20.09.2010 13628

Использование компьютерных технологий в обучении младших школьников - окончание

 

Кроме этого, можно выделить специфические принципы применения компьютерных технологий в естественнонаучной подготовке учащихся: принцип интеграции естественнонаучного образования, принцип мультимедийной наглядности и принцип интерактивного взаимодействия с изучаемым объектом.

Принцип интеграции естественнонаучного образования способствует целостному восприятию системы естесвеннонаучных знаний, формированию профессионального типа мышления за счет комбинирования знаний, интеллектуальному обогащению в процессе обучения.

Проблема интеграции в обучении и воспитании имеет глубокие исторические корни.

Эвристический подход философа античности Сократа в обучении является прототипом принципа интеграционного подхода, поскольку предполагает многоаспектность в поиске истины.

В период Средневековья (VI-XIV вв.) огромный вклад в становление педагогических принципов сделал Аниций Манлий Торкват Северин Боэций, он выдвинул идею о главенствующей роли диалектики (логики), своеобразном «интеграторе» знаний в образовательной системе.

В эпоху Возрождения появилось немало передовых идей, предваряющих собой коренной поворот в сфере образования и обучения. Так, Леонардо да Винчиписал: «Наукойназывается такое разумное рассуждение, которое берёт исток у своих последних начал, помимо коих в природе не может найтись ничего, что также было бы частью этой науки» [с.53].

В эпоху Просвещения немецким языковедом и педагогом Вольфгангом Ратке, сторонником природосообразного обучения, впервые в употребление был введён термин «дидактика». Вслед за ним великий дидакт Я.А. Коменский, сделал вывод, который можно сегодня расценивать как предпосылку к принципу интеграционного подхода: «Правильно обучать юношество – это не значит вбивать в головы собранную из авторов смесь слов, фраз, изречений, мнений, а это значит – раскрывать способность понимать вещи, чтобы именно из этой способности, точно из живого источника, потекли ручейки, подобно тому, как из почек деревьев вырастают листья, плоды, а на следующий год из каждой почки вырастет целая новая ветка со своими листьями, цветами и плодами» [с.31].

Выдающийся английский философ, политический мыслитель и педагогДжон Локк, выдвинул идею обобщённого познания как «метода нахождения истины», согласно которому один предмет должен наполняться элементами и фактами другого предмета [с.35].

Французский философ Жан-Жак Руссо, предпринимает первые попытки по созданию комплексной системы обучения, в которой элементы объединения обучения формируются вокруг интересующих ребёнка жизненных явлений и предметов. Идею Ж.-Ж.Руссо развил И.Ф. Гербарт, который считал географию «наукой ассоциирующего характера», а вслед за ним – Тунскон Циллер, который видел основу воспитывающего обученияв «объединении учебных предметов вокруг религии и истории, как имеющих наибольшие воспитательные возможности (теория концентрации)» [В.В. Давыдов, с. 556].

Только во второй половине XIX в. Поль Робен, известный французский педагог и общественно-политический деятель, впервые ввел в педагогику термин интегральное воспитание (дидактическая система, которая подразумевала свободное ознакомление с окружающими явлениями и фактами, с последующей (начиная с 12-14 лет) их систематизацией). Он предлагал сделать универсальным средством обучения прежде всего физический труд.

В зарубежной педагогике ХХ в. прослеживается ряд педагогических систем, которые относятся к категории комплексных образовательных систем. Так,Бруно Оттоявляется автором и организатором идеи «слитного образования», то есть такого, которое является дополнением к предметному образованию в форме непринуждённых, свободных бесед, рассказов учащихся и их обсуждение на общих собраниях после уроков.

Как основа создания системы образования, интеграция была рассмотрена в начале XX века в США Дж. Дьюи, а в 20-х гг. в России теорию создания системы образования на интегративной основе обосновали СТ. Шацкий и М.М. Рубинштейн. В 50-60-е гг. интеграция рассматривалась преимущественно в аспекте укрепления отношений между предметными и профессионально-техническими знаниями (П.Р. Атутов, С.Я. Батышев, С.Ф. Федоров, В. А. Кондаков, П.Н. Новиков). И. Д. Зверев, В.Н. Максимова, М.М. Левина, Н. А. Лошкарева, Н.Н. Сорокин, Г.Ф. Федорец, П. Г. Кулагин в 70-е гг. стали рассматривать интеграцию как основу установления и развития содержательных, системных, дидактических связей между школьными учебными дисциплинами. В конце 80-х гг.- первой половине 90-х гг. Ю.К. Бабанский, А.Я. Данилюк, М.Н. Скаткин, К.Ю. Колесина, В.Т. Фоменко и др. рассматривают интеграцию как один из важнейших дидактических принципов, в целом определяющих организацию образовательных систем, в которых предметность становится наиболее общей формой реализации интегративного подхода в педагогическом процессе. К настоящему времени выполнен ряд исследований, в которых интеграция интерпретируется как основа системного знания будущего учителя (Л.П. Качалова); как ведущая форма организации содержания образования на основе всеобщности и единства законов природы, целостности восприятия субъектом окружающего мира (Г.А. Монахова); как средство формирования целостных систем знаний (Ю.Н. Семин).

Принцип интеграции выполняет в естественнонаучном образовании методологическую, образовательную, развивающую, системообразующую, конструктивную функции.

Методологическая функция выражена в том, что только на основе интеграции естественнонаучного образования возможно формирование у учащихся диалектико-материалистических взглядов на природу, современных представлений о ее целостности и развитии, поскольку интеграция способствует отражению в обучении методологии современного естествознания, которое развивается по линии интеграции идей и методов с позиций системного подхода к познанию природы.

Образовательная функция состоит в том, что с помощью интеграции естественнонаучного образования учитель формирует такие качества знаний учащихся, как системность, глубина, осознанность, гибкость. Так, при изучении естествознания принцип интеграции выступает как средство развития естествоведческих понятий, способствует усвоению связей между ними и общими естественнонаучными понятиями.

Развивающая функция определяется ролью интеграции в развитии системного и творческого мышления учащихся, в формировании их познавательной активности, самостоятельности и интереса к познанию природы. Интеграция помогает преодолеть предметную инертность мышления и расширяет кругозор учащихся.

