CC BY
159
УДК 373.1.02:372.8+378.02:372.8
Koroleva N.Y., Mitina E.G., Ryzhova N.I. PRINCIPLES OF INTERACTION OF EDUCATIONAL ENVIRONMENTS IN CONDITIONS OF VIRTUALIZATION OF THE PROCESS OF TEACHER TRAINING (AT THE EXAMPLE OF TRAINING OF
TEACHERS OF BIOLOGY AND INFORMATICS). The article addresses the issue of training of a contemporary teacher in conditions of virtualization of education. The authors consider the subject environments of training in a subject as a field of interaction of real and virtual educational environments. The article formulates the principles of their productive interaction and considers one of possibilities for their implementation at the example of project activities of students - future teachers of biology and informatics.
Key words: environment approach, educational environment, training environment, virtual training environment, information-and-subject training environment.
Н.Ю. Королева, канд. пед. наук, доцент МГПУ, г. Мурманск, E-mail: [email protected];
Е.Г. Митина, канд. биол. наук, МГПУ, г. Мурманск, E-mail: [email protected];
Н.И. Рыжова, д-р пед. наук, проф. СПГУВК, г. Санкт-Петербург, E-mail: [email protected]
ПРИНЦИПЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ СРЕД
В УСЛОВИЯХ ВИРТУАЛИЗАЦИИ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА
(НА ПРИМЕРЕ ПОДГОТОВКИ УЧИТЕЛЕЙ БИОЛОГИИ И ИНФОРМАТИКИ)
Данная статья посвящена проблеме подготовке современного учителя в условиях виртуализации образования. Авторы рассматривают информационно-предметную среду обучения предмету как область взаимодействия реальной и виртуальной образовательных сред. В статье сформулированы принципы их продуктивного взаимодействия и рассмотрена одна из возможностей их реализации на примере проектной деятельности студентов - будущих учителей биологии и информатики.
Ключевье слова: средовой подход, образовательная среда, среда обучения, виртуальная среда обучения, информационно-предметная среда обучения.
Технологизация образования, расширение границ образовательных систем в условиях открытого информационного пространства, его виртуализация ставят перед педагогами задачи по эффективному использованию в образовательном процессе всех возможностей современных информационных технологий и ресурсов, открывают перед ними новые возможности в организации учебного процесса.
Современный процесс получения знаний, приобретает черты нелинейности и совместности, обуславливаемые современными возможностями сетевых технологий, и, в частности, возможностями глобальной сети Интернет. Более того, уже вырисовываются черты будущего образования: не только совместного получения знаний, но и их совместного созидания. Понятно, что возможность такой работы требует наличия некоторой среды, которая органично и взаимодополняемо объединяет в себе возможности процессов изучения реальных объектов окружающего мира и использования современных технологий для получения новых знаний. Особенно наличие такой среды, на наш взгляд, актуально и важно для системы школьного и вузовского образования.
Обратимся к некоторым аспектам понятия «средовой подход», который, по мнению педагогов, позволяет в современных условиях преодолевать замкнутость и линейность сложившейся системы образования.
Средовой подход - теория и технология опосредованного (через среду) управления образовательным процессом, в котором основной акцент делается на включение внутренней активности обучаемого, его самообучение, самовоспитание и саморазвитие. Под средовым подходом понимается система действий со средой, обеспечивающих её превращение в средство диагностики, проектирования и продуцирования образовательного результата. Концептуальной частью средового подхода является его семантика, которая выражается в многомерности понятия «среда» как производного средообразовательных действий; как средства обучения и воспитания; как детерминирующего компонента (она усредняет, опосредует, посредствует). Теоретической составляющей средового подхода выступает его прагматика, которая характеризуется совокупностью правил объединения частей подхода для реализации заложенного в нем потенциала. В технологическом плане средовой подход представляет собой средовую диагностику, средовое проектирование и средовое продуцирование. Отличительной чертой средового подхода является наличие определенной терминологии, в которой основными выступают поняпия: среда, ниша, стихия, трофика, меченые, средообразо-ват ельные действия [1].
