Эффективность применения информационных компьютерных технологий в процессе формирования у младших школьников знаний о явлениях неживой природы

1.3 Анализ учебных программ по естествознанию для начальных классов

Отличительной особенностью естественнонаучного образования в начальной школе является вариативность программ. Своеобразие каждой программы предоставляет учителю возможность выбрать наиболее приемлемые для него варианты учебного курса. К настоящему времени разработано более 11-ти вариативных курсов по предмету «Окружающий мир».

В данной работе проанализированы пять курсов на предмет наличия в них учебного материала по теме «Явления неживой природы»: “Зеленый дом”, автор А.А.Плешаков (М.: Просвещение); “Природа и люди”, автор З.А.Клепинина (Смоленск: Ассоциация “ХХI век”); “Окружающий мир”, авторы Н.Ф.Виноградова, Г.Г.Ивченкова, И.В.Потапов (М.: Просвещение); “Мир и человек”, авторы А.А.Вахрушев, А.С.Раутиан (М.: Дрофа); “Окружающий мир”, авторы О.Т.Поглазова, В.Д.Шилин (М.: Инпро-Рес). Эти курсы представлены авторскими программами и обеспечены учебниками, учебными пособиями и методическими разработками для учителя.

1. «Зеленый дом», автор А.А. Плешаков

Цель данного курса -- воспитание гуманной, творческой, социально активной личности, бережно, ответственно относящейся к богатствам природы и общества. Главная отличительная черта этого курса - четко выраженная экологическая направленность.

В курсе «Мир вокруг нас» используются разнообразные методы и формы обучения. Для успешного решения задач курса предполагается проведение экскурсий и учебных прогулок. Занятия могут проводиться не только в классе, но и на улице, в лесу, парке, музее и т.д. Важное место в учебном процессе занимают ролевые игры, учебные дискуссии, самостоятельное чтение дополнительной природоведческой литературы и поиск в ней необходимой информации.

Система учебных пособий А.А. Плешакова предоставляет учителю реальную возможность дифференцировать обучение, исходя из сформированности познавательных интересов учащихся и достигнутого уровня умения читать и понимать прочитанное (38).

Явления неживой природы изучаются в 1 и во 2 классах. В 1 классе рассматриваются такие явления, как облачность (Какие облака бывают?), снег (Откуда берется снег?), дождь (Почему идет дождь? Какие бывают дожди?), ветер (Что такое ветер? Почему дует ветер? Какой бывает ветер?), радуга (Как образуется радуга? Почему радуга разноцветная?). Во 2 классе явления рассматриваются в рамках тем: «Явления природы» (определение явлений природы, сезонные явления); «Что такое погода» (температура, облачность, осадки, ветер, гроза, метель, снегопад); неживая природа осенью (зимой, весной, летом). Объем изучаемого материала небольшой.

2. «Окружающий мир», авторы Н.Ф. Виноградова, Г.Г. Ивченкова, И.В. Потапов.

Реализуется в рамках образовательной программы «Школа XXI века». В данном курсе в большей степени нашло отражение интегрирование природоведческой и социальной составляющей. Изучение естественнонаучных и обществоведческих вопросов идет в едином курсе на протяжении всех четырех лет обучения. Основная цель предмета -- формирование социального опыта школьника, осознание элементарного взаимодействия в системе «человек -- природа -- общество», воспитание правильного отношения к среде обитания и правильное поведение в ней.

В основе построения курса лежит принцип отбора наиболее актуальных для ребенка этого возраста знаний, максимальный учет его психологических доминант, снятие авторитарного и установление демократического диалога между учителем и школьниками. Поэтому содержание курса построено «от ребенка», прослеживается его взаимоотношения с миром природы, вещей, своим собственным миром и социумом.

Автор предлагает использование нетрадиционных форм организации обучения, усиление роли занятий, которые проходят вне класса. Меняется и роль уроков в классе: из формы организации обучения «по шаблону», вербального накопления знаний из книг и со слов учителя они становятся средством обобщения, систематизации знаний, полученных чувственным путем. При этом автор предлагает изменить структуру урока в классе. Она состоит из взаимосвязанных по теме, но различных по типу деятельности частей. Обязательной структурной единицей урока становится игра (ролевая игра) и продуктивная деятельность. Изучение программных тем идет в соответствии с особенностями природных и социальных явлений, уровнем развития и осведомленности учащихся, конкретными условиями школы. Последовательность изучения тем устанавливает учитель по своему усмотрению (10).

Изучение явлений неживой природы ведется на протяжении всех 4 классов в рамках тем: «Сезонные явления», «Явления природы», «Вода в природе», «Погода».

3. «Природа и люди», автор З.А.Клепинина.

Этот курс в наибольшей степени сохраняет традиции прежнего природоведения. Он разработан на классических дидактических принципах начального естествознания и географии: принцип сезонности, краеведческий принцип - и имеет четко выраженную практическую направленность.

Основу содержания курса «Природа и люди» составляют естественнонаучные методы. Ведущими методами являются непосредственные наблюдения предметов и явлений в природе, выполнение простейшего учебного эксперимента, моделирование, демонстрация наглядных пособий и опытов. Видное место занимают экскурсии и учебные прогулки, практические работы, уроки на учебно-опытном участке, географической площадке. Более разнообразны, чем в других курсах, внеурочные формы. Это самостоятельные наблюдения детей, опыты и практические работы в уголке живой природы, на учебно-опытном участке, дома, фиксация результатов наблюдений (17).

Явления неживой природы изучаются на протяжении всего курса «Окружающий мир» в рамках содержательной линии «Природа и экология». Причем ознакомление с природой, ее изменениями, осознание взаимосвязей и взаимозависимостей идет, начиная с природы региона, заканчивая природой России. Изучение сезонных изменений в природе строится на материалах непосредственных наблюдений.