Воспитывающая функция выражена в содействии всем направлениям воспитания учащихся. Учитель, опираясь на связи с другими предметами, реализует комплексный подход к воспитанию.

В процессе интеграции в обучении перестраивается содержание, методы и формы организации учебно-воспитательного процесса, т.е. реализуется системообразующая функция.

Конструктивная функция состоит в том, что совершенствуется содержание естествоведческого материала, методы и формы организации обучения.

Совокупность функций обеспечивает существование интеграции естественнонаучного образования как полноправного процесса в обучении.

Анализ теоретических основ интеграции дает возможность применять механизм выявления и планирования межпредметных связей к конкретным темам изучаемого учебного предмета.

Оценивая эффективность осуществления функций интеграции при разработке учебных материалов на основе дисциплин естественнонаучного цикла, следует отметить, что многое зависит от того, насколько глубоко преподаватели убеждены в их необходимости, достаточно ли осведомлены о сущности и функциях межпредметных связей, хорошо ли владеют практическими умениями реализации их в своей деятельности, имеют ли необходимые знания по смежным предметам и соответствующую методическую подготовку. Реализация принципа интеграции требует совместного планирования педагогами естественнонаучных дисциплин комплексных форм учебной и внеклассной работы, что предполагает знание ими учебного материала и программ смежных предметов.

Реализация принципа интеграции в практике обучения предполагает сотрудничество учителей, посещение открытых уроков, совместное планирования уроков и т.д. Учителя с учетом общего плана учебно-методической работы школы разрабатывают индивидуальный план реализации межпредметных связей в соответствующих курсах.

Методика творческой работы педагога по реализации межпредметных связей в обучении включает ряд этапов [В.Н. Максимова, с.48]:

– изучение раздела «Межпредметные связи» по каждому курсу и опорных тем из программ и учебников других предметов, чтение дополнительной научной, научно-популярной и методической литературы;

– поурочное планирование межпредметных связей с использованием курсовых и тематических планов;

– разработка средств и методических приемов реализации межпредметных связей на конкретных уроках;

– разработка методики подготовки и проведения комплексных форм организации обучения;

 -разработка приемов контроля и оценки результатов осуществления межпредметных связей в обучении.

Традиционное занятие в форме комбинированного урока содержит достаточно возможностей для успешной реализации межпредметных связей.

Раскроем значение принципа интеграции в образовании:

– обеспечивает формирование целостной картины мира, определяя взаимосвязь между различными формами движения материи;

– осуществляет координацию учебного материала, построенную на принципах преемственности и развития;

– задает межпредметный уровень усвоения знаний, обеспечивающий широкий перенос знаний, обобщенный характер сформированности познавательных умений;

–предполагает единое определение общенаучных понятий, координацию процесса их формирования.

Фундаментальное образование должно быть целостным, для чего отдельные дисциплины рассматриваются не как совокупность традиционных автономных курсов, а интегрируются в единые циклы фундаментальных дисциплин, связанных общей целевой функцией и междисциплинарными связями. В свою очередь, отдельные циклы сопрягаются между собой посредством трансдисциплинарных коммуникаций и пограничных областей знания и культуры, обеспечивая целостность образования как такового [А.Д. Суханов, с.35].

Использование компьютерных технологий на общеобразовательных предметах – актуальная задача. Интегрированные уроки требуют координационной деятельности учителей разных предметов. Инициатива в проведении интегрированных уроков, может исходить как от учителя-предметника, так и от учителя информатики, но учитель информатики должен выступать проводником информационной культуры в другие предметные области. Интеграция учебных дисциплин должна строиться по принципу сотрудничества, на добровольной и взаимовыгодной основе. Здесь все должно строиться исходя из общих интересов для всех участников интеграции.

Интегрированные уроки развивают потенциал учащихся, побуждают к познанию окружающей действительности, к развитию логики мышления, коммуникативных способностей. Именно такая подготовка обеспечит конкурентоспособного специалиста в интегрированном информационном пространстве современного общества.

Принцип мультимедийнойвной наглядности.

Впервые в педагогике теоретическое обоснование принципа наглядности обучения дал Я.А. Коменский (XVII в) в своем известном «золотом правиле» дидактики: « все, что возможно, предоставлять для восприятия чувствами: видимое – для восприятия зрением; слышимое - слухом; запахи – обонянием; подлежащее вкусом – вкусу; допустимое осязанию – путем осязания. Если же какие-либо предметы или явления можно сразу воспринимать несколькими чувствами, – предоставить нескольким чувствам»

В основе сенсуалистической философии Я.А. Коменский обосновывает необходимость более глубокой опоры на чувственное познание в процессе обучения. Наглядность в его понимании становится решающим фактором усвоения учебного материала.

И.Г. Песталоцци, много занимающийся вопросами использования наглядности, рассматривал ее как средство развития у детей наблюдательности, умения сравнивать предметы, выявлять их общие и отличительные признаки и соотношения между ними. Он первым указал на роль использования наглядности для формирования логического мышления.

Ж.Ж. Руссо вынес обучение непосредственно в природу. Поэтому наглядность обучения не приобретает самостоятельного и существенного значения. Ребенок находится в природе и непосредственно видит то, что должен узнать и изучить.

К.Д. Ушинский дал глубокое психологическое обоснование наглядности начального обучения. Наглядные пособия являются средством для активизации мыслительной деятельности и формирования чувственного образа. Именно чувственный образ, сформированный на основе наглядного пособия, является главным в обучении, а не само наглядное пособие.

Л.В. Занков исследовал различные формы сочетания слова и наглядности в обучении.

Наглядность в современной теории и практике обучения можно понимать двояко: процесс чувственного отражения в обучении и изучение учебного материала на основе наглядных пособий.

С психологической точки зрения наглядность можно охарактеризовать как показатель простоты и понятности для данного человека того психического образа, который он создает в процессе восприятия, памяти, мышления и воображения.