Понятие «среда» отражает взаимосвязь условий, обеспечивающих развитие человека. В этом случае предполагается его присутствие в среде, взаимовлияние, взаимодействие окружения с субъектом [2].
Средовой подход как педагогическая инновация был представлен в докторской диссертации Ю.С. Мануйлова [3]. Средо-вой подход как новация был охарактеризован в кандидатской диссертации Г.Г. Шека [4]. Обобщение опыта по реализации идей средового подхода описано в их совместной работе [5]. В настоящее время средовой подход находится в зоне внимания исследователей - сформулированы его общенаучные основы, установлены способы освоения в процессе педагогической деятельности, постоянно уточняется понятие образовательной среды как базового элемента средового подхода [6; 7; 4; 8]. При этом понятие «среда» в педагогических исследованиях отражает взаимосвязь условий, обеспечивающих развитие человека. В этом случае предполагается его присутствие в среде, взаимодействие окружения с субъектом.
Понятие «образовательная среда» возникло на стыке экологии, педагогики и психологии и на современном этапе развития научного знания исследовано достаточно полно. Образовательная среда - дидактическое понятие, совокупность внутренних и внешних условий и ресурсов развития и образования обучающихся. Она нацелена на создание целостности педагогических условий для решения задач обучения, воспитания и развития обучающихся [2]. Это понятие трактуется как «педагогический феномен» [6], «педагогическая инновация» [4], «система влияний и условий формирования личности, а так же возможностей ее развития, содержащихся в социальном и пространственно-предметном окружении» [9, с. 11], «образовательная среда не есть нечто однозначно и наперед заданное, среда начинается там, где происходит ВСТРЕЧА (сретенье) образующего и образующегося; где они совместно начинают ее проектировать и строить - и как предмет, и как ресурс своей совместной деятельности» [7, с. 178] и т. д. Образовательная среда характеризуется динамичностью, многомерностью, изменчивостью. Выделяют различные модификации образовательных сред: традиционные (реальные), виртуальные, интегрированные, распределенные и др.
Понятие «среда обучения» (учебная среда), рассматривается как соподчиненное по отношению к понятию «образовательная среда» и наиболее полно исследовано в методической науке, что обусловлено «ведущей функцией обучения предмету (добавлено авт орами) в специально организованной образовательной среде» [9] и связью с предметным содержанием учебных дисциплин, их блоков или предметных областей. Создание
среды обучения, как составляющей образовательной среды, предполагает специальную системную методическую деятельность педагога, основы которой закладываются на этапе профессиональной подготовки в высшем учебном заведении.
Для определения понятия «виртуальная образовательная среда» как среды, которая способствует творческому постижению Себя-Нового, т.е. личности, находящейся в процессе образовательного становления, осваивающей новые знания и новые степени свободы используют труды Центра виртуалистики Института человека РАН.
Под виртуальной образовательной средой мы понимаем информационное содержание и коммуникативные возможности компьютерных сетей, формируемые и используемые для образовательных целей всеми участниками образовательного процесса. В свою очередь, виртуальная среда обучения (ВСО) - это открытая система, представляющая комплекс специальных взаимосвязанных и постоянно обновляемых средств обучения, обеспечивающая синергию и возможность интерактивного взаимодействия со всеми участниками образовательного процесса. ВСО базируется на содержательной, организационной и технологической составляющих: 1) содержательная составляющая представляет собой структурированный информационно-образовательный контент среды; 2) организационная составляющая предусматривает организацию и реализацию учебного процесса с использованием разнообразных форм и методов обучения; 3) технологическая сост авляющая базируется на специально разработанном программном обеспечении, состоящем из определенного набора компьютерных оболочек.
Виртуальную среду обучения, в общем случае, мы рассматриваем как элемент on-line социального сообщества, основу которого составляют электронные учебно-методические комплексы и образовательные ресурсы, используемые педагогами и обучаемыми для организации и реализации учебного процесса. В настоящее время производится разделение виртуальных реальностей на моделируемые и интерактивные. Моделируемые виртуальные реальности призваны создать независимый от реальности ее образ, задачей которого выступает представить вовлеченному в нее человеку особый, иной мир. Задачей же интерактивных виртуальных реальностей считается дать возможность человеку соотносить этот образ с реальностью, изменять этот образ путем изменения характеристик объектов и участвовать в этом изменении так, чтобы получать при этом информацию, активизировать мышление.