4. «Мир и человек», авторы А.А.Вахрушев, А.С.Раутиан.

Главной задачей данного курса является формирование элементарной целостной научной картины мира. Единственный способ достижения этой задачи авторы видят в том, чтобы помогать детям осмысливать свой опыт. Основной способ получения знаний при этом - деятельностный подход.

В построении учебников использован традиционный для учебников «Школы 2100» принцип минимакса, что позволяет соединить интересующее учащихся широкое содержание с обязательной для изучения системой знаний. Содержание построено по концентрическому принципу, при котором весь окружающий мир рассматривается в каждом классе, но с разной точки зрения (8).

Изучение явлений неживой природы идет в основном в 1 и 2 классе. В 1 классе учащиеся знакомятся с такими явлениями, как ветер, гроза, дождь, погода, снег. Во 2 классе даются данным явлениям даются определения, раскрываются причины их возникновения; происходит знакомство с новыми понятиями: молния, извержение вулканов, землетрясение, полярное сияние, облака, климат.

5. «Окружающий мир», авторы О.Т. Поглазова, В.Д. Шилин, УМК «Гармония».

Основными целями образовательного процесса являются: создание условий для продолжения разностороннего развития личности ребенка, начатого в семье и в дошкольном учреждении; последовательное формирование у учащихся целостной картины окружающего мира; формирование пропедевтической базы для дальнейшего успешного изучения в основной школе естественнонаучных и гуманитарных курсов; выработка нравственно-этических и безопасных норм взаимодействия с окружающим миром.

Особенностями курса являются следующие:

· При решении задач обучения, воспитания и развития акцент делается на задаче развития: знания и умения являются не самоцелью, а средством развития интеллектуальных и эмоциональных сфер учащихся, их творческих способностей;

· Для ознакомления учеников с методами познания окружающего мира служит предусмотренное в курсе большое количество практических работ, в том числе: проведение фенологических наблюдений и физических опытов, освоение простейших приборов и методов измерений и т.д.

С целью успешной подготовки к обучению в основной школе учащиеся постепенно начинают осваивать эмпирические и теоретические способы познания окружающего мира, в том числе общенаучные (классификация, анализ, синтез, абстрагирование, обобщение, аналогия, моделирование и др.) и специфические методы познания (наблюдение, экспериментирование и др.).

Осваивают и разные виды учебной деятельности: дидактическую игру, работу с учебным и научно-популярным текстом, с дидактическим рисунком и иллюстрациями, с условными обозначениями, таблицами и схемами, с лабораторным оборудованием, с различными моделями.

Разнообразие заданий позволяет учителю использовать разные методы обучения (объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый, исследовательский), активизируя разные виды познавательной деятельности и мышления учащихся, включать их на разных этапах урока.

Формы организации учебного процесса разнообразны: дидактические игры, уроки в музеях, на пришкольном участке, в парке, на улицах города или поселка и др.; уроки исследования и экспериментальной проверки гипотез; уроки-путешествия, уроки-заседания экологического совета, уроки-конференции. Обязательны при этом кратковременные прогулки (1 и 2 классы) и предметные или комплексные экскурсии (3 и 4 классы).

В течение первых двух лет обучения ученики приобретают навыки ведения непосредственных наблюдений объектов природы, их описания через выделение отличительных признаков и объединения в группы на основе существенных признаков. Начинают осваивать работу с простыми схемами и таблицами (40).

Явления неживой природы начинают изучаться во 2 классе, в разделе «Разнообразие и красота неживой природы», тема «Разнообразие облаков» (1 час). Рассматриваются такие вопросы, как разнообразие формы облаков (перистые, кучевые, слоистые, грозовые); осадки: дождь, снег, град; правила безопасного поведения во время грозы.

В 3 классе полученные в 1 и 2 классах знания о многообразии объектов окружающего мира дополняются представлениями об изменчивости окружающего мира, о наличии закономерностей этих изменений, о тесных связях изменений в неживой и живой природе, о преобразующей природу деятельности людей. Явления неживой природы изучаются в разделах «Разнообразие изменений в окружающем мире» (8 часов), «Свойства воздуха, воды, почвы» (3 часа), «Осенние изменения в природе и жизни человека» (1 час), «Зимние изменения в природе и жизни человека» (2 часа), «Весенние изменения в природе и жизни человека» (1 час)

В 4 классе полученные учащимися представления о многообразии объектов природы и их изменчивости дополняются пространственными и временными представлениями об окружающем мире. Дается представление о природных зонах, о Земле как планете Солнечной системы.

Проанализировав представленные здесь программы по естествознанию, можно сделать следующие выводы: объем материала по теме «Явления неживой природы» в разных комплектах существенно отличается, как и отличаются подходы к ее изучению. Однако в каждой из проанализированных программ содержится обязательный минимум, предусмотренный требованиями государственного стандарта (45).

Говоря о потенциале использования средств ИКТ, можно отметить, что, поскольку в государственном стандарте начального общего образования этого не прописано, то и в программах реализация данных средств не предполагается. Однако преподавание целого ряда тем по предмету «Окружающий мир» возможно с использованием информационных компьютерных технологий, в частности, тем, связанных с формированием знаний о явлениях неживой природы.

Каждая из рассмотренных программ предполагает использование в учебном процессе различных форм, методов и средств обучения. Возможности же использования средств ИКТ при их реализации были рассмотрены нами в предыдущем параграфе.