Закономерное обоснование принципа наглядности получено сравнительно недавно. «В основе его лежат следующие строго зафиксированные научные закономерности: органы чувств человека обладают разной чувствительностью к внешним раздражителям, у подавляющего большинства людей наибольшей чувствительностью обладают органы зрения; пропускная способность каналов связи от рецепторов к центральной нервной системе различная: оптического канала связи - 1,6·106 бит/сек; акустического - 0,32·106 бит/сек; тактильного - 0,13·106 бит/сек. Это означает, что органы зрения «пропускают» в мозг почти в 5 раз больше информации, чем органы слуха, и почти в 13 раз больше, чем тактильные органы; информация, поступающая в мозг из органов зрения (по оптическому каналу), не требует значительного перекодирования, она запечатлевается в памяти человека легко, быстро и прочно» [И.П. Подласый, с. 172].

Принцип наглядности - это систематическая опора не только на конкретные визуальные предметы (люди, животные, предметы и т.п.) и их изображения, но и на их модели.

Модель - условный образ какого-либо объекта или системы объектов. Натуральные предметы и их изображения дают, прежде всего, представление о внешнем облике изучаемого объекта в целом. Модели воспроизводят лишь отдельные, наиболее существенные стороны явления или процесса, причем эти стороны должны быть отражены адекватно, то есть быть изоморфны изучаемому явлению [В.Г. Болтянский, с. 4].

Важнейшим средством наглядности является моделирование изучаемых объектов. Любая модель в той или иной степени обладает свойством наглядности для тех, кто разработал эту модель и для тех, кто понимает, что она является моделью определенного объекта.

Когда мы воспринимаем модель, у нас возникает наглядный обобщенный образ существенных свойств моделируемого объекта, отраженных в модели. Все остальные свойства, несущественные в данном случае, в модели отсутствуют, они были отброшены при моделировании. Следовательно, любые модели в той или иной степени дают возможность создания у учащихся таких наглядных образов изучаемых объектов, которые выражают самые существенные свойства этих объектов, их внутреннюю структуру, их сущность. Чем менее материальна модель, тем более значимые свойства оригинала она отражает. Это свойство модели делает ее незаменимым средством обучения.

Содержание учебных предметов, особенно естественнонаучного цикла, можно рассматривать как педагогическую проекцию основ соответствующих наук. Всякая же наука представляет собой единство системы развивающего знания и деятельности, направленной на достижение этих знаний. Эта деятельность есть процесс разработки идей с помощью системы определенных методов. Поэтому любая наука не только система добытых ею знаний, фактов, теорий, но и совокупность идей и методов.

«Изучить основы науки – значит не только усвоить некоторые ее факты и закономерности, но и овладеть ее идеями и методами, притом последнее даже важнее для общего образования, чем первое» [И.Ф.Харламов, с.10]. Моделирование – один из основных методов науки. Метод моделирования используется в любой науке, на всех этапах научного познания; он обладает огромной эвристической силой, ибо с его помощью удается свести изучение сложного к простому, невидимого и неощутимого к видимому и ощутимому, незнакомого к знакомому, т.е. сделать любой, какой угодно сложный объект доступным для тщательного и всестороннего изучения.

Для того чтобы учащиеся овладели моделированием как методом научного познания, недостаточно лишь познакомить их с научной трактовкой модели и моделирования, демонстрировать им разные научные модели, включенные в содержание обучения и показывать процесс моделирования отдельных явлений и процессов. Надо еще, чтобы школьники сами строили модели, сами изучали какие-либо объекты, явления с помощью моделирования.

Моделирование и модели объектов, созданные на компьютере, могут использоваться для разных целей:

– для изучения сложных понятий, для которых в соответствующей науке нет удобных моделей. В этом случае учитель может сам сконструировать необходимую учебную модель изучаемого понятия;

– для материализации деятельности учащихся по изучению какого-либо общего понятия с тем, чтобы они могли наглядно обозреть свою собственную деятельность, осознать и запомнить ее, в ряде случаев полезно использовать особые модели этих действий (блок-схемы, алгоритмы, схемы структуры действия и т.д.);

– моделирование естественнонаучного материала изученного раздела в виде схемы этого раздела для лучшего понимания и запоминания. При этом целесообразно, чтобы эти модели – схемы изученного материала строили сами учащиеся на компьютере, хотя, конечно, можно использовать и модели, построенные учителем.

Модели и моделирование можно использовать на всех этапах учебного процесса наряду с готовыми наглядными пособиями, но при этом следует учитывать важный психологический закон: «актуально осознается то содержание воспринятого, которое выступает перед человеком как предмет-цель, на который направлены его действия» [И.Ф.Харламов, с. 157]. Это означает, что поле восприятия значительно шире поля сознания, и не все, что мы воспринимаем органами чувств, осознается нами.

Чтобы сделать средства обучения наглядными, необходимо выделить основные свойства изучаемого явления (то есть превратить его в модель), адекватно отразить эти свойства (то есть сделать модель изоморфной изучаемому явлению). Таким образом, изоморфизм и простота являются отличительными признаками наглядности.

Роль учебных моделей (как вид иллюстраций) в формировании теоретических понятий убедительно раскрыта В.В. Давыдовым. Он характеризует учебные модели как своеобразный сплав наглядности и понятия, конкретного и абстрактного и предлагает рассматривать моделирование как дидактический принцип, дополняющий наглядность. Соотношение этих принципов В.В. Давыдов определяет следующим образом: «…там, где содержанием обучения выступают внешние свойства вещей, принцип изобразительной наглядности себя оправдывает. Но там, где содержанием обучения становятся связи и отношения предметов, - там наглядность далеко не достаточна. Здесь вступает в силу принцип моделирования» [с.123].

Благодаря современным компьютерным технологиям можно не только во всех подробностях реализовать статические модели иллюстрации, но представить эти модели в динамике, то есть в движении.

Все это позволяет говорить о том, что средства наглядности обретают новую функцию - управления учебно-познавательной деятельностью учащихся. С их помощью можно подводить учащихся к необходимым обобщениям, учить применять полученные знания. Использование форм мультимедийной наглядности, которые не только дополняют словесную информацию, но и сами выступают носителями информации, способствует повышению степени мыслительной активности учащихся.

От наглядности, как и от доступности, смысловой полноты и других полезных свойств теоретического материала зависит скорость восприятия учебной информации, ее понимание, усвоение и закрепление полученных знаний.

