Дидактическая эффективность применения мультимедийных технологий в условиях варьирования проблемности обучения на уроках естественно-математического цикла

Современный научно-технический и социальный прогресс характеризуется интенсивным развитием новейших информационных технологий, внедрением их в промышленное производство, науку и образование большинства стран мира.

Возникновение передовых технологий, распространение и освоение их в заинтересованных странах стимулирует потребность в подготовке компетентных профессионалов. Задачу формирования специалистов призвана осуществлять система общего и профессионального образования. Успех будет возможен в том случае, если человек еще в школьном возрасте осознает свои профессиональные возможности на базе свободного владения средствами коммуникации и умения решать нестандартные задачи, как научного, так и организационного и социального планов.

Центральной фигурой образовательного процесса, таким образом, становится учитель, способный формировать у подрастающих членов общества отношение к высокотехнологичному труду как важнейшей жизненной потребности.

Поставленные временем педагогические и социальные цели оказывают значительное влияние на развитие как дидактики в целом, так и учебного процесса в частности. Одними из характерных и наиболее значимых сторон этого развития являются теории проблемного и компьютерного обучения. Их принципы, методы и технологии оказывают существенное влияние на разные аспекты процесса обучения. Основными из них являются принципы обоснования и создания мультимедийных продуктов для обеспечения методики проблемного обучения и технологии подготовки учителя как пользователя этими продуктами.

Осуществление функционального компьютерного обучения представляет собой сложную педагогическую проблему, которая с разных сторон рассматривалась в работах В. С. Леднева, Б. С. Гершунского, М. И. Махмутова, В. И. Андреева, А. И. Фишмана, Е. И. Машбица, Э. Г. Скибицкого, О. П. Теляковой, Е. Ю. Таркевича, С. П. Киршева, Г. В. Ившиной, А. И. Ходанович и др.

В этих работах раскрываются дидактические основы внедрения компьютерного обучения в учебный процесс, технологии возможного использования компьютерных продуктов в процессе проблемного обучения.

Развитие теории проблемного обучения и системы ее методов с учетом использования мультимедийных средств поставило задачу изучения явлений, с одной стороны, технологии производства мультимедийных продуктов для разных этапов процесса проблемного обучения, с другой, что очень важно, — технологию подготовки учителя свободно пользоваться всеми возможностями предоставленных ему мультимедийных продуктов.

И, наконец, третья сторона, самая важная — это эффективность учебного процесса. Эффективный — в переводе с латинского обозначает действенный. В педагогической интерпретации под эффективностью понимают любую дидактическую деятельность, обеспечивающую усвоение учебного материала. В данном случае под эффективностью предполагается выбор варианта сложности учебной проблемы, наиболее соответствующей учебно-познавательным возможностям учащихся. В свою очередь, сложность учебной проблемы определяется количеством логических ходов ее разрешения, возможностью альтернативных подсказок и наводящих вопросов, степенью наглядности. Степень наглядности повышается возможностями мультимедийных технологий, то есть процесс понимания, запоминания, осознания явлений природы, ее законов, научных теорий, математических расчетов может быть максимально наглядно представлен учащимся в динамичном, обучающем или тренировочном варианте мультимедийного дидактического средства.

Проблема исследования — на основе анализа и уточнения содержания понятий, относящихся к расшифровке сущности интеграции возможностей проблемного обучения и мультимедийных технологий, необходимо, во-первых, адаптировать учителя к принципиально новым дидактическим средствам и технологиям. Во-вторых, раскрыть дидактические особенности использования мультимедийных средств в стимулировании творческой познавательной деятельности учащихся и, наконец, определить, какой должна быть конкретная, практическая реализация мультимедийных средств в процессе активизации познавательной деятельности учащихся с помощью вариативной проблемности, существенно повышающая качество обучения на уроках естественно-математического цикла.