Выводы по Главе 1

Формирование естественнонаучных знаний у младших школьников способствует развитию интеллектуальных и нравственных качеств личности. Кроме того, необходимость их формирования обусловлена современными экологическими проблемами, социальными и экономическими потребностями человечества, необходимостью передачи информации из поколения в поколение. Введение ознакомления младших школьников с природой диктуется также необходимостью пропедевтики систематического естественнонаучного образования.

Природные явления рассматриваются как особая группа знаний о природе. Изучение природных явлений способствует раскрытию причинно-следственных связей, развивает логическое мышление школьников, наблюдательность.

Логика формирования естественнонаучных знаний ведется от восприятий и представлений к понятиям и закономерностям. Овладение понятиями связано с активной мыслительной деятельностью учащихся, выполнением целого ряда мыслительных операций. При изучении природных и природно-антропогенных явлений применяется сравнительный метод, благодаря чему дети осознают взаимосвязь различных компонентов природы.

Процесс формирования знаний у младших школьников о явлениях неживой природы реализуется через различные формы, методы и средства образовательного процесса. Учитывая специфику данных знаний, большая роль отводится учебным картинам, таблицам, аудиовизуальным средствам обучения, которые позволяют формировать представления о природных явлениях, не подлежащих в силу удаленности или других причин непосредственному восприятию и наблюдению. Компьютерные технологии предоставляют учителю создавать наглядные средства обучения или пользоваться уже готовыми. Наибольшее распространение в практике современной школы получило использование слайдфильмов, которые могут использоваться учителем при реализации практически любых методов обучения, на любом этапе учебного занятия.

Ведущими методами при обучении детей естествознанию являются практические и наглядные методы. При этом наблюдение является одним из основополагающих методов. При формировании знаний о природных явлениях особенно важными следует считать наблюдения за метеорологическими явлениями и краеведческие наблюдения.

Тема «Явления неживой природы» отражена во всех представленных в данной главе вариативных курсах «Окружающего мира» в разном объеме, но в соответствии с государственным стандартом начального общего образования.

Говоря о потенциале использования информационных компьютерных технологий при обучении младших школьников естествознанию, можно отметить следующее: поскольку это не предусмотрено государственным стандартом, то и в программах не отражено. Однако использование упомянутых технологий возможно в целях оптимизации учебного процесса, формирования информационной культуры учащихся, повышения их познавательного интереса в рамках практически любых форм организации учебного процесса при реализации различных методов обучения.

Глава 2. Технология применения средств ИКТ при формировании знаний у младших школьников о явлениях неживой природы

2.1 Реализация компьютерной поддержки образовательного процесса: проблемы и решения

В Информационном письме Министерства образования Российской Федерации от 21.05.2004 №14-51-140/13 «Об обеспечении успешной адаптации ребенка при переходе со ступени начального общего образования на основную» сказано: «По оценкам специалистов, выпускники начальной школы недостаточно хорошо владеют умениями пользоваться информацией. Причины в том, что весь начальный этап обучения единственным носителем информации выступает учебник, преобладает устная работа с текстом описательного характера. Основная школа требует от учащихся умений работать с информацией» (1, С. 1).

Среди современных ученых, изучающих проблемы применения информационных средств в обучении, следует назвать В.П.Беспалько, А.А. Витухновскую, Б.С.Гершунского, М.П.Лапчика, Е.И. Машбица, А.Г. Селевко и др. (5, 12, 15, 21, 23, 43). Большой вклад в теорию и практику компьютеризации российского образования внесли ученые под руководством академика А.П.Ершова, осуществлявшие работу по методическому и программному обеспечению компьютерного всеобуча.

Модернизация школьной образовательной системы России предполагает изменение средств и форм познавательной деятельности учащихся, отводя значительную роль информатизации образования, в том числе использованию компьютерных и коммуникационных технологий (2).

Назовем факторы, которые могут способствовать более активному и эффективному использованию новых информационных технологий в начальной школе:

· Известные дидактические возможности компьютера;

· Наличие на рынке многочисленных программных продуктов для школы;

· Введение в учебные планы многих школ пропедевтического курса информатики (и развитие на основе этого компьютерной грамотности школьников);

· Реализация в стране программ «Компьютеризация сельской школы» и Intel «Обучение для будущего», стимулирующих формирование информационной культуры школьников и учителей;

· Наличие во многих семьях компьютеров, способствующих тому, что у детей формируется готовность к использованию компьютеров в обучении по различным учебным предметам (12).

Опыт школ, в которых на уроках в начальных классах применяются электронные учебные материалы, демонстрирует целый ряд положительных тенденций. В первую очередь это уменьшение количества дидактических затруднений у учащихся, повышение активности и инициативности школьников, положительная динамика мотивации учения, формирование навыков использования новых информационных технологий для самообразования школьников.

Однако для подавляющего большинства школ информатизация начального образования остается пока далекой перспективой. Причиной тому является не столько отсутствие технических средств, сколько целый ряд организационно-педагогических и методических проблем.

Прежде всего, следует рассмотреть проблемы, связанные с организацией урока в начальной школе с применением информационных технологий. Специфика преподавания в начальной школе предполагает многовариантное использование дидактических приемов и методов обучения в рамках одного урока. Проведение урока в кабинете информатики психологически настраивает учащихся на длительный контакт с компьютером и снижает мотивацию усвоения знаний, препятствует формированию умений и навыков традиционными методами. Учитывая, что по санитарно-гигиеническим нормам работа ученика начальной школы за компьютером не может продолжаться более 15 минут, целесообразно проводить уроки с применением новых информационных технологий в кабинетах начальных классов (3). В этом случае школьники остаются в привычной для них обстановке, сидят за партами, размеры которых подобраны в соответствии с ростом детей; компьютер используется на уроке как современное средство обучения математике, русскому языку, естествознанию и другим предметам, а не рассматривается как объект изучения. Наличие в кабинетах начальных классов 1-3 компьютеров для индивидуальной работы младших школьников на уроке позволяет решить данную проблему (27).

