CC BY
53
РАЗВИТИЕ ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ САМОСТОЯТЕЛЬНОСТИ БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ ИНФОРМАТИКИ В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ ПРОГРАММИРОВАНИЮ
З.Р. Халитова
В статье исследуется проблема развития познавательной самостоятельности будущих учителей информатики на основе интерактивного обучения программированию, описывается методика обучения программированию с учетом уровней познавательной самостоятельности студентов.
Ключевые слова: подготовка учителя информатики, развитие познавательной самостоятельности, интерактивное обучение программированию.
development of cognitive independence of future informatics teachers in the process of programming education.In the article the problem of development of cognitive independence of future informatics teachers on the basis of interactive education of programming is researched. Method of programming education taking into account the levels of student's cognitive independence is described.
Index terms: training of informatics teacher, development of cognitive independence, interactive education of programming.
Быстрая информатизация общества, вызвавшая внедрение в учебный процесс современных компьютерных средств, выявила новые аспекты повышения качества высшего образования. Одной из приоритетных задач образования является подготовка учителя, способного применять новые информационные технологии и осуществлять преподавание в соответствии с требованием времени. Это особенно важно, когда речь идет об учителях информатики. При подготовке будущих учителей информатики недостаточно учитывать только современное состояние и уровень информатизации образования, необходим учет тенденций всего общественного информационного развития. С интенсивным развитием компьютерных средств и все более широким внедрением в различные сферы человеческой деятельности повышаются требования к профессио-
нальной компетентности учителя информатики. Постоянная и быстрая эволюция информатики оказала сильное воздействие как на содержание изучаемых в курсе информатики дисциплин, так и на методы их преподавания. Все это требует от учителя информатики стремления к самостоятельной познавательной деятельности, умения перестраиваться и проектировать учебный процесс в условиях непрерывных и быстрых изменений информационных технологий, постоянного повышения квалификации в области информатики.
Многие аспекты проблем формирования и развития познавательной самостоятельности исследовались в работах И.Я.Лернера, Л.П.Аристовой, С.И.Зиновьева, Т.А.Ильиной, П.И.Пидкасистого, Н.А.Половниковой, И.Ф.Харламова, Т.И.Шамовой и других отечественных педагогов.
Обобщив определения известных ученых, можно сказать, что самостоятельность - это качество личности человека, которое проявляется в его умении добывать новые знания, овладевать новыми методами познавательной и практической деятельности и использовать их на основе волевых усилий для решения любых жизненных проблем. В настоящей статье исследуется самостоятельность, проявляемая в учении, то есть познавательная самостоятельность.
И.Я.Лернер указывает: «Формой проявления познавательной самостоятельности является решение учащимися познавательной задачи, представляющей проблему, самостоятельное решение которой приводит учащихся к новым для них знаниям и способам решения... Познавательные задачи служат не только формой проявления познавательной самостоятельности, но и ... педагогическим средством ее формирования» [1, с.35].
Т.И.Шамова рассматривает познавательную самостоятельность как одно из основных интегративных качеств личности, связанное «с воспитанием положительных мотивов к учению, формированием системы знаний и способов деятельности по их применению и приобретению новых, а также с напряжением волевых усилий» [6, с.69]. Это свойство личности характеризует ее стремление и умение без посторонней помощи овладевать знаниями и способами деятельности, решать познавательные задачи. Автор выделят три наиболее существенных компонента познавательной самостоятельности: мотивационный, содержательно-операционный и волевой, указывает на их взаимосвязь и взаимообусловленность. Уровень знаний, сло-
жившийся к определенному моменту времени, составляет содержательную сторону познавательной самостоятельности; набор умений по самостоятельному овладению знаниями выражает ее процессуальный (операционный) компонент; стремления проявляются через определяемое мотивами желание учиться (самосовершенствоваться) и направлены на достижение некоторой социально обусловленной цели; способности характеризуют природные задатки. Все компоненты взаимосвязаны и взаимообусловлены. Т.И.Шамова выделяет три уровня познавательной самостоятельности учащихся: репродуктивный, частично-поисковый и исследовательский [6, с.73].
