Научная статья на тему 'Методическая система развития знаний в области информатики и информационных технологий на основе методов когнитивной визуализации знаний'

Методическая система развития знаний в области информатики и информационных технологий на основе методов когнитивной визуализации знаний Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

CC BY
391
142
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ / ИНФОРМАТИКА / МЕТОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА / РАЗВИТИЕ ЗНАНИЙ / МЕТОДЫ КОГНИТИВНОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ЗНАНИЙ / INFORMATION TECHNOLOGY / COMPUTER SCIENCE / METHODICAL SYSTEM / DEVELOPING KNOWLEDGE / METHODS OF COGNITIVE KNOWLEDGE VISUALIZATION

Аннотация научной статьи по наукам об образовании, автор научной работы — Петрова Наталья Валерьевна

В данной статье проведен анализ методической системы обучения студентов информатике и информационным технологиям, целью которой является развитие знаний обучающихся по данным предметам. Для более эффективного развития знаний по информатике и информационным технологиям автором выделена классификация знаний и обоснован выбор методов их развития, рассмотрены формы, средства, контроль в процессе обучения и деятельность студентов в рамках информационного подхода.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Methodical system of developing knowledge in computer science and information technology on basis of methods of cognitive knowledge visualization

This article represents an analysis of the methodical system of teaching students computer science and information technology, which aim is to develop their knowledge in the subjects. To develop knowledge more effectively, the author chooses a classification of knowledge and explains the choice of methods to develop it, there are also teaching forms, aids, procedure of control and students' activities according to the information approach.

Текст научной работы на тему «Методическая система развития знаний в области информатики и информационных технологий на основе методов когнитивной визуализации знаний»

граф. фак. пед. ин-тов по спец. № 2109 «Черчение, рисование и труд» / Н. Н. Ростовцев. — М. : Просвещение, 1982. — 240 с.

2. Барщ, А. О. Рисунок в средней художественной школе / А. О. Барщ. — М. : Изд-во Академии художеств СССР, 1963. — 300 с.

3. Ростовцев, Н. Н. Рисование первый класс / Н. Н. Ростовцев. — М. : Учпедгиз, 1957. — 133 с.

4. Ростовцев, Н. Н. Рисование, второй класс / Н. Н. Ростовцев. — М. : Учпедгиз, 1957. — 127 с.

5. Ростовцев, Н. Н. Рисование, третий класс / Н. Н. Ростовцев. — М. : Учпедгиз, 1961. — 112 с.

6. Ростовцев, Н. Н. Рисование, четвертый класс / Н. Н. Ростовцев. — М. : Учпедгиз, 1961. — 116 с.

7. Карлсон, А. В. Дидактика и методика на уроках рисования : пособие для учителей рисования / А. В. Карлосон. — Л. : Учпедгиз, 1959. — 104 с.

8. Орловский, Г. И. О художественном образовании учителя рисования (из опыта работы) / Г. И. Орловский. — Л. : Учпедгиз, 1961. — 167 с.

9. Лабунская, Г. В. Уроки рисования в начальной школе : пособие для учителя / Г. В. Лабунская, Г. А. Назаревская, Е. Е. Рожкова ; под общ. ред. Г. В. Лабунской. — 2-е изд., испр. и доп. — М. : Изд-во Академии педагогических наук РСФСР, 1957. - 172 с.

10. Методика обучения рисованию в восьмилетней школе / Под ред. А. П. Фомичева. — М. : Изд-во Академии педагогических наук РСФСР, 1963. — 360 с.

11. Колокольников, В. В. Рисование в начальных классах восьмилетней школы. В помощь учителю / В. В. Колокольни-ков. — Л. : Учпедгиз, 1960. — 84 с.

12. Колокольников, В. В. Рисование. Книга для учащихся II класса восьмилетней школы / В. В. Колокольников. — М. : Просвещение, 1965. — 79 с.

13. Рожкова, Е. Е. Рисование. 5 класс / Е. Е. Рожкова, Е. Л. Херсонская. — М. : Просвещение, 1964. — 228 с.

14. Лабунская, Г. В. Изобразительное творчество детей / Г. В. Лабунская. — М. : Просвещение, 1965. — 208 с.

15. Ломов, С. П. Дидактика художественного образования : моногр. / С. П. Ломов. — М. : Педагогическая академия, 2010. — 104 с.

ЛЫКОВА Елена Сергеевна, кандидат педагогических наук, доцент (Россия), доцент кафедры изобразительного искусства и методики его преподавания, заместитель декана по учебной работе факультета искусств.

Адрес для переписки: [email protected]

Статья поступила в редакцию 22.11.2013 г.