Надо отметить, что обучение учителей начальной школы работе на современных компьютерах не занимает много времени. Гораздо больше усилий требуется для разработки авторских методик преподавания с применением новых информационных технологий. Прежде всего, учителю предлагается включить в тематическое планирование перечень электронных учебных материалов, имеющихся в школе и соответствующих изучаемым темам курса. При разработке плана-конспекта урока рекомендуется предусмотреть применение иллюстративного материала, тренировочных или контрольных заданий на различных этапах урока в соответствии с дидактическими целями конкретного урока. Кроме того, можно составить примерный список учащихся, которых целесообразно привлечь к индивидуальной работе за компьютером на этом уроке (28).

Учитывая информацию о периоде продуктивной активности школьников, учитель может максимально эффективно использовать возможности каждого ребенка для обучения и вовремя переключить его на другой вид деятельности, используя компьютер в качестве мощного мотивационного средства.

При проведении динамичных учебных игр, эстафет целесообразно предлагать учащимся с заниженной скоростью мыслительных процессов выполнять аналогичное задание за компьютером. Работа в собственном скоростном режиме положительно сказывается на результате, что ведет к росту самооценки, повышает комфортность обучения таких детей.

Школьникам, выполняющим общие для всех задания качественно и быстро, можно предложить компьютерный тренажер повышенной сложности или задание пропедевтического характера, выполнение которого позволит им участвовать в объяснении нового материала своим одноклассникам.

Особое значение имеет работа за компьютером для детей, часто пропускающих занятия по болезни. Помочь таким учащимся можно, привлекая их для знакомства с основными моментами изучаемого материала, кратко и структурировано изложенного в компьютерных обучающих программах, во время проведения фронтального опроса или повторения изученного. Для этой категории учащихся, а также для отстающих учеников можно рекомендовать проведение компьютерного тестирования вместо традиционной контрольной работы по изученной теме (49).

На уроках закрепления и обобщения полученных знаний можно использовать компьютер для организации промежуточного контроля, трудновыполнимого при традиционном преподавании в начальной школе (43).

Таким образом, применение новых информационных технологий в традиционном начальном образовании позволяет дифференцировать процесс обучения младших школьников с учетом их индивидуальных особенностей, дает возможность творчески работающему учителю расширить спектр способов предъявления учебной информации, позволяет осуществлять гибкое управление учебным процессом. Применение мультимедиа технологий (цвета, графики, звука, современных средств видеотехники) позволяет моделировать различные ситуации и среды. Игровые компоненты, включенные в мультимедиа программы, активизируют познавательную деятельность обучающихся и усиливают усвоение материала. Применение мультимедиа в электронном обучении не только увеличивает скорость передачи информации учащимся и повышает уровень ее понимания, но и способствует развитию таких важных качеств, как интуиция, образное мышление.

Компьютер как средство пассивного отображения объектов мультимедиа не обладает принципиальной новизной в дидактическом плане. Принципиально новой для сферы обучения является интерактивность, благодаря которой учащиеся могут в процессе анализа мультимедиа объектов динамически управлять их содержанием, формой, размерами и цветом, рассматривать их с разных сторон, приближать и удалять, останавливать и вновь запускать с любого места, менять характеристики освещенности и проделывать другие подобные манипуляции, добиваясь наибольшей наглядности.

Реализация компьютерной поддержки процесса обучения является процедурой, органически взаимосвязанной с разработкой как системы обучения в целом, так и каждой учебной программы. При этом последовательно решаются следующие задачи:

· Определение необходимости применения компьютера.

· Определение степени компьютеризации образовательного процесса.

· Определение перечня функций, возлагаемых на компьютер.

· Разработка учебной программы в соответствии с образовательной программой.

Соединение информационных компьютерных технологий и инновационных педагогических методик способно повысить эффективность и качество образовательных программ, усилить адаптивность системы образования к уровням и особенностям развития обучающихся, что является одним из основных принципов государственной политики в области образования (28).

2.2 Анализ программных средств учебного назначения, разработанных для уроков естествознания

Новые государственные образовательные стандарты предусматривают обучение информатике и ИКТ в рамках учебного модуля предмета «Технология». В стандартах также предполагается, что развитие у младших школьников информационно-технологических умений, на становление которых ориентирован модуль, будет осуществляться при обучении другим предметам с использованием компьютерных средств (45).

Выбор адекватных программных средств зависит от многих факторов, которые необходимо учитывать. Анализ содержания учебного предмета естествознания и процесса обучения естествознанию в начальной школе позволил выявить ряд особенностей, характерных для обучения данному предмету в целом. Важнейшая особенность естествознания состоит в том, что объектом его изучения является природа. Эта особенность требует применения преимущественно практических методов (различение, распознавание объектов, наблюдение их строения и свойств и т.д.) и разнообразных средств обучения (наглядных натуральных и аудиовизуальных пособий, динамических моделей процессов и др.), а также разнообразных форм организации учебной деятельности младших школьников (20).

Следует отметить, что в педагогической практике ИКТ используются, как правило, в обучении предметам физико-математического цикла. Что касается дисциплин естественнонаучного цикла, то здесь, к сожалению, ИКТ применяются лишь эпизодически. Это во многом объясняется тем, что при разработке программ обучения по этим предметам возможность использования компьютера, как уже упоминалось в первой главе данной работы, даже не рассматривалась.