Фундаментальные исследования дидактов и методистов по проблемам формирования познавательной активности, развития самостоятельности и творческого отношения обучающихся к процессу овладения знаниями показали, что в основе организации эффективного учебного процесса должен лежать принцип активности и самостоятельности обучающихся в обучении.
Курс программирования занимает одно из центральных мест в системе подготовки учителя информатики и имеет как мировоззренческое, так и прикладное значение. Программирование является одним из фундаментальных инструментальных методов современной информатики. Успешность самостоятельной познавательной деятельности студента при обучении программированию зависит от запаса знаний, умения применять их для решения поставленной задачи, опыта ведения самостоятельной познавательной деятельности, интереса к предмету.
Изучение различных парадигм программирования при подготовке будущих учителей информатики формирует знания, умения и навыки решения задач в современных системах программирования, обогащая опытом самостоятельной познавательной деятельности. Изучение одного языка программирования, как правило, является хорошей основой и стимулом для изучения других языков и парадигм. Опыт показывает, что при изучении другого языка программирования студент осуществляет сравнение с изученным языком программирования, анализ этих языков и пытается применить свои знания в другой системе программирования.
На аудиторном занятии находятся студенты с разным уровнем подготовки по программированию, с разным опытом самостоятельной познавательной деятельности. Для каждой группы студентов следует строить свою траекторию обучения программированию, в процессе которой формируются и совершенствуются умения и навыки
ведения самостоятельной познавательной деятельности на основе интерактивного обучения. Под интерактивным обучением мы понимаем взаимодействие преподавателя и студента, студентов между собой, взаимодействие студента с интерактивными образовательными ресурсами.
В процессе обучения будущих учителей информатики программированию приоритетное значение получает активная самостоятельная работа студентов по приобретению теоретических знаний и практических умений, осуществляемая под руководством преподавателя. Преподаватель управляет самостоятельной познавательной деятельностью студента, оказывая ему консультационно-методическую помощь, побуждая студента к поисковой деятельности.
Рассмотрим деятельность преподавателя и студента при разработке программных приложений и охарактеризуем уровни познавательной самостоятельности студента в таблице 1.
Таблица 1.
Уровни познавательной самостоятельности студента Деятельность преподавателя Деятельность студента
Репродуктивный Преподаватель объясняет метод, алгоритм решения и программу. Студент вводит программу, осуществляет ее синтаксический анализ, тестирует правильность полученного результата.
Частично-поисковый Преподаватель объясняет метод решения задачи. Студент самостоятельно программирует, отлаживает и тестирует программу.
Поисковый Преподаватель оказывает консультационно-методическую помощь. Студент самостоятельно решает поставленную задачу: строит модель, определяет метод решения, составляет, отлаживает и тестирует программу.
Исследователь- Преподаватель оказывает кон- Студент находит эффективное
ский сультационно-методическую решение задачи, применяя раци-
помощь. ональный метод решения, опти-
мально используя оперативную
память компьютера, сокращая
время выполнения программы.
Таким образом, репродуктивный уровень предполагает умение отладить и протестировать готовую программу; умение решать по аналогии задачи обработки информации в среде программирования; владение навыками самостоятельного поиска типовых ошибок в программе; использование простейших возможностей системы программирования при отладке программ; отсутствие стремления студента к изучению программирования, к использованию учебно-методической литературы, в том числе и электронных образовательных ресурсов.
Частично-поисковый уровень предполагает умение составить программу по предложенному методу решения задачи, отладить ее и доказать правильность полученного результата; использование больших возможностей системы программирования при отладке программ по сравнению с предыдущим уровнем; стремление студента к изучению языка программирования; умение отобрать и применить электронные образовательные ресурсы для получения справочной информации.
Поисковый уровень предполагает умение самостоятельно строить модель, найти метод решения задачи, составить программу, отладить ее и доказать правильность полученного результата; активное использование возможностей системы программирования при решении задач; стремление студента к изучению языков и методов
программирования; умение отобрать и применить электронные образовательные ресурсы для более глубокого изучения программирования.