Цель исследования — теоретически и экспериментально проверить эффективность мультимедийных технологий в условиях вариативной проблемности обучения по формированию новых понятий на уроках естественно-математического цикла.

Объект исследования — процесс и результат использования на уроках естественно-математического цикла в общеобразовательной школе учебных проблем различной вариативности с применением мультимедийных технологий. Предмет исследования — мультимедийные технологии в условиях варьирования проблемности обучения как средства повышения эффективности учебно-познавательной деятельности учащихся.

Исходные положения исследования.

Проблемное обучение в дидактике рассматривается как интегрированный тип обучения, представляющий собой сложную иерархическую систему целей и средств их достижения, и как специфическая система взаимодействия преподавателя и учащихся.

Доминирующее положение в системе занимают цели, осуществляемые методами продуктивного характера. Репродуктивные методы, сохраняя свое самостоятельное значение и решая собственные задачи, вместе с тем несут функцию обеспечения эффективности доминирующих методов обучения. Мультимедийные средства, развиваясь как всемирный способ коммуникации, несут в себе неограниченные обучающие возможности. Освоение и развитие этих возможностей в проблемном обучении делают более эффективным процесс усвоения знаний на всех этапах. На этапе актуализации опорных знаний мультимедийные технологии исполняют роль подготовки учащихся для работы на следующем этапе усвоения нового материала. В процессе же предъявления нового материала мультимедийные технологии могут, во-первых, повысить наглядность предъявления содержания нового материала, а во-вторых, моделировать вариативность проблемных ситуаций. На этапе формирования умений и навыков мультимедийные технологии дают возможность оптимально переходить учащимся на более высокие уровни усвоения нового учебного материала. Мультимедийные технологии решают и проблемы педагогического мониторинга качества усвоения учебного материала и его систематизации.

Гипотеза исследования. Эффективность применения мультимедийных технологий в процессе формирования новых понятий естественно-математических дисциплин может быть повышена, если:

— в учебный процесс органично вписаны мультимедийные технологии, интегрируемые в процесс проблемного обучения.

— реализовать возможности мультимедийных средств в варьировании проблемности учебного материала.

— в отборе содержания изучаемого содержания соблюдать принципы преемственности и доступности.

— учитывать уровень опорных знаний учащихся и их индивидуальные затруднения в усвоении понятий естественно-математических предметов.

Задачи исследования:

1. Проанализировать содержание дидактических понятий, на основе которых возможно объяснить сущность интеграции мультимедийных технологий в процессе проблемного обучения.

2. Раскрыть дидактическую сущность интеграции мультимедийных технологий и проблемного обучения.

3. Выявить дидактические условия, способствующие интеграции мультимедийных технологий и проблемного обучения.

4. Разработать методику реализации мультимедийных технологий в условиях варьирования проблемности обучения и на этой основе провести формирующий эксперимент на базе общеобразовательных школ т. Адена в Республике Йемен.

Методология и методы исследования.

Методологической основой исследования явились: диалектический метод познания, требующий всестороннего учета различных факторов, предполагающих исключение односторонности и предвзятости к построению модели обученияположения психологии и педагогики о практической и умственной деятельности школьникаработы арабских, российских и других зарубежных педагогов, психологов по проблемам использования мультимедийных средств коммуникации в учебном процессе.

Исходные теоретические позиции исследования базируются на: теории деятельности А. Н. Леонтьева, Л. С. Выготского, В. В. Давыдова. теории проблемного обучения И. Я. Лернера, М. Н. Скаткина, М. И. Махмутова, В. Оконя, А. Н. Матюшкина и др. теории компьютерного обучения А. И. Берга, В. С. Леднева, Б.С.Гер-шунского, Е. И. Машбица, М. М. Мусса, Х. А. Салех, Виннер, Билл Гейц, Sanders J.

За исходное также взята аксиома о необходимости начинать обучение с подготовки учащихся к усвоению нового материала.