Программные средства учебного назначения обеспечивают школьникам возможность работы в интерактивной среде обучения, творчества в виртуальных лабораториях, наглядного представления учебного материала, визуализации изучаемых явлений. Использование компьютерных моделей природных явлений позволяет раскрыть существенные особенности изучаемых явлений, глубже выявить их закономерности, что, в конечном счете, ведет к лучшему усвоению материала.

В настоящее время цели создания отечественных программных средств учебного назначения различны и пока еще слабо ориентированы на непосредственные нужды общеобразовательной школы. Это обстоятельство вынуждает учителя искать возможные варианты их использования для решения конкретных задач урока. Наличие большого числа программных средств учебного назначения позволяет учителю сформировать из их частей комплексное программное средство.

Комплексное программное средство учебного назначения необходимо формировать, используя следующие принципы:

1. Принцип адаптивности. КПС УН должно быть адаптировано к школьному учебнику, по которому ведется обучение. КПС УН должно содержать учебный материал, который соответствует уровню подготовки обучаемых, предъявление которого основывается на базе сформированных знаний, умений и навыков.

2. Принцип визуализации. Учебный материал усваивается гораздо лучше, когда используется многоканальность восприятия, т.е. слуховое дополняется зрительным.

3. Принцип стимулирования. При обучении младших школьников естествознанию необходимо отдавать предпочтение тем компьютерным средствам, которые стимулируют развитие творческих способностей учащихся.

4. Принцип самостоятельности в изучении. Как правило, изучаемый учебный материал связан с предыдущей темой или является ее продолжением. Поэтому учителю необходимо конструировать учебные ситуации таким образом, чтобы учащиеся в процессе самостоятельной деятельности могли «добывать» необходимую учебную информацию. Учащийся должен иметь возможность самостоятельно выбирать вариант в решении поставленной задачи, используя собственные знания или виртуальную подсказку.

5. Принцип «Играя, учись». Этот принцип связан с психофизиологическими особенностями школьников данной возрастной группы. В процессе познавательной игры творческая деятельность учащихся состоит в нахождении на основе имеющихся знаний решения поставленной задачи. Проекты, решения, идеи, выработанные в ходе игры, подчас глубже и оригинальнее выработанных традиционными способами. Поэтому в процессе применения КПС УН необходимо использовать вкрапление игровых ситуаций, так как игра реализует функции самообучения и самоорганизации.

6. Принцип обратной связи. Обязательна незамедлительная обратная связь между учащимися и ПС УН: каждое действие ученика вызывает обратное действие ПС УН, и, наоборот, ученик должен отреагировать, может быть, принять помощь. Очередная порция учебной информации выдается по мере усвоения материала, исправления допускаемых ошибок.

7. Принцип комфортности. ПС УН должны учитывать возрастные и индивидуальные особенности учащихся; содержать позитивные стимулы, которые побуждают к учебной деятельности, повышают мотивацию обучения; предусматривать возможность легкого возврата на исходные позиции, обеспечивать работу минимальным нажатием клавиш; учитывать предельную нагрузку на учащегося в зависимости от возраста, т.е. все то, что позволяет сохранить его здоровье (31).

В предыдущей главе уже были затронуты некоторые возможности использования различных средств ИКТ при организации учебного процесса. В данном параграфе проанализируем некоторые из программных средств с целью их классификации и более глубокого раскрытия потенциала и педагогической целесообразности их использования при формировании у младших школьников знаний о явлениях неживой природы

1. Педагогические программные средства.

Мультимедийное пособие «Мир природы. Познавательные материалы об окружающем мире» отличается ярко выраженной дидактической направленностью. Пособие позволяет учителю организовать проведение серии мультимедийных уроков по наиболее сложным темам образовательного компонента «Окружающий мир», обеспечить целостность и системность в обучении. При наличии всего лишь одного компьютера и мультимедийного проектора обеспечивается такая визуализация учебного процесса, которая позволяет проводить уроки в активной диалоговой форме, организовывать интерактивное обучение. Возможна также и самостоятельная работа ученика с предлагаемыми материалами с целью повторения, закрепления пройденного.

Наглядно-дидактическое пособие представляет собой 6 учебных модулей, соответствующих важнейшим темам образовательного компонента «Окружающий мир». Оно адаптировано к образовательным программам «Зеленый дом», «Природоведение», «Природа и люди», «Окружающий мир» и др. Все модули разбиты на эпизоды, каждый из которых является самостоятельной дидактической единицей. Это позволяет учителю использовать любой эпизод в произвольном порядке по своему усмотрению, неоднократно возвращаться к нему в зависимости от поставленных учебных целей и задач при изучении нового материала, закреплении, повторении пройденного, контроле знаний. Каждый фрагмент пособия сопровождается звуковым комментарием диктора, который поясняет демонстрируемые явления, комментирует видеоряд, акцентирует внимание на важных и интересных фактах.

Данное мультимедийное пособие является эффективным дополнительным средством, позволяющим обеспечить более качественное обучение в сочетании с учебниками, рабочими тетрадями, раздаточным материалом. Эпизодическое использование большого экрана, разнообразная учебная деятельность существенно влияет на эмоциональный фон урока, помогает оптимизировать учебную нагрузку.

При изучении темы «Явления неживой природы» можно использовать такие модули, как «Живая и неживая природа», «Смена времен года. Смена дня и ночи», «Три состояния воды. Круговорот воды в природе», «Круговорот веществ в природе».

В разработке пособия участвовали преподаватели, методисты Армавирского филиала Краснодарского краевого института дополнительного профессионального педагогического образования, Армавирского государственного педагогического университета, учителя начальной школы и учителя биологии армавирских школ. Диск выпущен компанией «Новый диск».

Программа «Природа и человек. Естествознание для начальной школы» позволяет проводить занятия как в компьютерном классе, так и в обычном классе, оборудованном компьютером и мультимедийным проектором. Диск выпущен компанией «Новый диск».