© Е. С. Лыкова

УДК 378.147:004.9 Н. В. ПЕТРОВА

Омский государственный педагогический университет

МЕТОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА РАЗВИТИЯ ЗНАНИЙ В ОБЛАСТИ ИНФОРМАТИКИ И ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НА ОСНОВЕ МЕТОДОВ КОГНИТИВНОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ЗНАНИЙ

В данной статье проведен анализ методической системы обучения студентов информатике и информационным технологиям, целью которой является развитие знаний обучающихся по данным предметам. Для более эффективного развития знаний по информатике и информационным технологиям автором выделена классификация знаний и обоснован выбор методов их развития, рассмотрены формы, средства, контроль в процессе обучения и деятельность студентов в рамках информационного подхода.

Ключевые слова: информационные технологии, информатика, методическая система, развитие знаний, методы когнитивной визуализации знаний.

Актуальность. Нарастающий поток информации в информационном обществе становится настолько громоздким, что для его освоения традиционные методы и средства становятся непригодны. Это сказывается на уровне и качестве знаний обучающихся. Проводимые входные тестирования показывают, что уровень знаний студентов является достаточно низким — 3 — 40 % и поверхностным, при этом

уровень владения умениями и навыками — сравнительно высокий. Как пишет в своей публикации И. Г. Захарова [1, с. 31], «опросы, тестирования студентов показывают, что подавляющее большинство обучающихся не могут объяснить принцип работы устройств компьютера, организации Интернета или программ, поддерживающих социальные сети, особенности алгоритмов поиска информации и т.д. и не

ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (125) 2014 МЕТОДИКА ПРЕПОДАВАНИЯ

МЕТОДИКА ПРЕПОДАВАНИЯ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (125) 2014

*

216

интересуются этими вопросами, однако могут ловко обращаться с электронными устройствами». Выходом из сложившейся ситуации является использование методов обучения, которые способствуют углублению знаний, осмыслению и критическому отношению к изучаемой информации — методов когнитивной визуализации.

Цель статьи. Целью данной статьи является разработка и анализ методической системы формирования знаний в области информатики и информационных технологий на основе методов когнитивной визуализации знаний.

Методы, когнитивной визуализации знаний — это методы обучения, ориентированные не только на усвоение знаний, но и на приемы этого усвоения, на способы мышления, позволяющие увидеть связи и отношения между изучаемыми объектами, связать их в единое целое.

Анализ исследований по методам когнитивной визуализации знаний. Исследованию данных методов в процессе обучения посвящены публикации В. А. Далингера, Н. Н. Манько, Н. И. Пака, А. Г. Ра-путо, В. Э. Штейнберга и др. Использование методов когнитивной визуализации знаний в обучении математике хорошо изучено, но недостаточно рассмотрено в обучении информатике и информационным технологиям.

Изложение материала.

Рассматривая знания в области информатики и информационных технологий, мы можем выделить фактические знания — изолированные фрагменты информации, такие как термины и факты (знание терминов: информация, информационные про-

цессы, алгоритм, форматирование и т.д.); концептуальные знания — системы информации, таких как классификации и категории (классификация информации, виды информационных технологий, принципы фон-Неймана и т.д.); процедурные знания включают алгоритмы, процедуры и инструкции, а также знания о том, когда их использовать (алгоритм построения диаграммы, правила перевода из одной системы счисления в другую и т.д.); метаког-нитивные знания относятся к знаниям о процессах мышления и информации о том, как эффективно управлять этими процессами (способы запоминания построения алгоритмов решения задачи, обсуждение наилучшего способа защиты информации с одногруппниками, планирование работы по созданию публикации, поиск ошибок в составленном алгоритме и др.).

Рассмотрим методическую систему развития знаний в области информатики и информационных технологий на основе методов когнитивной визуализации знаний. Методическая система — это упорядоченная совокупность взаимосвязанных и взаимообусловленных методов, форм и средств пла-

Таблица 1

Виды знаний по информатике и информационным технологиям и методы их развития

Виды знаний Методы обучения

Фактическое знание Денотатный граф

Концептуальное знание Ментальные карты

Процедурное знание Ментальные карты

Метакогнитивное знание Портфолио

нирования и проведения, контроля, анализа, кор-

ректирования учебного процесса, направленных на повышение эффективности обучения учащихся [2].

Информационный подход и его принципы. Развивать знания по информатике и информационным технологиям на основе методов когнитивной визуализации следует в рамках информационного подхода.

Согласно данному подходу, процессы обучения и познания существенным образом зависят от носителя и способа представления информации. С позиции информационных процессов восприятия, запоминания и извлечения информации учебный материал по информатике и информационным технологиям должен формировать такой стиль мышления, который позволит эффективно усвоить необходимые знания. Мышление определяется двумя факторами: формированием предметного тезауруса, содержащего необходимые образы, и механизмом конструирования на их основе цепочки образов (ментальных схем).

