сфера функционирования науки, и те процессы, которые характерны для ее развития, отражаются в сфере образования. Необходимо для понимания того, что происходит в образовании, рассмотреть изменения в математической науке. Использование компьютеров в школьном образовании (в том числе математическом) следует признать неизбежным. Остается определить, отмечает А.Н.Смирнов, наиболее эффективный способ применения компьютерных технологий в образовании, найти ответ на два вопроса: «Какие задачи математического образования должен помочь решить компьютер, и какова технология их решения?»[…]

Обосновывая необходимость введения новой педагогической технологии в учебный процесс, уточним трудности, с которыми не справляется учитель при традиционной методике обучения в нынешней массовой школе:

- учитель не может каждого ученика проверить по каждой изучаемой теме;

- если бы даже учитель мог каждого ученика проверить по каждой теме, у него нет времени исправить, устранить проблемы в знаниях учащихся;

- учитель не может научить своих учеников самостоятельно работать с учебником, не может подготовить учащихся в самообразованию;

- учитель не может на уроках удовлетворить повышенные интересы учащихся по своему учебному предмету;

- при традиционном обучении у учителя слишком ограничены возможности воспитывать каждого своего ученика.

Внедрение новых технологий в образование будет целесообразным, если удастся сохранить (хотя бы частично) преимущества устоявшихся форм обучения, устранив при этом их недостатки. Использование информационно-коммуникационных технологий будет значительным шагом в обучении математике, но только при условии обеспечения того, что не смогли дать существующие методики обучения.

Для преодоления всех негативных явлений в школьном образовании наступило время интенсивного внедрения новой педагогической технологии в систему образования, в систему обучения математическим дисциплинам. Если в традиционном обучении доминирующая роль принадлежит учителю, то теперь активную роль в учебном процессе играет ученик, его не учат, он учится. В условиях информатизации образования дифференциация обучения предполагает различные выборы, предпочитаемые самими учащимися (предметов, форм обучения и т.п.), реализацию своих потребностей и своего шанса добиться успеха в избранном направлении. В центре внимания учителя - выявление индивидуальных возможностей и интересов каждого ученика. Деятельность ученика оценивается по многим личностным и поведенческим параметрам.

Мы согласны с исследователями, что для реализации электронного обучения нужен педагог, способный работать в непривычных условиях, осознающий и принимающий свою принципиально новую роль в технологически организованном процессе обучения, умеющий использовать ресурсы современных информационных средств в педагогических целях.

Использование информационных технологий способствует развитию компетентностного подхода, направленного на ученика, на развитие его способностей, позволяющих ему по окончании средней школы стать профессионально определившейся личность, компетентной в образовательных областях.

Геометрия является одной из фундаментальных учебных дисциплин для многих профилей обучения. Она нужна будущим архитекторам, строителям, химикам, чертежникам и людям других профессий. Диагностика геометрической грамотности осуществляется с помощью задач, которые должны быть не только личностно-ориентированными, но и практико-ориентированными, профессионально-ориентированными.

Применение методов математического моделирования, использование ПЭВМ усиливает практическую направленность многих геометрических задач. В результате деятельность по изучению предмета становится более интересной, качественной и эффективной.

Каждый учебный предмет может помочь выявить и развить различные способности учащихся. Геометрия имеет большие потенциальные возможности для развития пространственного воображения, логического мышления (построения логических рассуждений), практических действий, связанных с моделированием геометрических и реальных объектов.

В современных условиях становится все более актуальной проблема качества среднего образования. Подготовка компетентного во всех образовательных областях выпускника зависит от многочисленных факторов, в том числе от качества математического образования.

В своих исследованиях основной акцент мы ставим на то, как разрешить противоречие между современными требованиями к математической подготовке выпускников школ и сложившейся практикой обучения математике. Потому как в научных трудах и рассмотренных исследованиях не показано, какой должна быть структура математического образования учащихся основной школы, в частности, какой должна быть структура процесса обучения геометрии.