Основная цель программы - закрепление, актуализация знаний, развитие у детей умения размышлять и самостоятельно находить верный ответ, используя вспомогательную информацию. В ней изложены основные темы курса естествознания и элементы экологии. Данное программное средство может быть использовано также и на этапе контроля знаний. Специально для учителей даны советы по использованию диска на уроках и сборник наглядных пособий для работы с классом.

В программе доступны три режима: «Обучение», «Свободный режим», режим «Без подсказок».

В режиме «Обучение» программа следит за работой ученика и управляет ею. Если задание выполнено с ошибками, на экране появится «Подсказка» (теоретический материал в виде коротких текстов, рисунков, таблиц, схем и т.д.). К следующему заданию нельзя перейти, не исправив все ошибки. «Свободный режим» позволяет вызывать «Подсказку» по желанию ученика и даже «подсматривать» ответы с помощью «Шпаргалки». Режим «Без подсказок» предусмотрен для тестирования. В нем недоступны опции «Подсказка» и «Шпаргалки».

При изучении явлений природы возможно использование тем: «Живая и неживая природа», «Вода в природе», «Круговорот воды. Охрана вод», «Природные зоны» (2 часть).

Педагогическое программное средство «Дракоша и природа» создано компанией «Media 2000».

Проанализировав содержание и технологические возможности программы, можно сделать вывод, что при изучении нового учебного материала использовать данную компьютерную программу нецелесообразно, так как в ней материал не разбит на дозы информации, а представлен целиком по всей теме; при выполнении теста учащийся должен знать весь материал темы, по которой проводится тестирование. Вместе с тем программа может быть успешно использована на этапе обобщающего повторения материала и контроля знаний по теме, при проведении внеклассных мероприятий, самостоятельной подготовке сообщений учащимися.

В программе находятся 4 раздела с большим количеством озвученного теоретического материала с иллюстрациями. При изучении темы «Явления неживой природы» возможно использование двух из них: «Интересное о природе» и «Природные явления».

2. Электронные издания.

На сегодняшний день электронные издания (детские электронные энциклопедии, справочники, словари и др.) позволяют расширить ряд информационных источников, с которыми целенаправленно учатся работать дети.

При обучении младших школьников естествознанию электронные издания энциклопедий могут использоваться в двух направлениях:

1. Знакомство учащихся с различными видами информационных ресурсов электронных энциклопедий. Учитель может использовать медиаобъекты детских электронных энциклопедий для развития мотивации к усвоению учебного материала, создания проблемной ситуации, развития образной речи младших школьников.

На уроках естествознания при изучении явлений неживой природы могут использоваться следующие медиаобъекты: анимационные сюжеты (времена года, климат, дожди и др.); видеофильмы (ливни, гроза, лесной пожар); звуковые фрагменты; тематические иллюстрации; мультимедийные панорамы («Климатические пояса»);

2. Самостоятельная работа младших школьников с программным средством, которая может быть по-разному организована и отличаться различной долей самостоятельности.

С использованием электронных информационных источников могут выполняться следующие виды заданий учебных курсов: подготовка сообщения об одном из явлений неживой природы, заполнение таблиц, решение кроссвордов, создание слайд-фильмов и т.д. (29).

3. Учебно-развивающие программные среды.

Учебная среда ЛогоМиры включает в себя не только среду программирования на языке Лого, но графический и музыкальный редакторы. Она дает возможность учителю относительно легко создавать различные задания и тесты с вопросами различных типов с использованием графики и вычислением оценки.

Для того чтобы использовать такую программную поддержку на уроке, учитель должен заготовить проект с листами-заданиями, которые он предполагает проработать на уроке. Задания формируются средствами графического редактора, редактора форм черепашек, с использованием текстовых окон, инструкций черепашек.

Достоинствами самостоятельно разработанных компьютерных заданий в данной учебно-развивающей среде являются: относительная простота разработки; возможность использования «подручных» (имеющихся в распоряжении разработчиков) программных средств и сочетания их достоинств для решения разных дидактических задач; возможность адаптации к условиям и потребностям учебного заведения (учитель может отредактировать или заменить некоторые из заданий); возможность использования заданий при организации различных форм, на различных этапах образовательного процесса. (11).

Таким образом, в процессе обучения естествознанию при изучении темы «Явления неживой природы» (как, впрочем, и других тем) могут быть использованы следующие виды программных продуктов: педагогические программные средства (компьютерные программы учебного назначения), учебно-развивающие программные среды, электронные издания, компьютерные программы общего назначения. Выбор адекватных программных средств зависит от ряда факторов, которые необходимо учитывать педагогам, решившим использовать ИКТ в обучении.

Выводы к Главе II

Модернизация школьной образовательной системы России отводит значительную роль информатизации учебного процесса, в том числе использованию компьютерных и компьютерных и коммуникационных технологий. Однако, несмотря на то, что множество факторов и опыт школ свидетельствуют об эффективности их использования, процесс информатизации начального образования сдерживается рядом организационно-педагогических и методических проблем.

В первом пункте второй главы раскрываются способы решения данных проблем:

- проведение уроков с использованием ИКТ в мультимедийных классах;

- включение учителем в тематическое планирование перечня электронных материалов, имеющихся в школе;

- учет индивидуальных особенностей школьников и составление примерного списка учащихся, которых целесообразно привлечь к индивидуальной работе за компьютером на конкретном уроке и т.д.

Здесь же приводятся доводы, доказывающие целесообразность использования компьютерных технологий в обучении младших школьников. Среди них: уменьшение количества дидактических затруднений у учащихся; повышение активности и инициативности школьников; положительная динамика мотивации учения; возможность дифференцировать процесс обучения младших школьников с учетом их индивидуальных возможностей; формирование навыков использования новых информационных технологий для самообразования школьников и др.