Широкое использование того или иного вида иллюстраций в трудных для понимания фрагментах текста, требующих наглядного разъяснения, иллюстрирования понятий и определений, явлений и процессов, а также оптимального использования иллюстраций для «оживления» всего материала (как печатного, так электронного) позволяют улучшить восприятие, понимание и усвоение, оптимизировать время обучения, повысить эффективность учебно-познавательной деятельности в целом. Вышеперечисленные задачи в части реализации принципа наглядности с успехом решаются в настоящее время с помощью компьютерных средств.

Принцип наглядности подвергся в компьютерном обучении значительной дифференциации. Если в традиционном понимании под наглядностью понималась прежде всего иллюстративная компонента, обеспечение потребности учащегося увидеть в какой-либо форме предмет или явление, произвести с ним минимальные манипуляции, то мультимедийная наглядность позволяет увидеть то, что не всегда возможно в реальной жизни даже с помощью самых чувствительных и точных приборов.

Принцип мультимедийной наглядности связан со способностью транслировать аудиовизуальную информацию любых форм (текст, графика, анимация и др.), реализовывать интерактивный диалог учащегося с компьютером.

Принцип мультимедийной наглядности в процессе обучения естествознанию с использованием компьютерных технологий приобретает новое качество:

– с одной стороны, компьютерные средства существенно повышают качество самой визуальной информации, она становится ярче, красочнее, динамичнее. Огромными возможностями обладают в этом плане технологии мультимедиа;

– с другой, - в связи с тем, что при использовании компьютерных средств коренным образом изменяются способы формирования визуальной информации, становится возможным создание «наглядной абстракции», то есть разнообразных моделей (в т.ч. условно-графическая интерпретация) процессов и явлений природы.

Если первое преимущество, касающееся реализации принципа мультимедийной наглядности обучения, а именно - высокое качество компьютерной визуализации, как бы лежит на поверхности и всеми признано, то второе преимущество, заключающееся в возможности наглядно-образного представления абстрактных, сущностных, наиболее значимых сторон и свойств изучаемых явлений, закономерностей, систем, устройств, пока еще не в должной мере осознано. Но именно в нем скрывается большой резерв повышения эффективности процесса обучения.

Как показывает опыт, мультимедийный материал в процессе обучения естествознанию следует использовать:

– в местах, трудных для понимания учебного материала, требующих дополнительного наглядного разъяснения;

– для обобщений и систематизации тематических смысловых блоков (в конце модуля, темы, параграфа); для общего "оживления" учебного материала и повышения мотивации.

К мультимедийной наглядности (на основе как изобразительных, так и условно-графических иллюстраций) относятся:

– все фотоизображения;

– анимация и 3D моделирование (без звука);

– анимация и 3D моделирование (с музыкальным или речевым сопровождением);

– аудиофрагменты (аудиофрагменты текста, аудиолекции, звуковые комментарии к рисункам, речевые фрагменты персоналий и др.);

– видеофрагменты, или видеоролики;

– аудиовидеофрагменты (лекций, конференций, видеообращений, политических событий, явлений и др.);

– видеофильмы (художественные и документальные) [Л.Х. Зайнутдинова, с.51].

Чем больше органов чувств участвуют в восприятии учебной информации, тем легче она усваивается. Конечно, кроме наличия иллюстративного материала, для активизации процесса осмысления учебного текста важно, чтобы он был доступным, интересным, логически взаимосвязанным, актуализированным. В этих целях лучше использовать яркие и точные формулировки, таблицы, схемы, репродукции картин, рисунки, анимацию, аудио-видеофрагменты.

Динамическая иллюстрация (анимация) - это программная реализация эффекта движения иллюстративного объекта [Г.А. Краснова, с. 24].

Анимация (от англ. аnimated - оживленный) - это технологически более высокая ступень, чем статическое графическое изображение.

Анимация позволяет представить в динамике:

- процесс «порционной» подачи текстовой информации (эффект «электронного лектора»);

- процесс имитации движения отдельных элементов иллюстрации;

- имитацию движения рисунка;

- физические и химические процессы;

- технологические процессы;

- природные явления и т.д.

Анимация представляет практически неограниченные возможности по имитации ситуаций и демонстрации движения объектов. В процессе обучения наиболее эффективными являются анимации, где излагаемая информация иллюстрируется условно-графическими изображениями (схемы, блок-схемы, диаграммы, траектории) и реальными изображениями (например, в виде образов, поверхностей, тел, в том числе и развивающихся в динамике).

Красочно оформленный иллюстрациями учебный теоретический материал с элементами анимации, видеофрагментами и звуковым сопровождением облегчает восприятие изучаемого материала, способствует его пониманию и запоминанию, дает более яркое и емкое представление о предметах, явлениях, ситуациях, стимулирует интерактивное взаимодействие младших школьников с изучаемым объектом. Кроме того, существенно повышает дидактический потенциал анимационных изображений их интерактивность - возможность управления различными элементами изображения.

Видеоматериалы также существенно усиливают дидактический потенциал электронных средств поддержки обучения естествознанию. Конечно, демонстрация работы натуральных объектов, природных и физических явлений, вступительных слов автора электронного учебника и т.п. - все это, безусловно, очень полезно. Целесообразно использовать короткие видеофрагменты - одну, максимум две минуты: надо иметь в виду, что в когнитивном плане просмотр учебного видеоролика является пассивным восприятием знаний, а не активной формой учебной деятельности.

Звук и музыкальное сопровождение являются мультимедийными элементами, активно влияющими на восприятие учебного материала. Звук может присутствовать в виде фраз, произносимых преподавателем, диалога персонажей или звукового ряда видеофрагмента. Музыка обычно используется в качестве фонового звука. Обычно, фоновая музыка должна быть спокойной, мелодичной, с ненавязчивым мотивом. В этом случае у младших школьников создается благоприятное, спокойное настроение, способствующее повышению восприимчивости к учебному материалу.

Использование наглядных пособий на уроках требует тщательной подготовки педагога. Учитель должен понимать, что наглядность различных видов, а иногда и одного, имеет различную степень восприятия. Говоря о материальных средствах обучения, носителях учебной информации, важно определиться с видом и формой наглядности.

Виды, формы и средства наглядности отображены на схеме 1.