В рамках данного подхода реализуются следующие принципы:

— принцип доступности и достаточности воспринимаемой информации;

— принцип ментальной визуализации информации и знаний;

— принципы формирования тезауруса;

— принципы извлечения информации [3, с. 42].

Методы обучения. Для развития каждого выделенного вида знаний эффективнее использовать определенный метод его развития. Рассмотрим каждый из методов подробнее (табл. 1).

Денотатный граф — метод, способствующий вычленению из текста ключевых понятий и их основных признаков. Эффективно использовать тогда, когда необходимо провести анализ нового понятия, определить с разных позиций его содержание. Эффективно использовать для развития фактического знания (рис. 1).

Ментальная карта — это метод представления информации в графическом виде, отражающий связи (смысловые, ассоциативные, причинно-следственные и другие) между понятиями, частями, со-

Рис. 1. Денотатный граф «Возможности текстового редактора»

Рис. 2. Ментальная карта «Классификация информации»

1. Пронумеровать цифры справа налево, начиная с нуля 2. Найти произведение каждой цифры числа на стелерь основания.

3- Найти сумму полученных _________значений_________

101г=Г22+0‘21+Г2°=5ц

Перевод з

10 сс

2-»8

1. Число разбить на триады, дописав слева недостающие нули.

2. Заменить триаду восьмеричным кодом

8—>-2 Каждую цифру 8 числа заменить соответствующей _________тетрадой_________

Правила

перевода

СС

1. Число разделить на основание С,

фиксируя остаток

2. Если равно нулю, Перевод остатки записать в ИЗ 10 СС обратном порядке

75:8=9 (3>

9:8=1 (1)

1 8=0(1)

Ответ: 75ш=113з

2—>16 1. Число разбить на тетрады, дописав слева недостающие нули.

2. Заменить тетраду шестнадцатеричным кодом.

16—>2 Каждую цифру 16 числа заменить соответствукмцей тетрадой.

Рис. 3. Ментальная карта «Правила перевода систем счисления»

ставляющими предметной области, которую мы изучаем (рассматриваем). Данный метод используется для развития концептуального (рис. 2) и процедурного знания (рис. 3).

Портфолио — метод фиксирования, накопления и оценки индивидуальных достижений студента за период его обучения. Предлагаемые рубрики портфолио: понятийно-терминологический словарь, связи между понятиями; анализ учебных заданий (по уровню сложности; по наличию/отсутствию знаний для выполнения заданий); вопросы, оставшиеся без ответа; собственные идеи; идеи коллег.

Средства обучения. Основными средствами развития знаний в области информатики и информационных технологий являются пособия, на основе методов когнитивной визуализации, образовательный портал, электронные ресурсы.

Формы обучения. Формы обучения, способствующие развитию знаний в области информатики и информационных технологий, — лекция-визуализация, лабораторные занятия и самостоятельные работы.

На самостоятельных и лабораторных занятиях обучающиеся составляют ментальные карты для развития процедурного, концептуального знания и заполняют портфолио для развития метакогнитив-ного знания.

Лекция-визуализация представляет собой систематизированную, методически обработанную устную информацию, преобразованную в визуальную форму, которая служит опорой для формирования умственных действий и понятий, понимания студентами этапности их отработки. Чтение такой лекции сводится к комментированию подготовлен-

ных визуальных (или аудиовизуальных) фрагментов, которые должны:

— обеспечить систематизацию имеющихся знаний;

— обеспечить усвоение новой информации;

— обеспечить создание и разрешение проблемных ситуаций;

— демонстрировать разные способы визуализации [4].

Данный вид лекции является результатом нового использования дидактического принципа наглядности. Наглядность не только способствует более успешному восприятию и запоминанию учебного материала, но и позволяет активизировать умственную деятельность, глубже проникать в сущность изучаемых явлений, показывает ее связь с творческими процессами принятия решений, подтверждает регулирующую роль образа в деятельности человека. Любая форма наглядной информации содержит элементы проблемности. Лекция-визуализация способствует созданию проблемной ситуации, разрешение которой, в отличие от проблемной лекции, где используются вопросы, происходит на основе анализа, синтеза, обобщения, свертывания или развертывания информации, т.е. с включением активной мыслительной деятельности. Чем больше проблемности в наглядной информации, тем выше степень мыслительной активности студента.

Данный вид лекционных занятий также реализует и дидактический принцип доступности: возможность интегрировать зрительное и вербальное восприятие информации. Как известно, в восприятии материала трудность вызывает представление абстрактных понятий, процессов, явлений, особенно

ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (125) 2014 МЕТОДИКА ПРЕПОДАВАНИЯ

МЕТОДИКА ПРЕПОДАВАНИЯ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (125) 2014

теоретического характера. Визуализация позволяет в значительной степени преодолеть эту трудность и придать абстрактным понятиям наглядный, конкретный характер [5].