При этом необходимо помнить, что компьютер используется на занятиях как современное средство обучения предмету, а не рассматривается как объект изучения.

При анализе различных программных средств на предмет возможности их использования при формировании у младших школьников знаний о явлениях неживой природы было выявлено, что, хотя специально разработанных педагогических программных средств пока еще недостаточно, однако у преподавателя есть возможность использовать уже имеющихся, а также создавать собственные. При этом при разработке комплексного программного средства учебного назначения необходимо руководствоваться следующими принципами: принципом адаптивности, принципом визуализации, принципом стимулирования, принципом самостоятельности в изучении, принципом «Играя учись», принципом обратной связи, принципом комфортности.

К программным средствам, которые возможно использовать при обучении детей естествознанию, можно отнести: педагогические программные средства, учебно-развивающие среды, электронные издания, прикладные программы общего назначения.

Выбор адекватных программных средств зависит от многих факторов, которые необходимо учитывать педагогу. Работа учащихся с ПС УН может быть организована на различных этапах образовательного процесса и преследовать различные дидактические цели.

Глава 3. Формирование знаний о явлениях неживой природы в процессе экспериментальной работы

В данной главе представлены результаты опытно-экспериментальной работы, которая осуществлялась на протяжении второго полугодия 2007-2008 учебного года. В эксперименте участвовали учащиеся 3-а класса (27 человек) Костомукшской средней школы № 3 и учителя начальных классов. Обучение естествознанию ведется по программе О.Т. Поглазовой «Окружающий мир». Из документации класса и беседы с учителем было выявлено, что у детей примерно одинаковый уровень знаний и уровень познавательной активности. Поэтому для участия в эксперименте класс был разбит на 2 группы (контрольную и экспериментальную) по принципу случайного отбора.

3.1 Описание констатирующего этапа опытно-экспериментальной работы

Для эффективной организации образовательного процесса по формированию знаний о явлениях неживой природы необходимо проанализировать особенности его протекания в данном классе, а также изучить уровень познавательного интереса учащихся к урокам естествознания.

При анализе использовались следующие методы педагогического исследования: анкетирование (учителей начальных классов и учащихся 3-а класса), беседа (с учащимися), тестирование учащихся, педагогическое наблюдение (за учащимися и деятельностью учителя на уроках естествознания).

В ходе констатирующего эксперимента было проведено анкетирование учителей начальных классов с целью изучения их мнения по проблеме применения компьютерных средств. В анкетировании принимало участие 13 человек. Анкета состояла из 7 вопросов открытого и закрытого типа (Приложение 1):

1. Для чего чаще всего Вы используете компьютер в профессиональной деятельности?

2. Как часто Вы задействуете компьютерные средства на своих уроках?

3. Считаете ли Вы применение компьютерных технологий важным в образовании младших школьников? Объясните, почему?

4. Как вы оцениваете возможности использования компьютерных средств в учебном процессе?

5. Какие прикладные программы Вы используете на своих уроках?

6. Какие трудности Вы видите в применении компьютерных технологий в образовательном процессе?

7. Оцените возможности предмета «Окружающий мир» в плане использования компьютерных технологий при формировании знаний, умений и навыков у младших школьников.

Анализ ответов на первый вопрос анкеты показал, что большинство учителей используют компьютер в своей профессиональной деятельности. Причем семь человек используют его для самообразования; десять человек - для подготовки к урокам; шесть человек - используют компьютер на уроках. Только один учитель ответил, что не использует компьютер совсем.

На второй вопрос были даны следующие ответы:

- стараюсь задействовать как можно чаще - 3 человека;

- использую по мере возможности - 6 человек;

- избегаю - 4 человека.

Десять преподавателей считают важным применение компьютерных технологий в образовании младших школьников. Трое затруднились ответить на данный вопрос.

При обосновании своего мнения, было отмечено следующее:

- реализация принципа наглядности - 6 человек;

- формирование информационной культуры личности - 3 человека;

- развитие познавательного интереса - 2 человека;

- повышение уровня усвоения знаний - 1 человек;

- осуществление самопроверки - 1 человек.

При ответе на четвертый вопрос шесть человек высоко оценили возможности использования компьютерных средств при формировании знаний и по пять человек - в процессе закрепления знаний и при организации контроля знаний; семь человек оценили возможности использования компьютерных средств на среднем уровне в процессе закрепления знаний и по шесть человек - при формировании знаний и при организации контроля знаний. Только один учитель оценил возможности использования компьютерных средств при организации контроля знаний на низком уровне.

В процессе анкетирования было выяснено, что на своих уроках используют текстовые редакторы (8), графические редакторы (7), табличные редакторы (3), редакторы презентаций (10), другие программные средства (1).

Среди трудностей в применении компьютерных технологий в образовательном процессе были отмечены следующие:

- недостаток программных средств - 3 человека;

- некомпетентность учителя - 9 человек;

- организационные проблемы - 2 человека;

- недоступность компьютерных классов - 6 человек.

Оценивая возможности предмета «Окружающий мир» в плане использования компьютерных технологий, девять человек отметили высокие возможности, четыре человека - на среднем уровне.

Полученные нами результаты анкетирования позволяют сделать вывод о том, что большинство учителей считают возможным и желательным использование компьютерных технологий на уроках в начальной школе. Тем не менее, на пути их внедрения встречается ряд проблем. Самой большой проблемой была названа некомпетентность учителей в вопросах использования компьютерных средств. Она отразилась даже в ответах на вопросы анкеты. Так, практически никто из учителей не смог назвать другие программные средства, кроме обозначенных в пятом вопросе анкеты. Это говорит о том, что либо они не знают о существовании программных средств учебного назначения, либо не представляют себе возможности их использования. Кроме того, один из анкетируемых учителей к прикладным программам отнес мультимедийный проектор.