Увеличение умственной нагрузки на уроках математики заставляет задуматься над тем, как поддержать у учащихся интерес к изучаемому предмету, их активность на протяжении всего урока. Использование же компьютера при обучении позволяет создать информационную обстановку, стимулирующую интерес и пытливость ребенка.

В школе компьютер становится посредником между учителем и учеником, позволяет организовать процесс обучения по индивидуальной программе. Ученик, обучающийся за пультом компьютера, может сам выбирать наиболее удобную для него скорость подачи и усвоения материала. В этом проявляется главное преимущество компьютера в процессе обучения: он работает с каждым учеником в отдельности.

В современном словаре по педагогике под редакцией Е.С.Рапацевича компьютеризация рассматривается как одно из направлений научно-технического прогресса в образовании, имеющее целью оптимальное использование электронной вычислительной техники (включая персональные компьютеры) на всех стадиях обучения всеми его участниками. Основная цель компьютеризации состоит в том, чтобы подготовить подрастающее поколение к жизни в условиях информационного общества, в связи, с чем возникает проблема овладения компьютерной грамотностью, которая реализуется на одном из трех уровней: специализированном, пользовательском или ознакомительном.

Матрос Д.Ш. уточняет, что компьютеризация системы образования - процесс оснащения соответствующих учреждений средствами современной вычислительной техникой. При этом ученым выделен следующий этап - информатизация системы образования, под которым понимается максимально эффективное использование информационного обеспечения системы образования с помощью компьютера. […]

Проблема исследования компьютера и компьютерных обучающих программ не нова, но возможности информационно-коммуникационных технологий в формировании математических компетенций, в частности, геометрической, недостаточно исследованы.

Содержание понятий «информационные технологии в обучении», «современные информационные технологии обучения», «информатизация образования», «компетентность», «компетенция», «образовательная компетенция», «грамотность», «компьютерная грамотность», «функциональная грамотность» являются в наших исследованиях базовыми.

Начатая с середины 80-х годов XX века компьютеризация образования стран СНГ, в том числе Казахстана, создала предпосылки для ее концептуальных основ, открыла возможности для развития сети школьных компьютерных классов, а также подготовки специалистов в области компьютерных технологий (В.В.Гриншкун, А.П.Ершов). Появление ИКТ позволило значительно интенсифицировать процессы интеллектуализации личности обучаемого за счет мгновенного доступа к информации, ее автоматизированного сбора, хранения и обработки. Основными составляющими компьютеризации являются: технические устройства, программное обеспечение и учебное обеспечение. К техническим устройствам относят: компьютер, принтер, модем, сканер. Следующей составляющей компьютеризации являются программы, управляющие работой на компьютере. Третьей компонентой компьютеризации является учебной обеспечение, предполагающее особый класс программ - обучающие программы и обучающие системы (П.И.Пидкасистый).

Актуальность использования персональных компьютеров для формирования определенных умений, навыков при изучении математических дисциплин показана в исследованиях Р.Я.Рижняк, К.А.Танатарова, Л.Л.Якобсон, В.В.Гриншкун, К.Т.Искаковой, Ю.С.Брановского. Но формирование образовательных компетентностей учащихся на основе применения информационно-коммуникационных технологий рассматривается исследователями вскользь или вообще не затронуто. Поэтому возникла необходимость аргументированного обоснования ведущей роли ИКТ в совершенствовании математических компетенций учащихся средней общеобразовательной школы.

Согласно государственной Программе Информатизации системы образования Республики Казахстан на 2004-2006 годы, информатизацию общества следует понимать как создание и развитие информационной среды: комплекса условий и факторов, обеспечивающих наилучшие условия функционирования информационных ресурсов с учетом автоматизированных способов их переработки использования в целях социального прогресса. Информатизация сводится к формированию информационных технологий и созданию условий для эффективного их использования в различных общественных системах.

В своих исследованиях мы брали за основу определения понятий, данных учеными Бидайбековым Е.Ы., Гриншкун В.В., Григорьевым С.Г.

Информационное общество - общество, структуры, техническая база и человеческий потенциал которого приспособлены для оптимального превращения пассивных форм ИР (книги, статьи, патенты и т.п) в активные (модели, алгоритмы, программы, проекты). ИКТ - обобщающее понятие, описывающее различные устройства, механизмы, способы, алгоритмы обработки информации.