В диссертации применены эмпирические методы, основанные непосредственно на опыте, связанные с включенным и не включенным наблюдением, изучением результатов деятельности, регистрацией фактов. Частные методы эмпирического исследования заполнялись общими методами этого уровня: обобщением педагогического опыта учителей г. Адена (Республика Йемен) и г. Казани (Россия), личной опытной работой, экспериментом, методом экспертных оценок, статистико-математическими методами.

С учетом целей и задач исследования мною были использованы и теоретические методы: историко-логический, аналогии, абстрактного моделирования и др.

Эмпирические и теоретические методы связаны между собой и строго субординированы: на первом этапе добывались знания эмпирически, затем теоретические методы позволяли выявить специфические противоречия и соотнести их с закономерностями процесса усвоения учебного материала, разработать методику изготовления мультимедийных продуктов для проблемного типа обучения и проверить эффективность.

Эмпирической базой исследования явилась практическая работа учителей физики и преподавателей университета г. Адена Республики Йемен, преподавателей кафедры общей физики КГУ в процессе подготовки уроков с использованием мультимедийных продуктов как средств интенсификации активных и репродуктивных методов обучения.

Теоретическая значимость исследования состоит в развитии дидактических взглядов на возможности использования мультимедийных технологий в условиях варьирования проблемности обучения на различных этапах логической структуры урока. На этапе актуализации опорных знаний учащихся мультимедийные средства интенсифицируют формирование их готовности к усвоению новых знанийна этапе формирования новых знаний такие средства позволяют вариативно моделировать проблемные ситуации или вести учебно-исследовательский процесс. На этапе формирования умений и навыков мультимедийные продукты, как опорные средства усвоения оптимизируют запоминание и осознание учебного материала.

Практическая значимость исследования заключается в расширении границ творческого или продуктивного подхода к организации урока на основе разработанной методики использования мультимедийных средств на разных этапах логической структуры процесса обучения.

Новизна исследования может быть определена в том, что методика использования мультимедийных средств впервые целенаправленно разрабатывалась на основе варьирования проблемности учебного материала с ориентацией на разные этапы логической структуры урока. Это позволило раскрыть содержание и структуру процесса интеграции проблемного обучения с активным использованием мультимедийных технологий, показать их возможности как дидактических средств актуализации опорных знаний на разных уровнях, проанализировать их влияние на эффективность овладения учащимися новым знанием. На этапе формирования новых понятий мультимедийные продукты представляют широкие возможности вариативного конструирования проблемных ситуаций, моделирования различных явлений на уроках естественно-математических дисциплин. На этапе формирования умений и навыков мультимедийные средства дают возможность оптимизировать процесс осознания учебного материала.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Условие интеграции мультимедийных технологий и проблемного обучения, которое определяется как возможность широкого варьирования проблемности учебного материала с ориентацией на уровень усвоения опорных знаний учащихся, их индивидуальные затруднения в усвоении понятий естественно-математических дисциплин.

2. Формирующий эксперимент как опыт обучения на основе интеграции мультимедийных технологий и проблемного обучения, иллюстрирующий субъектную готовность учащихся к активной познавательной деятельности на уроках естественно-математических дисциплин.

Структура диссертации.

Исследование состоит из введения, двух глав, заключения, библиографии.

Во введении аргументированно показано наблюдающееся противоречие между возможностями мультимедийных средств в обучении вообще и проблемном обучении в частности с одной стороны и самим реальным процессом обучения. Выделена проблема, сформулирована гипотеза о разрешении создавшегося противоречия. Определены задачи исследования.

В первой главе проведен анализ развития проблемного и компьютерного обучения в школе.

В круг вопросов, вытекающих из задач исследования, вошло: выявление и обоснование условий, способствующих интеграции проблемного и компьютерного обучения, организации процесса подготовки мультимедийных продуктов для последовательных уровней актуализации опорных знаний учащихся, обеспечение такими средствами этапа формирования новых знаний и этапа формирования умений и навыков. методическая готовность учителя к использованию мультимедийных продуктов на разных этапах урока.