Именно применение интерактивных технологий позволяет «открыть», сделать доступными виртуальные реальности (миры) наук для познания. Стремительно внедряющиеся в образование на базе развитых ИКТ-насыщенных сред виртуальные среды обучения, предполагают наличие не только программных (инструментальных), но и информационных ресурсов, к которым, в первую очередь, надо относить электронные образовательные ресурсы, которые могут быть использованы педагогами на различных уровнях учебного процесса. При этом акцент ставится на создание и совершенствование электронных образовательных ресурсов (ЭОР) для всех уровней образования и использование ЭОР при преподавании различных предметов - разработка и апробация методик использования ЭОР
Вместе с этим, традиционно в основе естественно-научного, и, в частности, биологического образования, традиционно лежит познание реального мира живой природы, наблюдение за природными объектами в естественных условиях обитания. В тоже время виртуализация образовательного процесса имеет несомненные преимущества в реализации одного из ведущих принципов в обучении естественным наукам - наглядности (например, за наблюдения за невидимыми в природе, но моделируемыми с помощью компьютера процессами). В содержании биологического образования представлены знания о процессах обмена и транспорта веществ, делении клеток, микроскопическом и молекулярном строении живых организмов, изучение которых в процессе обучения биологии на современном этапе уже невозможно без применения информационных технологий. Так, современные технологии предоставляют достаточное количество готовых сетевых мультимедийных ресурсов, которыми могут воспользоваться как педагоги, так и обучаемые, например, Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов1, Общебиологические ресурсы сети Интернет2 и другие специализированные тематические и авторские сайты и блоги. В контексте нашей работы особого внимания, заслуживают интерактивные on-line модули «При-родно-экологические комплексы», предлагаемые Республиканс-
ким мультимедиа центром3. Развитие предлагаемой данным центром концепции в разработке интерактивных образовательных ресурсов, на наш взгляд, и позволят в полной мере реализовать идеи средового подхода в виртуальной образовательной среде. Там, где обучаемый может не только зримо присутствовать в виртуальной среде, но и может быть активным участником познавательного процесса: наблюдать за объектами; искать ответы на возникающие вопросы путем исследования и т. п., осуществляя процесс познания, как будто бы находясь в реальном мире.
До настоящего времени процесс накопления электронных образовательных ресурсов происходил в какой-то мере достаточно стихийно. И, по мнению педагогов, этим процессом необходимо управлять посредством перехода от ресурсного к средовому подходу, поскольку именно средовой подход к формированию виртуальной среды обучения позволяет: (а) соединить организационные и технические аспекты; (б) соподчинить установки и цели преобразования-формирования и воспроизводства-восстановления этой среды; (в) связать в профессиональном понимании и рефлексии «внешнюю» и «включенную» позиции студента-пользователя среды, и преподавателя-автора, создателя, пользователя ресурсов.
Вместе с этим, ученые отмечают, что отсутствие эмоционально-ценностных отношений в технологизированных средах оказывает влияние на мотивацию познавательной деятельности. Отсюда возникает и некоторое противоречие между возможностями виртуальной образовательной среды в обучении биологии и необходимостью общения с реальным хрупким и ранимым миром природы для становления специальных компетенций и экологических ценностей и убеждений обучающихся. Как правило, в качестве такой реальной среды обучения традиционно рассматривается кабинет биологии, а так же пришкольная территория, музей, лаборатория, в которой происходит взаимодействие субъектов образовательного процесса - научение, коммуникация, общение, развитие. Идеи создания такой среды в методике обучения биологии развивались со времен В.Ф. Зуева (XVIII в.) и представлены в классических работах методистов-биологов А.Я. Герда, В.В. Половцова, Б.Е. Райкова и др. Однако, сегодня из школ практически исчезли уголки живой природы, учебно-опытные участки трансформировались в пришкольные территории, проведение экскурсий в природу в городе вызывает затруднения. Эти факторы во многом способствуют виртуализации процесса изучения биологии, т.к. позволяют преодолевать объективно существующие в современных условиях организационно-методические проблемы обучения биологии. В связи с этим сегодня наращивается практика применения в виртуальных экскурсий, лабораторий и пр., в том числе и 3D моделирования.