Информационный ресурс - семантическая информация, информация в виде понятийного знания. При этом не все сообщения являются информационными ресурсами, они должны найти своих потребителей.

Информатизация образования - область научно-практической деятельности человека, направленной на применение технологий и средств сбора, хранения, обработки и распространения информации, обеспечивающее систематизацию имеющихся и формирование новых знаний в сфере образования для достижения психолого-педагогических целей обучения и воспитания.

Информатизация образования обеспечивает достижение двух стратегических целей. Первая - повышение эффективности всех видов образовательной деятельности на основе использования ИКТ, вторая - повышение качества подготовки специалистов с новым типом мышления, соответствующим требованиям информационного общества.

Информатизация образования на практике невозможна без применения специально разработанных компьютерных аппаратных и программных средств, которые называются средствами информатизации образования.

Средствами информатизации образования называются компьютерное аппаратное и программное обеспечение, а также их содержательное наполнение, используемые для достижения целей информатизации образования.

Использование только средств информатизации образования недостаточно для полноценного применения информационных и телекоммуникационных технологий в образовании. На практике такие средства обязательно должны быть дополнены идеологической базой информатизации образования, а также деятельностью специалистов в различных областях знаний, чье участие необходимо для достижения целей информатизации.

Информатизация образования, независимо от направления ее реализации, является широкой, многоаспектной областью деятельности человека, влияющей на функционирование всей системы образования, и, без преувеличения, на жизнь всего общества в целом.

Информатизация образования заставляет пересматривать традиционные учебные курсы информатики, методы, технологии и средства информатизации, применяемые в обучении другим дисциплинам. С помощью методов и средств информатики будущий специалист должен научиться получать ответы на вопросы о том, какие имеются информационные ресурсы, где они находятся, как можно получить к ним доступ и как их можно использовать в целях повышения эффективности своей профессиональной деятельности.

Информатизация образования включает в себя научные основы создания, экспертизы и применения образовательных электронных изданий и ресурсов. В этой области еще много нерешенных задач. К ним можно отнести задачи адекватности таких средств реалиям учебного процесса, повышения уровня научности, смысловой и стилистической культуры содержания средств информатизации, необходимость интерфейсной, технологической и информационной связи между отдельными образовательными изданиями и ресурсами, задействованными в разных областях деятельности школ и вузов.

Мы согласны с Бидайбековым Е.Ы., что изучение основ создания и использования образовательных электронных изданий и ресурсов необходимо как каждому начинающему, так и каждому опытному педагогу.

Из многих целей обучения с использованием информационных ресурсов и электронных изданий мы акцентировали внимание на следующих:

Ознакомление педагогов с положительными и отрицательными аспектами использования электронных изданий и ресурсов в образовании.

Формирование представления о видовом составе и областях эффективного применения образовательных электронных изданий и ресурсов.

Формирование знаний о требованиях, предъявляемых к средствам информатизации образования, основных принципах и методах оценки их качества.

4.Обучение педагогов стратегии практического использования образовательных электронных изданий и ресурсов.

5.Обучение формирующемуся языку информатизации образования.

Кроме этого, изучение особенностей разработки и использования образовательных электронных изданий и ресурсов предоставит педагогам дополнительные возможности для пояснения обучаемым роли и места информационных технологий в современной мире, будет способствовать выравниванию возможностей разных педагогов в области использования средств информатизации в своей профессиональной деятельности.

Проводимые нами исследования в первую очередь связаны с целью Программы информатизации РК - повышение качества казахстанского образования посредством внедрения информационно-коммуникационных технологий в обучение на всех уровнях образования, а также интеграция в мировое образовательное пространство.

Актуальность темы исследования приводит к рассмотрению задач Программы:

1. Создание информационно-коммуникационной сети системы образования.

2. Создание нормативной правовой базы формирования и развития информационной инфраструктуры системы образования.

3. Создание и внедрение современных электронных учебных изданий на государственном и русском языках.