 

  Виды, формы и средства наглядности
 


Схема 1. Виды, формы и средства наглядности

 

При выборе наглядных средств, способствующих повышению уровня естественнонаучной подготовки учащихся, важно иметь в виду, что средства наиболее успешно решают следующие дидактические задачи:

– способствуют развитию у учащихся наглядно-образного мышления;

– выступают в роли средства активизации внимания при усвоении любого учебного материала;

– содействуют активизации учебно–познавательной деятельности учащихся;

– позволяют конкретизировать изучаемые теоретические вопросы;

– расширяют сферу показа практических применений изучаемых вопросов, которые непосредственно не могут стать предметом наблюдения учеников в ходе урока;

– создают возможности для моделирования ряда непосредственно не наблюдаемых процессов и явлений;

– наглядно систематизируют и классифицируют изученные явления на схемах, таблицах и пр.;

– выступают в роли методов стимулирования интереса к учению, создания установки на эффективное учение;

– позволяют в конкретизированной форме получать информацию о степени усвоения учебного материала.

В.А. Далингер считает, что наглядность играет в процессе обучения непосредственные и опосредованные функции. К непосредственным функциям относятся: познавательная, управление деятельностью учащихся, интерпретационная, эстетическая, непосредственности рассуждений. К опосредованным функциям следует отнести такие: обеспечение целенаправленного внимания учащихся, запоминания и повторения учащимися учебного материала, реализация прикладной направленности [с.33].

Оптимальное применение наглядности означает целесообразное ее использование. Поэтому учителю в процессе обучения естествознанию необходимо выбрать в первую очередь те пособия, которые непосредственно направлены на решение основной задачи урока, на усвоение главных, существенных вопросов содержания изучаемой темы. Из двух наглядных средств на одну тему надо выбрать то, которое лучше решит поставленную задачу и за меньшее время.

Помимо основных, подбираются некоторые дополнительные наглядные пособия, которые могут быть использованы при наличии свободного времени или в качестве средств, позволяющих лучше пояснить изучаемый вопрос при возникновении затруднений. Но необходимо помнить, что большое число демонстраций не только ведет к лишним затратам времени, но и отвлекает учеников от сути изучаемого материала.

При выборе наглядных методов учитываются особенности данного класса, преимущественный тип мышления большинства его учеников – словесно-логический или наглядно-образный. В первом случае наглядность применяется несколько меньше или в таких видах, которые более абстрагированы. Во втором случае удельный вес наглядных методов возрастает.

Для повышения эффективности применения мультимедийной наглядности следует четко ставить цель перед учащимися. Это усиливает внимание учеников, делает его более длительным и устойчивым.

Мультимедийная наглядность не должна сводиться к какому-то автоматизму, к механическому отражению внешних предметов (иллюстрация предметов и явлений). Она должна включаться в познавательную систему головного мозга, являясь «пищей для ума», и в процессе обработки информации давать в той или иной степени содержательные знания об исследуемом объекте.

Полезно применять специальные приемы повышения интереса учеников к объектам мультимедийной наглядности, несмотря на то, что они сами выступают в роли активизирующих средств.

Принцип оптимизации требует кратковременности демонстраций, чтобы за минимально необходимое время достигать желаемого эффекта. Поэтому их надо хорошо готовить. Экономии времени способствуют краткие и четкие пояснения в ходе демонстраций.

Следует использовать мультимедийную наглядность не только для иллюстрации, но и в качестве самостоятельного источника знаний для создания проблемных ситуаций. Современная мультимедийная наглядность позволяет организовать эффективную поисковую и исследовательскую работу учащихся.

«Ребенок обращает внимание на то, что возбуждает у него чувства, интерес, а не то, что важно само по себе. В этом контексте любопытной является точка зрения Эйнштейна, который считал, что чувства и действительность могут дать много больше знания, чем любая стройная теория. Он утверждал, что слова и теории для него в познании - ничто, а вот образы и практика - все» [Т.В. Смолеусова, с. 80].

Все связанное с наглядностью, яркостью впечатлений, вызывает сильные чувства и запоминается легко и надолго.

Раскроем нейрофизиологический аспект применения наглядности в обучении. Доктор Роджер Сперри, Нобелевский лауреат (1981 г.) на основе исследований и операции по разделению полушарий головного мозга сформулировал следующую концепцию о доминировании полушарий человека: левое полушарие специализируется на вербально-символических функциях, а правое - на пространственно-синтетических. Правое полушарие «отвечает» за образную память, ориентирование в пространстве, воображение, цветовые ритмы, кинестетические переживания и творчество. Левое – за словесные выражения, числа, аналитическое мышление и линейно-цифровые рассуждения. Становление левого полушария происходит дольше. Поэтому гладкое, рациональное, словесное, ориентированное на левое полушарие головного мозга изложение нового материала следует сделать более образным, эмоциональным, запоминающимся объяснением с элементами мнемотехники, то есть сориентировать его и на правое полушарие [Т.В. Смолеусова, с. 80].

Закономерности, связанные с особенностями зрительного восприятия знаковой информации пристально изучали русские и западные ученые (Р. Арнхейм, Л.М. Веккер, Р.М. Грановская, Р.Л. Грегори, В.П. Зинченко и другие). В.П. Зинченко определил визуальное мышление как «человеческую деятельность, продуктом которой является порождение новых образов, создание новых визуальных форм, несущих определенную смысловую нагрузку и делающих значение видимым» [с. 46].

Работы американского психолога Р. Арнхейма положили начало современным исследованиям роли визуального мышления в познавательной деятельности, которая коренным образом меняет взгляд на традиционную наглядность, отдавая приоритет визуализации практически любой наглядности.

С помощью современных технических средств могут быть визуализированы невидимые объекты и явления, частицы, звук, абстрактные теоретические понятия, т.е. создаётся определённый дидактический образ – модель, которой всегда присущи три функции:

- изоморфно-отражательная,

- чувственно-визуальная,

- интегративно-абстрактная.

Именно качественно новое понимание и многоаспектная реализация принципа наглядности предусматривает использование компьютеров в обучении как постоянного инструмента для постижения закономерностей широкого круга явлений, процессов, а не только как демонстрационный материал.