Второй по значимости проблемой была названа недоступность компьютерных классов. Однако для использования компьютерных технологий не обязательно иметь доступ к оснащенным компьютерным классам. Зачастую можно обойтись ноутбуком и мультимедийным проектором. А подобное оборудование в настоящий момент есть во всех школах. Поэтому данную проблему можно отчасти и к проблеме некомпетентности учителей.

Одновременно, на данном этапе ОЭР была проведена исследовательская беседа с учащимися, направленная на то, чтобы:

- выявить наличие (либо отсутствие) у школьников определенных навыков работы с компьютером;

- выявить области применения ими компьютерных средств;

- выявить наличие у учащихся элементарных знаний о санитарно-гигиенических требованиях, предъявляемых при работе с компьютером.

В беседе приняли все учащиеся экспериментальной группы (13 человек).

В рамках беседы учащимся было предложено ответить на следующие вопросы:

1. Есть ли у вас дома компьютер?

2. Любите ли вы проводить время за компьютером?

3. Что вы любите делать, работая за компьютером?

4. Какие компьютерные программы вы обычно используете?

5. Используете ли вы компьютер для обучения, подготовки домашних заданий?

6. Каким образом вы используете компьютер для обучения?

7. О каких правилах работы за компьютером вам известно?

На первый вопрос утвердительно ответили почти все учащиеся. Только у двоих ребят дома компьютер отсутствует. Причем все до одного ребенка ответили, что любят проводить время за компьютером.

При работе за компьютером подавляющее большинство учащихся любят играть в различные игры, смотреть видео, слушать музыку; несколько ребят любят рисовать, изучать детские энциклопедии, пользоваться Интернетом, создавать презентации.

Из компьютерных программ дети назвали Microsoft Word, Power Point, Paint, Winamp, различные игровые программы.

При ответе на пятый вопрос утвердительно ответили семь человек. При этом было выяснено, что компьютер используется для проверки домашних заданий по русскому языку (грамматика, орфография), по внеклассному чтению и естествознанию (энциклопедии, виртуальные библиотеки), по английскому языку (словари, переводчики), при подготовке дополнительных сообщений. Кроме того, дети пользуются различными обучающими и развивающими программами по различным предметам школьного курса.

Отвечая на вопрос о правилах работы за компьютером, ребята сказали лишь, что нельзя сидеть слишком близко к монитору при просмотре фильмов. Из наводящих вопросов было выяснено, что они не знают и не соблюдают максимальное время, отведенное им санитарно-гигиеническими нормами.

Анализируя проведенную беседу, можно сделать следующие выводы. Каждый из учащихся экспериментальной группы обладает навыками работы с компьютером. Причем область применения ими компьютерных средств достаточна обширна: от игровых мультимедийных программ до обучающих программ и прикладных программ общего назначения. К сожалению, элементарные знания о санитарно-гигиенических требованиях, предъявляемых при работе с компьютером, у детей отсутствуют.

Наличие познавательного интереса у учащихся является одним из условий успешного формирования у них знаний, умений и навыков. В то же время, повышение познавательного интереса у детей в ходе образовательного процесса является одним из показателей оптимального соотношения форм, методов, приемов и средств обучения, применяемых учителем в своей деятельности при формировании знаний, умений и навыков, и естественнонаучных в том числе.

В ходе данного исследования было проведено анкетирование учащихся на предмет выявления интереса к урокам естествознания. При анкетировании школьников обеих групп преследовались следующие цели:

- выявить уровень интереса учащихся к предмету естествознание;

- выявить отношение детей к изучению темы «Явления неживой природы»;

- выявить предпочтения детей относительно методов и средств, применяемых в рамках предмета естествознание.

Анкета для учащихся состояла из 4 вопросов (Приложение 2):

1. Нравятся ли тебе уроки по предмету «Окружающий мир»?

2. Почему тебе нравятся (не нравятся) уроки по предмету «Окружающий мир»?

3. О чем бы ты хотел узнать больше всего, изучая природу Карелии?

4. Какой урок предмета «Окружающий мир» тебе больше всего понравился бы?

Анализ ответов экспериментальной группы 3-а класса:

На вопрос 1 «да» ответило 54% (7 учащихся); «нет» - 8% (1 учащийся); «не всегда» - 38% (5 учащихся).

Среди причин, по которым предмет «Окружающий мир» нравится учащимся, 38% (5 учащихся) назвали получение новых знаний; 15% (2 учащихся) назвали использование компьютера и средств мультимедиа на уроках; 15% (2 учащихся) просто ответили, что им интересно. Среди причин, по которым «Окружающий мир» не нравится учащимся, по 7% (по 1 учащемуся) назвали необходимость учить правила и пересказ больших текстов. Остальные 15% (2 учащихся) затруднились ответить.

Анализ ответов учащихся позволил нам распределить детей по уровням познавательного интереса к предмету естествознание. Результаты представлены на рисунке 2.

При анализе ответов на третий вопрос было выяснено, что, изучая природу Карелии, хотели бы узнать больше о явлениях живой природы 46% (6 человек); о редких видах растений и животных - 54% (7 человек); о явлениях неживой природы не захотел узнать никто из учащихся.

Учитывая психологические особенности младших школьников, а именно, их стремление в первую очередь познавать живое и, особенно, узнавать больше о животных, можно сказать, что данное процентное соотношение при ответе на вопрос было вполне прогнозируемо.