4. Подготовка административных, инженерно-технических и научно-педагогических кадров организаций образования для эффективного использования информационно-коммуникационных технологий.

5. Создание базы данных информационных образовательных ресурсов и их программного обеспечения.

6. Обеспечение организаций образования современной компьютерной техникой, информационными системами управления и средствами доступа к глобальным информационным ресурсам.

7. Развитие информационной системы управления образованием.

8. Создание программных систем для организации дистанционного обучения.

9. Создание методов и средств защиты информационных ресурсов образования.

Во введении подчеркивается, что стратегией развития Казахстана до 2030 года перед системой образования поставлена цель - обеспечить создание национальной модели образования и ее интеграцию в мировое образовательное пространство.

В современном мире, в период перехода от индустриальной к информационной цивилизации, системообразующим фактором развития является наличие информационно-коммуникационной сферы, которая активно влияет на политическую, экономическую и социальную составляющие деятельности государств, определяет процессы глобализации экономики и общественных отношений. Следовательно, необходимо построение национальной инфраструктуры, обеспечивающей быстрое внедрение новых информационных технологий во все сферы экономики и управления.

От информационно-технологического развития и его темпов зависят состояние экономики, уровня жизни людей, национальная безопасность, роль государства в мировом сообществе. Информационно-телекоммуникационным технологиям принадлежит важная роль в формировании целостного мира и в отдельности - в обеспечении условий сосуществования человеческих сообществ, отдельных личностей.

Одним из факторов, способствующих формированию информационной инфраструктуры, является повышение уровня образования населения. Образование представляет собой решающий фактор претворения возможностей информационно-телекоммуникационных технологий в жизнь.

Информатизация системы образования открывает большие перспективы для казахстанской модели образования. В современном мире владение информационными и коммуникационными технологиями становится в один ряд с такими качествами, как умение читать и писать, и во многом определяет пути дальнейшего развития общества.

информатизация - организационный, социально-экономический и научно-технический процесс создания индустрии производства и обработки информации на основе методов и средств информатики, предназначенных для удовлетворения информационных потребностей;

информационно-телекоммуникационные технологии - технологии, основанные на современных средствах связи и общения;

информационная инфраструктура системы образования - информационные ресурсы образования, содержащие данные, сведения и знания, зафиксированные на соответствующих носителях информации; организационные структуры, осуществляющие сбор, обработку, хранение, поиск и передачу информации, а также средства, обеспечивающие доступ к информационным ресурсам;

Программа содержит направления, пути и механизмы информатизации всех уровней образования и служит основой:

формирования и реализации государственной политики в области информатизации системы образования;

подготовки предложений по совершенствованию правового, научно-методического, технического и организационного обеспечения системы информатизации образования в Казахстане;

разработки региональных программ в области информатизации образования.

При составлении Программы проведен анализ современного состояния информатизации системы образования, согласно которому сделаны следующие выводы.

Стремительно развивающаяся научно-техническая революция стала основой глобального процесса информатизации всех сфер жизни общества. Уровень и темпы информационно-технологического развития во многом определяют состояние экономики, качество жизни людей, национальную безопасность, роль страны в мировом сообществе.

Во всех развитых и во многих развивающихся странах осуществляются широкомасштабные программы информатизации образования, изыскиваются пути повышения результативности общего образования, вкладываются значительные средства в разработку и внедрение новых информационных технологий.

Все более полно проявляются в мировой практике тенденции широкого использования дистанционных технологий обучения к важнейшего компонента складывающейся системы открытого образования.

В условиях динамично меняющегося мира, глобальной взаимозависимости и конкуренции, необходимости широкого использования и постоянного развития усложняющихся технологий наиболее фундаментальное значение имеет информатизация сферы образования. Содержание и качество образования, его доступность, соответствие потребностям конкретной личности в решающей степени определяют состояние интеллектуального потенциала современного общества. Интенсивное развитие сферы образования на основе интеграции в него информационных и телекоммуникационных технологий становится важнейшим национальным приоритетом.