Опираясь на мнение о существовании двух основных видов образовательных сред - традиционной (реальной) и виртуальной, рассмотрим возможность взаимодействия виртуальной и реальной и сред обучения как составляющих целостной образовательной среды, в которой осуществляется подготовка будущих учителей.
В данном контексте заметим, что в современной методической науке наряду с понятием «образовательная среда» широко используются и такие термины как: «информационно-образовательная среда», «информационно-обучающая среда», «информационно-предметная среда обучения», которые дополняют первое понятие, расширяя его возможности за счет использования информационных ресурсов, обогащая возможности реальной и виртуальной сред обучения. Отметим так же, что все указанные выше термины делают акцент на информационном характере среды обучения, предполагающим новые технологии работы с информацией, которые определяют, в свою очередь, основу взаимодействия парадигмы «человек-компьютер».
В условиях информатизации современного общества за последние десять лет информационная среда изучалась в различных научно-технических и философских аспектах: и как одна из сторон деятельности человека, и как система исторически сложившихся форм коммуникации, и как созданная всем обществом информационная инфраструктура, позволяющая осуществить коммуникативную деятельность в масштабах, соответствующих
1 Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов [Э/р] / URL: http://school-collection.edu.ru/
2 Общебиологические ресурсы Интернет. [Э/р] / URL: http://garshin.ru/ evolution/biology/bio-portals.html
3 Природно-экологические комплексы. ФГНУ «Республиканский мультимедиа центр» (Москва) [Э/р] / URL: http://rnmc.ru/default.asp?trID=487
уровню развития этого общества. Одной из особенностей информационной среды [2] (в том числе, с позиций современной дидактики) выделяется то, что любая информационная среда предоставляет возможность получения необходимых данных, сведений, гипотез, теорий и пр., умение же получать информацию и преобразовывать ее необходимо воспитывать, вырабатывать, оно приобретается в процессе обучения и тогда информационная среда превращается в информационно-образовательную среду или информационно-предметную среду обучения. В общем случае информационно-предметную среду обучения понимают как совокупность педагогических, информационно-коммуникативных и материально-технических условий, необходимых для организации обучения в процессе решения предметно-ориентированных задач. В рамках данной работы мы рассматриваем информационно-предметную среду обучения как область взаимодействия в образовательном процессе реальной и виртуальной сред обучения предмету (рис. 1).
\
Принцип дополнения - предполагает использование ресурсов одной среды для другой в процессе обучения в целях создания целостного представления о процессах и явлениях в природе.
Принцип расширяемости - предполагает возможность добавления новых функций или изменения уже имеющихся в средах.
Принцип интероперабельности - способность к взаимодействию сред не только между собой, но и другими средами.
Принцип транспарентности - означает открытость средо-вых ресурсов для определения возможностей их продуктивного использования в образовательном процессе.
Принцип дружественности - обучаемый может свободно использовать различные среды для получения необходимых данных и знаний.
С развитием методической теории и знаний о методической системе обучения (МСО) как теоретической модели обучения предмету или учебной дисциплине, ее образ усложняется за счет включения в нее новых элементов и возникновения новых связей, что приводит к пониманию методической системы обучения как постоянно развивающейся теоретической модели образовательного процесса, которая обосновывается в рамках методической науки и конкретной методической теории [10]. Виртуальная среда обучения предмету как один из вариантов интерпретации методической системы обучения была предложена Н.Ю. Королевой [11]. Основываясь на идее автора о том, что обе среды представляют собой интерпретации методической системы обучения предмету, мы полагаем, что решение проблемы продуктивного, научно-обоснованного взаимодействия реальной и виртуальной сред обучения предмету в рамках образовательного процесса требует определения принципов, на основании которых этот процесс может осуществляться.