Многофункциональность компьютера при работе с источниками информации разного типа позволяет создавать и воспроизводить программные продукты, основной характерной чертой которых с точки зрения обучающих технологий является интерактивная наглядность – эффект погружения в обучающую программную среду и взаимодействия с ней. При этом учащийся совершает целенаправленные интеллектуальные усилия, познавая логические связи, характер взаимодействия между предметами и явлениями, т.е. усваивает не отдельные статистические образы, а смысловые схемы, что сродни приобретению самостоятельного исследования.

Применение компьютеров позволяет добиться качественно более высокого уровня наглядности предлагаемого естествоведческого материала за счет применения мультимедийной наглядности, значительно расширить возможности включения разнообразных упражнений в процесс обучения. Непрерывная обратная связь, подкрепленная тщательно продуманными стимулами учения, оживляет учебный процесс, способствует повышению его динамизма, что, в конечном счете, ведет к достижению едва ли не главной цели обучения – формированию положительного отношения учащихся к изучаемому материалу, интереса к нему, удовлетворения результатами каждого локального этапа в обучении естествознанию.

Принцип интерактивного взаимодействия учащихся с изучаемым объектом при компьютерном обучении соотносится с принципом активизации познавательной самостоятельности. Включение в организационную схему урока компьютерных технологий позволяет резко увеличить время взаимодействия учащихся с усваиваемыми понятиями.

Современная ориентация образования на повышение уровня усвоения младшими школьниками содержания естествознания предполагает создание дидактических и психологических условий, в которых обучающийся может проявить не только интеллектуальную и познавательную активность, но и личную социальную позицию, свою индивидуальность, выразить себя как субъект обучения.

Проблемой формирования познавательной самостоятельности школьников занимаются многие дидакты, психологи и методисты. Наиболее важные результаты получены в исследованиях Л.П. Аристовой, И.Я. Лернера, Н.А. Половниковой, Т.И. Шамовой и др., где разработаны теоретический аспект проблемы, уровни и показатели познавательной самостоятельности, условия перехода с одного уровня на другой, показаны пути решения этой проблемы.

Разработке решения проблемы развития познавательной самостоятельности школьников способствуют исследования Б.Г. Ананьева, В.В. Давыдова, Л.В. Занкова, Г.И. Щукиной и др., посвященные формированию познавательных интересов и потребностей.

В исследованиях разных авторов показано, что любая деятельность школьника предполагает и выражает ту или иную степень его активности. Под интерактивностью мы подразумеваем взаимный обмен информацией в режиме компьютерного диалога как между обучаемым и системой в целом, так и между отдельными частями системы.

Принцип интерактивного взаимодействия младших школьников с изучаемым объектом в компьютерном обучении может выступать в двух аспектах:

1) в присвоении учащимся готовых знаний, образцов, правильных, точных и практических действий для включения их в решение творческих задач;

2) в создании чего-то индивидуального, того, что в обучении выражается в самостоятельном решении учеником теоретических и практических задач.

Мы предлагаем рассматривать два уровня интерактивного взаимодействия младших школьников с изучаемым объектом: репродуктивный и творческий.

Репродуктивный уровень интерактивного взаимодействия предполагает усвоение готовых знаний и образцов деятельности. Адекватным методом преподавания для данного вида деятельности является объяснительно-иллюстративный, отличающийся информативным характером передачи знаний с помощью компьютерных технологий.

Творческий уровень интерактивного взаимодействия связан с овладением знаниями и способами деятельности до уровня применения их в разных ситуациях. В данном случае адекватными являются информационно-поисковые методы обучения на компьютере, поскольку именно они обеспечивают самостоятельный поиск учащимися и способствуют их творческому развитию.

Интерактивное взаимодействие младших школьников с изучаемым объектом протекает тем эффективней, чем активней в нем участвует мышление учащихся. Не память, как это зачастую бывает в реальных условиях учебного процесса, а именно мышление.

Одна из болевых точек среднего образования исторически связана с развитием вербально-логического, аналитического (левополушарного) мышления в ущерб образному, интуитивному (правополушарному).

Как известно, в структуре человеческого мышления условно выделяют два компонента: аналитический и интуитивно-образный (творческий), которые физиологически связаны с левым и правым полушариями мозга – материального носителя мышления.

Исследования последних лет в области логики и методологии науки привели к выявлению действительной роли личностного, или неартикулированного знания, не сводимого к логическому представлению. В сущности, была осознана неустранимость синтетических суждений в рамках научного знания. Тем не менее, современные технологии обучения практически не берут во внимание роль интуитивно-образного компонента мышления при выборе средств организации самостоятельной учебно-познавательной деятельности и зачастую «технократически» трактуют процессы обучения, специфически рассматривая человека только как «обучаемый, программируемый компонент системы, как объект самых разных манипуляций, а не как личность, для которой характерна не только самодеятельность, но и свобода по отношению к возможному пространству деятельности» [А. Вербицкий, О. Агапова, А. Ушаков, с.23].

Работа с компьютером предоставляет уникальные возможности для актуализации в учебном процессе обоих компонентов мышления, обеспечивая тем самым успешность протекания интерактивного взаимодействия учащихся с изучаемым объектом.

Экран дисплея «позволяет оперировать не письменными или устными знаками языка, а образами. Образы не направляют ход мыслей от А к В и далее к С с промежуточными выводами, как при восприятии печатной информации. Вместо этого они создают модели, обращенные к образной части мышления.

Понимание сущности явлений и выбор тактики решения всевозможных ситуаций требуют способности воспринимать по-новому кажущиеся очевидными факты, находить способы соединения не связанных на первый взгляд вещей, устанавливать различные связи между старой и новой информацией» [А. Вербицкий, О. Агапова, А. Ушаков, с.24].

Всеми прекрасно осознается тот факт, что компьютерное обучение не может не быть программированным. Программированное обучение предполагает жесткое управление процессом обучения на всех его этапах. Однако компьютер – одно из немногих средств обучения, которое способно предоставить обучаемому условия для творческой деятельности, возможность проверять выдвигаемые гипотезы по предложенной проблеме.