Для обоснования актуальности и выдвижения гипотезы исследования нам необходимо учитывать основные направления и механизм реализации программы:

1) создание информационно-телекоммуникационной сети системы образования. Основным назначением сети является образовательный процесс. Она будет построена на основе взаимосвязи Центрального телекоммуникационного узла Министерства образования и науки и региональных телекоммуникационных узлов, расположенных в областных центрах, а также телекоммуникационных узлов, находящихся в районных центрах, крупных городах и крупных населенных пунктах.

2) создание нормативной правовой базы информатизации системы образования. На образовательные информационные ресурсы и технологии будут разработаны единые стандарты, позволяющие обеспечить их качество и сертификацию. Будут приведены в соответствие с общепринятыми международными моделями стандартизации образования отечественные стандарты образования.

3) создание и внедрение современных электронных учебных изданий. Электронные учебные материалы относятся к средствам поддержки и сопровождения образовательного процесса. Использование электронных учебников обеспечивает мгновенную обратную связь, возможность в короткое время найти нужную информацию, экономит время, позволяет быстро проверить знания и может обновить учебную информацию с помощью Интернета. Поэтому в ходе реализации Программы будут разработаны и утверждены требования к электронным учебным материалам, а также механизм обязательной экспертизы и экспериментальной проверки рекомендуемых для использования в образовании электронных учебных материалов.

4) подготовка и переподготовка кадров. Одним из важнейших условий успешного внедрения информатизации в систему образования является наличие квалифицированных кадров, владеющих современными информационными технологиями. В связи с этим в процессе реализации Программы вопросу подготовки и переподготовки кадров отводится особое место. Переподготовка преподавателей должна включать не только обучение работе с компьютером, но и освоение новых методов работы в преподавании учебных дисциплин. Она должна носить практический, проектный характер, направленный на получение опыта практического применения информационных и коммуникационных технологий и опыта проектирования информационной среды.

5) создание базы данных информационных образовательных ресурсов. Необходимо разработать программное обеспечение для формирования образовательных порталов, электронных библиотек, медиатек и других.

6) развитие информационной системы управления образованием. В ходе реализации Программы предстоит эксплуатировать и развивать информационную систему управления образованием. Одним из направлений будет создание корпоративной сети, ориентированной на повышение эффективности управления системой образования и электронного документооборота на всех ее уровнях. Данная система позволит Министерству отслеживать результаты реализации реформ (программ), проводимых в системе образования и осуществлять их оперативную корректировку в соответствии с возникающими проблемами.

7) организация дистанционного обучения на основе информационной инфраструктуры системы образования. Данный процесс предполагает создание университетских и региональных центров коллективного пользования в режиме удаленного доступа, функционирующих в рамках системы открытого образования, и обеспечивает параллельный доступ к необходимым ресурсам, создавая условия для одновременного образовательного процесса в нескольких учреждениях системы образования.

8) обеспечение защиты информационных ресурсов сети системы образования. Необходимо разработать систему правил, норм и мер защиты пользователей образовательных информационных ресурсов от возможных негативных последствий ненормируемого использования компьютерной техники, регламентирующих продолжительность времени непрерывной работы, а также защиты информационных ресурсов от несанкционированного доступа.

9) обеспечение организаций образования средствами информатизации. Предполагается создание обучающих комплексов, включающих в себя объект изучения (физический объект от лабораторного практикума или демонстрации), компьютер и программно-методические средства для всех уровней образования по различным предметным областям. В пределах минимально необходимого уровня оснащенности в образовательных учреждениях может варьироваться только количество поставляемого оборудования и компьютеров в зависимости от наполняемости классов и количества обучаемых.

В ходе исследования и доказательства выдвигаемой гипотезы мы опирались на ожидаемый результат от реализации программы.