Остановимся на сравнении «виртуальной» и «реальной» сред обучения (таблица 1). В качестве критериев сравнения (признаков) можно выделит следующие: уровень межличностного взаимодействия, степень перцепции и степень интеракции участников образоват ельного процесса, а так же средства обучения.
Проведенный краткий сравнительный анализ «реальной» и «виртуальной» сред обучения показывает, что на современном этапе виртуализации и технологизации учебного процесса в контексте информатизации образования, рассматриваемые среды обучения имеют различную степень выраженности взаимодействия субъектов и реализации средств обучения предмету. Поэтому, на наш взгляд, необходимо и возможно говорить не только о возможности объединения реальной и виртуальной сред обучения в рамках образовательного процесса, но и о необходимости такой работы.
В связи с вышесказанным сформулируем принципы взаимодействия указанных сред обучения в рамках образовательного процесса.
1
Принцип мобильности - возможность переноса данных и знаний из одной среды в другую для их дальнейшей обработки, использования и получения новых знаний.
Принцип базового элемента - предполагает включение в образовательный процесс, как самого объекта окружающего мира, так и его виртуального аналога.
Принцип интерпретации - подразумевает использование системы заданий и упражнений, способствующей развитию умений интерпретировать информацию, как способности истолковывать смысл явления или процесса.
Таким образом, создание информационно-предметной среды обучения фактически по любой дисциплине - достаточно длительный процесс. Прогресс современных информационно-
Учебный предмет
Г Л А Виртуальная среда обучешся / ч * г™
La среда обучения ) ~ предмету | рсщ
ЩСЩЩ V--f § Г
Обучаемый Инфорыэцно нип - ттр е дие тм'а я среда öSjTjPHsm
Рис. 1. Взаимодействие сред обучения „ _
Таблица
Сравнительные характеристики сред обучения предмету
Критерии сравнения (признаки) Реальная среда обучения Виртуальная среда обучения
Уровень межличностного взаимодействия Зависит от индивидуальных особенностей преподавателя и студентов, в целом в системе «человек-человек» выше, чем в системах «человек-техника» Возникает система «человек-техника-человек». Интернет-технологии (Веб 2.0) -технологии «совместного знания»)
Степень перцепции участников образовательного процесса Степень эмоциональных переживаний зависит от профессионализма преподавателя, личностных особенностей всех участников образовательного процесса, обеспеченности процесса натуральными наглядными материалами Степень эмоциональных переживаний обеспечивается интерактивностью ИКТ, которые обеспечивают быстрый и адекватный ответ на действия пользователя
Степень интеракции участников образовательного процесса Обеспечивается постоянным взаимодействием всех участников образовательного процесса через соответствующие формы и методы обучения Современные телеком-муникации обеспечивают контакт участников процесса не только в аудиторное время, но и удобные время и место, как для педагога, так и для обучаемого
Средства обучения Объекты окружающего мира Сетевые мультимедиа-ресурсы (фото, видео, аудио), ЦОР, интерактивные среды, тематические сайты, блоги, форумы, интернет-сервисы, системы управления обучением
коммуникационных технологий заставляет преподавателя постоянно изучать их инструментальные возможности и, следовательно, изменять формы и виды представления содержания обучения, проектировать и создавать новые методические подходы и решения. Основной целью формирования информационно-предметной среды обучения является оптимальное взаимодействие преподавателей и студентов, совместное творчество и развитие. Такая деятельность, возможна при реализации проектного подхода в обучении в рамках профессиональной подготовки будущих учителей.
В качестве иллюстрации высказанных выше идей, рассмотрим реализацию сформулированных выше принципов на
ЖИВАЙ КОЛЛЕКЦИЯ
щ f
Л. JL > А i Ar -м-
Ii
. . I М
JL. М JELi ■JL, .Р. л, ТГ1 1 ■ 1 J4
Рис. 2. Живая коллекция беспозвоночных
примере совместного проекта будущих учителей биологии и информатики «Создание электронных 3D-коллекций живых объектов». Актуальность подхода на основе проектной деятельности студентов обусловлена, на наш взгляд, возникшим в педагогической практике противоречием между всевозрастающей тенденцией виртуализации образования и недостаточностью условий для становления комплекса информационных и методических компетенций современного выпускника, как педагога-предметника, и в частности, биолога. Такая ситуация требует специальной работы, например, включение в образовательный процесс проектной деятельности студентов, способствующей становлению указанных компетенций.