Во второй главе раскрывается методика организации целостного процесса разработки, структурирования мультимедийных продуктов и их использования в проблемном обучении. Все иллюстрируется на экспериментальном материале.

В конце каждой главы приведены краткие выводы, в заключении представлены общие выводы по теме исследования.

Апробация исследования.

Результаты исследования докладывались на заседании кафедры общей физики Университета г. Аден Республики Йемен 25 июня 2003 г., кафедры общей физики Казанского университета 6 октября 2003 г., кафедры педагогии КГУ 20 октября 2003 г. на семинаре преподавателей учителей физики школ г. Аден. Различные аспекты исследования докладывались на Всероссийских научно-практических конференциях в г. Йошкар-Ола в 2002;2003 гг. Результаты исследования проверялись в ходе формирующего эксперимента в средних школах г. Аден республики Йемен. Итоги эксперимента также обсуждались на совместном заседании кафедр педагогики и общей физики КГУ.

Выводы по второй главе.

Исследование проблемы организации процесса вариативного проблемного обучения с использования видео задачника показала практическую значимость такой технологии.

В первом параграфе второй главы раскрыты принципиально новые возможности модернизации образования на основе информационных и коммуникативных технологий. Обозначены сложности практической реализации таких технологий.

Во втором, третьем и четвертом параграфах рассматриваются возможности интеграции технологий проблемного обучения и мультимедийных средств. Именно мультимедийные технологии выступают как средство, обеспечивающее и стимулирующее само организованный учебный труд. Они дают возможность личностно-ориентированного подхода учителю к расширению зоны индивидуальной активности каждого ученика.

Пятый параграф раскрывает методику проведения формирующего эксперимента на базе средних общеобразовательных школ г. Аден республики Йемен. Ведущие учителя республики работали в течение года в экспериментальном режиме по предложенной методике и под нашим руководством.

Результаты эксперимента подтвердили выдвинутую в начале исследования гипотезу об эффективности интеграции мультимедийных продуктов в процессе проблемного обучения как дидактического условия реализации принципов преемственности, доступности в обучении на основе вариативности проблемного подхода к активизации познавательной деятельности учеников.

Заключение

.

Анализ существующей практики организации учебного процесса в развитых странах позволил констатировать, что наиболее значимым в развитии теории и практики обучения является динамичное внедрение в систему познавательных процедур мультимедийных технологий. Особенная значимость таких технологий проявляется в активном творческом познавательном процессе учащихся. Естественно, для наиболее эффективного использования мультимедийных технологий в реализации активных методов обучения необходимо соблюсти определенные дидактические условия: информационная культура учителя должна соответствовать уровню мультимедийных учебных технологий.

— мультимедийные продукты должны быть представлены учителю и выступать как универсальные дидактические средства, позволяющие варьировать проблемность в процессе обучения, учитывать принципы преемственности и доступности в обучении.

Процедуры исследования проблемы позволили решить все сформулированные задачи.

Анализ содержания понятий используемых в описании мультимедийных технологий и проблемного обучения позволили объяснить сущность интеграции процессов компьютерного и проблемного обучения, которая заключается в том, что мультимедийные продукты позволяют варьировать проблемную ситуацию как по сложности, так и по качеству, что позволяет оптимизировать сам познавательный процесс, ориентируясь на реальные возможности учащихся.

Результаты теоретических исследований позволили разработать методику подготовку мультимедийных продуктов для разных тем курса физики, а модели уроков сконструированные по данной методике использовались в экспериментальной практике на базе средних школ г. Аден к* в республике Йемен.

Результаты эксперимента подтвердили эффективность применения видеозадачников в процессе вариативного обучения на уроках.

Заключая результаты исследования, можно констатировать, что выдвинутая гипотеза подтверждена в ходе решения поставленных задач.