Деятельность студента. Рассмотрим, как протекают мыслительные процессы поэтапного формирования новых знаний у учащихся на основе методов когнитивной визуализации знаний на двух уровнях.

Репродуктивный уровень. Восприятие информации. Поступающая в мозг по различным каналам информация концептуализируется и структурируется, образуя в сознании концептуальные сети. Новая информация встраивается в существующие когнитивные схемы, преобразует их и формирует новые когнитивные схемы и интеллектуальные операции. При этом устанавливаются связи между известными понятиями и способами действий и новыми знаниями, возникает структура нового знания.

Осознание и осмысление информации. Нахождение опоры в прежних знаниях и представлениях.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Изучение понятия происходит через другие понятия. Если эти понятия неизвестны, то они, в свою очередь, определяются через другие до тех пор, пока все сведется к известным, т.е. выстраивается дедуктивная цепочка от неизвестных до известных обучающемуся понятий, затем путем обратного хода осознается и воспринимается изучаемое понятие.

Запоминание информации. «Запечатление» знаний в системе визуально-пространственной памяти.

Обобщение и систематизация информации. Выявление существенных связей между элементами знания при переводе вербальной информации в невербальную (образную), синтезирование целостной системы элементов знаний.

Применение информации. Использование имеющихся знаний в практической работе.

Продуктивный уровень. Анализ. Выделение и тщательное изучение свойств явлений, составных частей процессов для самостоятельного перевода вербальной информации в невербальную.

Синтез. Синтезирование целостной системы элементов знаний в одном невербальном объекте (ментальной карте).

Оценка. Соотнесение разработанных ментальных карт и денотатных графов с требованиями и целями.

Контроль знаний. Контроль знаний осуществляется на основе портфолио и тестов.

Вывод. Методы когнитивной визуализации ускоряют и углубляют понимание структуры информатики и информационных технологий как предметных областей; дают более полное описание учебных понятий и связей между ними; способствуют и улучшают способность применять знания в новых ситуациях, позволяют связать понятия из разных областей предмета.

Библиографический список

1. Захарова, И. Г. Учителя в Интернете: спутанные одной сетью, связанные одной целью. Интернет — свободный, безопасный, образовательный / И. Г. Захарова // Межрегион. науч.-практ. конф. (18—19 октября, 2013 г., г. Омск) : сб. матер. / под общ. ред. М. П. Лапчика. — Омск : Полиграфический центр КАН, 2013. - 278 с.

2. Сильченкова, Т. Н. Что такое методическая система обучения? [Электронный ресурс]. — URL: http://www.silchenkova. ra/metod_sist_obych/mdex.html (дата обращения: 4.11.2013).

3. Пак, Н. И. Гипермозг как основа становления ментальной дидактики. Интернет — свободный, безопасный, образовательный / И. Г. Захарова // Межрегион. науч.-практ. конф. (18 — 19 октября, 2013 г., г. Омск) : сб. матер. / под общ. ред. М. П. Лапчика. — Омск : Полиграфический центр КАН, 2013. — 278 с.

4. Лекции как вид учебной деятельности: [Электронный ресурс]. — URL: http://www.asu.ru/education/struc_

edu01/activity_eduЛessons/?mode = prmt (дата обращения: 03.11.2013).

5. Буров, И. В. Методика проведения лекции-визуализации по информатике: [Электронный ресурс]. — URL: http://ito.edu. га/2009/МапуЕ1/П/П-0-5.Ыт1 (дата обращения: 01.11.2013).

ПЕТРОВА Наталья Валерьевна, ассистент кафедры информационных и коммуникационных технологий в образовании.

Адрес для переписки: [email protected]

Статья поступила в редакцию 03.12.2013 г.

© Н. В. Петрова

Книжная полка

Журавин, М. Л. Гимнастика : учебник для студентов вузов / М. Л. Журавин, О. В. Загрядская, Н. В. Казакевич. - 7-е изд., стер. - М : Academia, 2010. - 448 с. - Гриф УМО МО РФ. - ISBN 978-5-7695-7628-7.

В учебнике рассматриваются важные вопросы теории и методики преподавания гимнастики как спортивнопедагогической дисциплины, в частности, основы техники гимнастических упражнений, основы обучения гимнастическим упражнениям, предупреждение травматизма, основные средства гимнастики, формы организации занятий и др.; специальные главы посвящены истории развития гимнастики, организации и проведению соревнований, научной работе по гимнастике. Для студентов высших учебных заведений. Книга может представлять интерес для преподавателей высших и средних учебных заведений физической культуры.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.