В результате выполнения Программы будет создана информационная инфраструктура системы образования, которая позволит:

1) повысить качество обучения путем организации доступа организаций образования к общим образовательным ресурсам, рационального использования педагогических кадров высшей квалификации, подготовки специалистов в области новых информационных технологий;

2) обеспечить доступ организаций образования к глобальным информационным ресурсам по высокоскоростным каналам;

3) произвести замену устаревшей компьютерной техники;

4) разработать по основным предметам общеобразовательной школы современные электронные учебные издания на государственном и русском языках и внедрить в учебный процесс, осуществить их интеграцию с традиционными средствами обучения;

5) создать электронные библиотеки и обеспечить доступ к размещенным в них образовательным ресурсам;

6) организовать систему открытого образования, включая интерактивные дистанционные технологии обучения для организаций образования различного уровня;

7) организовать подготовку и переподготовку кадров на государственном и русском языках для внедрения информатизации в систему образования;

8) создать нормативные правовые основы информатизации системы образования.

Мы согласны, что настоящая Программа должна стать важным этапом в модернизации образования. С учетом достигнутых в ходе ее реализации результатов будут подготовлены предложения по организации дальнейшей работы по развитию образования на основе новых технологий.

Реализация Программы обеспечит повышение качества образования, доступность образовательных программ широким слоям населения, профессиональную гибкость и мобильность будущих специалистов.

Информатизация системы образования рассматривается как стратегически важное направление Государственной программы развития системы образования в Республике Казахстан до 2010 года.

За последние годы достигнут определенный прогресс. Первый этап компьютеризации школ был завершен к 10-летию независимости Республики Казахстан. Из доклада Нургожина, в результате обеспеченность компьютерной техникой составляет в среднем 54 учащихся на один компьютер. По данным ЮНЕСКО это один из высоких показателей среди стран СНГ. К Интернет в настоящее время подключено около 45% школ. Обеспеченность учителями информатики за последние пять лет возросла до 97%.

В области управления системой образования внедрена первая очередь информационной системы (ИС) Министерства, охватывающая только организации среднего образования. На уровне высшего образования созданы отдельные локальные системы управления учебным процессом, не имеющих согласованного интерфейса с ИС.

Реальным шагом для вхождения нашей республики в единое образовательное пространство явилась реализация на территории стран Центральной Азии и Закавказья проекта «Виртуальный шелковый путь». В Казахстане при поддержке данного проекта создана научно-образовательная компьютерная сеть «КАЗРЕНА». В рамках проекта предоставляется наземная спутниковая станция и доступ к Интернет организаций образования и науки до 2005 года.

Создан Центральный телекоммуникационный узел, к которому подключены узел центрального аппарата МОН РК и узлы департаментов образования областей.

Одной из ведущих целей информатизации образования является создание и обеспечение организаций образования педагогически целесообразными программными средствами учебного назначения.

Важнейшим элементом формирования системы открытого образования являются технологии дистанционного обучения. В республике совместно с ЮНЕСКО реализован проект Дистанционного обучения по макрополитике воспитания и обучения детей дошкольного возраста. В ходе его реализации разработана стратегия развития дошкольного воспитания на 2003-2005 годы. Проведена пилотная апробация дистанционной технологии, в рамках которой получили навыки работы с информационными технологиями 184 человека. Создан веб-сайт по проблемам дошкольного воспитания и обучения «Мектепалды» (Предшкола). Внедрение технологий дистанционного обучения на уровне среднего образования связано с развитием спутникового канала дистанционного обучения (СКДО), которому подключены 717 школ шести областей. Трансляция учебной информации осуществляется два часа в день. В республике на базе отдельных вузов созданы экспериментальные программы дистанционного обучения.

Отмеченные достижения в определенной степени демонстрируют результативность использования информационных и коммуникационных технологий (ИКТ) в образовании. Вместе с тем, необходимо сосредоточиться на очевидном вопросе: как использовать ИКТ, чтобы улучшить управление системой образования и обучение в каждой школе, каждом колледже и вузе. Внедрение в сферу образования высокотехнологичных систем обучения на основе ИКТ (открытых, виртуальных, сетевых) требует создания единой образовательной информационной среды организаций образования. Следует отметить, что развитие информационных технологий влияет и будет влиять на систему образования как прямым, так и косвенным образом. Серьезное внимание в этих системах должно уделяться значительному повышению роли педагогического и психологического обеспечений.