Тематика проекта «Создание электронных 3D-коллекций живых объектов» позволяет охватить в качестве объектов исследования различные группы живых организмов окружающего мира и включить в содержание различные вопросы, связанные с их анатомо-морфологическим строением живых организмов (рис. 2. Электронная 3D-коллекция личинок беспозвоночных животных).
Цель проекта - становление специальных, информационных и методических компетенций современного выпускника на
Рис. 3 Живая коллекция личинок беспозвоночных животных
основе междисциплинарного взаимодействия субъектов образовательного процесса. Основой проекта является совместная деятельность преподавателей, студентов, будущих педагогов - биологов и учителей информатики. Опишем наиболее выраженные реализации сформулированных выше принципов в ходе предлагаемой совместной проектной деятельности студентов.
Принцип дополнения среды - изучение студентами-биологами строения, поведения, среды обитания реальных объектов окружающего мира, сбор виртуальных материалов (фото и видео-документы, характеризующие особенности строения живых объектов).
Принцип транспарентности - использование сетевых электронных ресурсов для изучения реальных объектов окружающего мира студентами-информатиками, составление базы виртуальных материалов в процессе совместной деятельности.
Принцип базового элемента - сравнительный анализ информации, собранной студентами-биологами и сту-дентами-информатиками по одному и тому же реальному объекту окружающего мира и его виртуальному аналогу.
Принцип интерпретации - трехмерное моделирование изучаемых объектов студентами-информатиками, их консультирование студентами-биологами в процессе компьютерного 3D моделирования объектов живой природы (уточнение строения, внешнего вида, поведения реального объекта живой природы и т. п.).
Результат совместной деятельности - образовательный продукт «Электронная 3D-коллекция живых объектов» (рис. 2, 3), как воплощение идеи от момента ее появления, проживания участниками проекта ситуаций изучения реальных объектов реального мира, моделирования, коммуникации, творчества, развития, применения профессиональных знаний и умений и приобретения опыта до применения совместно созданных предметных коллекций в реальном образовательном процессе.
Таким образом, сформулированные нами выше принципы продуктивного взаимодействия различных сред обучения, позволят, на наш взгляд, дополнить и расширить представления о методических теориях и методических системах обучения в условиях виртуализации современного образовательного процесса, привести к обогащению современных научных представлений о сре-довом подходе в педагогическом образовании, а их практическая реализация будет способствовать развитию методических систем обучения в условиях современного образования.
Библиографический список
Л.Е. Средовой подход в обучении ИЯ [Э/р]. - Р/д: http://www.zavuch.info/component/mtree/inostrann/english/englvneclass/—
Глазунова, —sredov
Андреев, А.А. Информационно-образовательная среда открытого образования и переподготовка кадров / А.А. Андреев, В.И. Солдат-кин [Э/р]. - Р/д: http://tm.ifmo.ru/tm2003/db/doc/get_thes.php?id=32
3. Мануйлов, Ю.С. Средовой подход в воспитании: дис. ... д-ра пед. наук. / Ю.С. Мануйлов. - М., 1997.
4. Шек, Г.Г. Средовой подход как педагогическая инновация и условия его освоения: дис. .канд. пед. наук. - Елец, 2001.
50. Оът освоа-ия срещго подхода в обрвзсва-и/! учез-ом/елодинесмзе поосбие / ЮС Мау/гощ ГГ Шк - Москва; Н. Новгород, 2008.
6. Артюхина, А.И. Образовательная среда высшего учебного заведения за как педагогический феномен (на материале проектирования образовательной среды медицинского университета): дис. ... д-ра пед. наук. - Волгоград, 2006.
2