«Основная ошибка стандартных методов обучения ... состоит в предположении, что мы можем начать с заранее подготовленного курса или арифметики, или геометрии, или любого другого предмета независимо от непосредственного личного опыта обучаемого... На первой стадии контакта с любым новым материалом независимо от возраста обучаемого должен быть обязательно применен метод проб и ошибок. Человек должен попытаться, играя или работая, что-нибудь сделать с материалом и затем отметить взаимосвязь между приложенными усилиями и реакцией материала. Именно это происходит, когда ребенок начинает впервые строить из кубиков, и то же самое случается, когда ученый в лаборатории начинает экспериментировать с неизвестным объектом. Эффективные методы обучения дают возможность ученику не что-нибудь выучить, а что-либо сделать, а чтобы сделать, надо все продумать» [Г.М. Клейман, с.100].

Компьютер предоставляет обучаемым право на ошибку, которого они лишены при безмашинных методиках обучения, возможность корректировать свои действия для достижения поставленной цели. Таким образом, персональный компьютер позволяет в полной мере использовать проблемное обучение при организации процесса обучения естествознанию.

Если в качестве психолого-педагогической основы в организации интерактивного взаимодействия младших школьников с изучаемым объектом использовать интеграцию проблемного и программированного подходов, то можно обеспечить динамическое равновесие рационального мышления, имеющего линейный и аналитический характер, и интуитивного мышления, возникающего в развитом сознании, а также предоставить учащимся возможность решать познавательные естествоведческие задачи различного уровня и содержания путем выдвижения гипотез, основанных на изученном материале, и проверке этих гипотез на основе экспериментального компьютерного моделирования.

При разложении всех мыслительных операций обучаемых на отдельные шаги следует принять меры, способствующие развитию неалгоритмизируемой, образной составляющей мышления.

Теоретические исследования позволяют нам предположить, что совершенствование творческого компонента деятельности учащихся средствами компьютера, ведущее к развитию интерактивного взаимодействия учащихся с изучаемым объектом, возможно при выполнении ряда условий:

– самостоятельное планирование учащимися пути решения поставленной проблемы;

– самоанализ результатов конкретного действия на этапах решения проблемы;

– самокорректировка действий в зависимости от результатов самоанализа.

Эти условия должны быть реализуемыми в процессе естественнонаучного образования. Этого можно достичь, если целенаправленно развивать активность обучаемых, актуализируя творческий компонент мышления за счет визуализации этапов решения проблемы и высокого интерактивного режима работы с обучающей средой, предполагающего обязательные ответные действия учащихся на каждом этапе разрешения проблемы. Подобный подход позволяет интегрировать возможности программированного и проблемного обучения и добиваться высокого педагогического эффекта.

При реализации выше перечисленных условий, повышается степень адаптации обучающей среды к актуальному уровню учащихся, наблюдаемой становится динамика протекания интерактивного взаимодействия учащихся с изучаемым объектом. Обучаемые вынуждены активно мыслить, анализировать состояние проблемы и пробовать ее разрешить, постоянно самостоятельно принимать решения и каждое свое решение проверять, обязательно предпринимая какие-либо моторные действия, работая в режиме постоянного диалога с компьютером.

Рассмотренные условия позволяют актуализировать мотивационный, содержательно-операционный и волевой компоненты интерактивного взаимодействия учащихся с изучаемым объектом и повысить уровень естественнонаучной подготовки обучаемых до творческого вне зависимости от их актуального уровня.

После предъявления проблемы учащемуся и осознания ситуации затруднения обучаемым, интерактивное взаимодействия учащихся с изучаемым объектом протекает в следующей логической последовательности:

1) осознание проблемы и актуализация фактов, необходимых для ее разрешения;

2) выдвижение гипотезы;

3) конкретные действия по проверке гипотезы;

4) самоанализ полученного результата;

5) корректировка действий в зависимости от результатов анализа;

6) решение проблемы.

Последовательность действий обучаемых циклически повторяется со второго по пятый пункт до тех пор, пока проблема не будет разрешена. Естественно, что число повторений цикла тем меньше, чем выше актуальный уровень развития обучаемых: владение операциями анализа, синтеза, сравнения, сопоставления, обобщения, специальными умениями по изучаемой дисциплине; критичностью и гибкостью мышления. Поскольку использование перечисленных операций циклически повторяется, а для учащихся с низким актуальным уровнем повторяется многократно, постольку развивается и совершенствуется умение ими владеть.

Использование компьютерных технологий в процессе обучения естествознанию начинает оказывать решающее влияние на формирование позитивного отношения к учению только при работе с эффективными программами, максимально адаптированными к актуальному уровню развития обучаемых и предоставляющими возможность к саморегуляции деятельности, т.е. использование компьютера в учебно-познавательной деятельности не гарантирует повышение познавательной мотивации, а в случаях использования неэффективных дидактических средств резко снижает таковую даже у учащихся с ярко выраженным познавательным интересом.

Следовательно, следует обеспечить (в содержательном и процессуальном плане) такую учебную ситуацию, которая будет способствовать принятию учащимися учебных целей, значит, и стимулировать положительную мотивацию учения.

Регулирующая роль мотивов проявляется в том, что общая спонтанная активность учащихся принимает форму именно интеллектуальной инициативы, запускающей внутренние операции: узнавание, запоминание, оценку, конвергентное и дивергентное мышление, – наличие которой повышает качество интерактивного взаимодействия учащихся с изучаемым объектом.

Синтез программированного и проблемного подходов создает ситуацию, когда обучаемый вне зависимости от своего актуального уровня раньше или позже разрешит познавательное затруднение. Это формирует уверенность в достижении поставленной цели, сопровождающуюся положительным эмоциональным подкреплением, что приводит к активизации интерактивного взаимодействия. Следовательно, для развития и активизации интерактивного взаимодействия младших школьников с изучаемыми объектами в процессе обучения естественнонаучным дисциплинам необходимы:

1) синтез внешнего управления интерактивного взаимодействия и его саморегуляции самим учеником;

2) интеграция проблемного и программированного подходов, обеспечивающая успешность решения заданий разного уровня (вплоть до исследовательского) учащихся с различной подготовкой.

Важно, чтобы учащиеся, овладевая естественнонаучными знаниями и способами их добывания, осознавали, что самостоятельная работа призвана завершать задачи всех других видов учебной работы, ибо никакие знания, не ставшие объектом собственной деятельности, не могут считаться подлинным достоянием личности.

Таким образом, в условиях модернизации Российского образования проблема эффективного использования компьютеров в преподавании естественнонаучных дисциплин представляется весьма актуальной. С помощью компьютерных технологий можно обеспечить условия для реализации самовыбора учащегося, что способствует развитию познавательной мотивации, спровоцировать проблемную ситуацию и предположить деятельность по разрешению проблемы, что является одним из эффективных приемов активизации учебно-познавательной деятельности школьников. Компьютеры в обучении следует использовать только тогда, когда они обеспечивают получение знаний, которые невозможно или достаточно сложно получить при бескомпьютерных технологиях. Также очень важно обучение строить таким образом, чтобы ученик понимал, что задачу решает он, а не машина, что только он несет ответственность за последствия принятого решения.

Список литературы:

  1. Артемьева, В.В. Дидактические условия обучения  младших школьников естествознанию средствами компьютерных технологий[Текст]: дис. … канд. пед. наук./ В.В.Артемьева. - Екатеринбург –2007. – 196 с.
  2. Артемьева, В.В.Системный подход в информатике [Текст] / В.В. Артемьева // Философия и наука: материалы IV-й Всероссийской научно-практической конференции аспирантов и соискателей «Философия и наука», Екатеринбург, 11 мая 2005 г. / Урал. гос. пед. ун-т.-Екатеринбург, 2005. - С.14-16.
  3. Болтянский, В.Г. Наглядность и понятие модели [Текст] / В.Г. Болтянский // Новые исследования в педагогических науках. - 1972.- № 5. – С. 3-7.
  4. Бурнусова, О.В. Методика использования учебных телеконференций в обучении учителя информатики [Текст]: дис. … канд. пед. наук./ О.В. Бурнусова. - М.:[б.и.] , 2000. – 156 с.
  5. Вербицкий, А. Сотворение образа мира [Текст] / А. Вербицкий, О. Агапова, А. Ушаков // Alma mater. - 1991. - № 7. - С.23–30.
  6. Глинский, Б.А. Философские и социальные проблемы информатики [Текст] / Б.А. Глинский. - М.: Наука, 1990. – 53 с.
  7. Гомулина, Н.Н. Применение новых информационных и телекоммуникационных технологий в школьном физическом и астрономическом образовании [Текст]: дис…. канд. пед. наук / Н.Н. Гомулина. - М.:[б.и.], 2003. - 332 с.
  8. Давыдов, В.В. Теория развивающего обучения [Текст] / В.В. Давыдов. - М.: ИНТОР, 1996. - 544 с.
  9. Далингер, В.А. Формирование визуального мышления у учащихся в процессе обучения математике [Текст]: Учебное пособие / В.А. Далингер. – Омск: Изд-во ОмГПУ, 1999. - 157 с.
  10. Дистанционное обучение [Текст] / под ред. Е.С. Полат. – М.: Владос, 1998. – 192 с.
  11. Зайнутдинова, Л.Х. Создание теоретических образов как метод повышения эффективности электронных учебников [Текст] / Л.Х. Зайнутдинова // Новые информационные технологии в региональной инфраструктуре (НИТРИ-97): материалы научно-технической конференции. - Астрахань, 1997. - С.49-53.
  12. Зинченко, В.П. Современные проблемы образования и воспитания [Текст] / В.П. Зинченко // Вопросы философии. -1973. - № 11. - С.45-57.
  13. Клейман, Г.М. Школы будущего: компьютеры в процессе обучения [Текст] / Г.М. Клейман; пер. с англ. А.В. Снеговой. – М.: Радио и связь, 1987. - 176 с.
  14. Коменский, Я.А., Локк, Д., Руссо Ж.-Ж., Песталоцци, И.Г. Педагогическое наследие [Текст] / Сост. В.М. Кларин, А.Н. Джуринский. – М., 1989. – 125 с.
  15. Краснова, Г.А., Технологии создания электронных обучающих средств [Текст] / Г.А. Краснова, А.В. Соловов, М.И. Беляев. - М.: Высш.школа, 2002. - 124 с.
  16. Максимова, В.Н. Межпредметные связи и совершенствование процесса обучения [Текст]: кн. для учителя / В.Н. Максимова. – М.: Просвещение, 1984. – 143 с.
  17. Могилев, А.В. Дидактические принципы в компьютерном обучении [Текст] / А.В. Могилев // Педагогическая информатика. - 1998. - №2. - С.10-16.
  18. Панюкова, С.В. Концепция реализации личностно-ориентированного обучения при использовании информационных и коммуникационных технологий [Текст] / С.В. Панюкова. – М.: Изд-во РАО, 1998. – 120 с.
  19. Подласый, И.П. Педагогика [Текст]: учебное пособие/ И.П. Подласый.-М.: Просвещение, 1996. - 426 с.
  20. Российская педагогическая энциклопедия [Текст]: В 2 т. / Гл. ред. В.В. Давыдов.– Т.2. – М., 1999. – 556 с.
  21. Селевко, Г.К. Современные образовательные технологии [Текст]: учебное пособие / Г.К. Селевко. - М.: Народное образование, 1998. – 256 с.
  22. Смолеусова, Т.В. Наглядные пособия на уроках математики [Текст]/ Т.В. Смолеусова // Начальная школа. - 2001. - № 4. – С.79-81.
  23. Суханов, А.Д. К вопросу о принципах структурирования физического знания [Текст]/А.Д. Суханов //Доклады ХI Международной конференции «Логика, методология, философия науки». - Москва – Обнинск, 1995.
  24. Тихомиров, О.К. ЭВМ и новые проблемы психологии [Текст]/ О.К. Тихомиров. - М.: МГУ, 1986. –203 с.
  25. Харламов, И.Ф. Педагогика [Текст]: курс лекций/ И.Ф.Харламов. – Минск : Изд-во БГУ им. В.И. Ленина, 1979. – 464 с.
  26. Berenfeld B., Liking Students to the Infospher, Technologe Horizon in Education// T.H.E., Journal, 1996. – 23(9). - p. 76 – 83.