Исследовательский уровень предполагает умение построить эффективную программу, используя рациональный метод решения задачи, применяя структуры данных, наиболее полно отражающие проблемную область задачи, используя оптимальный для данной задачи стиль программирования; стремление студента к решению задач повышенной сложности, к изучению новых языков и парадигм программирования; умение работать с учебно-методической литературой, в том числе и с электронными ресурсами; создание собственных учебных образовательных ресурсов в изучаемой среде программирования.
В настоящей работе предлагается с целью формирования и развития познавательной самостоятельности будущих учителей информатики осуществлять интерактивное обучение программированию с учетом уровней познавательной самостоятельности студентов.
На занятии студенты получают задания разного уровня сложности, предусматривающие репродукцию приобретенных знаний и умений, но в большей мере задания, требующие новых приемов решения. При выполнении заданий преподаватель консультирует студента, в процессе бесе-
ды выясняет, на каком этапе решения задачи он испытывает затруднения. Если студент с репродуктивным или частично-поисковым уровнем познавательной самостоятельности испытывает трудности в методе решения задачи, то преподаватель просит студента проанализировать постановку задачи, на тестовом примере попробовать предложить метод решения задачи и далее обобщить его, в случаи необходимости преподаватель направляет студента, высказывает свои предложения. Если же трудности возникли при отладке программы, то преподаватель выясняет у студента, какие сообщения об ошибках выдала система программирования, как студент реагирует на них, и далее может рекомендовать студенту воспользоваться справочной системой среды программирования, или изучить конкретную тему дисциплины или, отвечая на вопросы преподавателя, студент сможет самостоятельно понять причину ошибки.
Если при выполнении заданий трудности возникают у студента с поисковым или исследовательским уровнем самостоятельности, преподаватель рекомендует использовать для их решения возможности изучаемой системы программирования, учебно-методическую литературу и Интернет-технологии, преподаватель стимулирует студента к самостоятельному поиску ответов на вопросы, возникшие в процессе работы.
С нашей точки зрения обучение будущих учителей информатики должно вестись в диалоговом режиме: диалог преподавателя со студентом, деловая беседа студентов между собой и т.д. На некоторых занятиях студенты могут работать в паре, при этом пары формируются различными спо-
собами: с одинаковым или с неодинаковым уровнем познавательной самостоятельности. Студенты обсуждают учебный материал, в процессе помощи друг другу обучающиеся лучше усваивают материал. Знания, полученные таким образом, становятся для студента личностно значимыми. Это позволит создать потенциал для развития творческих способностей студентов, самостоятельности суждений.
Работа в одной паре студентов с одинаковым уровнем познавательной самостоятельности формирует у студентов умение выслушать чужое мнение, обсудить его, обосновать свою точку зрения, прийти к единому решению.
Если в одной паре выполняют задание студенты с репродуктивным и с частично-поисковым уровнем познавательной самостоятельности, то отчитываться по работе предлагается студенту с репродуктивным уровнем. Преподаватель просит подробно объяснить решение задачи, если при этом возникают затруднения, то студенты обсуждают между собой вопросы, вызвавшие их, и лишь затем снова отчитываются по работе. Необходимо, чтобы каждый студент досконально разобрался в методе решения задачи, в программе, в используемых конструкциях языка программирования, объяснил их выполнение, обосновал правильность полученного результата. При этом порой обнаруживается, что знания даже более сильного студента являются поверхностными. Для студента с репродуктивным уровнем самостоятельности предоставляется возможность проследить за ходом рассуждений своего напарника при решении задачи, освоить и применить приемы отладки программ, повысить
интерес к изучению программирования.
Для формирования и развития частично-поискового и поискового уровней познавательной самостоятельности студентов автором разработана система индивидуальных лабораторных работ по программированию. Эта система охватывает основные темы курса программирования. В лабораторных работах задания составлены с учетом уровня самостоятельности студентов. По некоторым темам студенты получают индивидуальные задания из компьютерных программ, по некоторым - преподаватель формирует эти задания сам. Используемые компьютерные программы были разработаны студентами выпускных курсов при выполнении квалификационных работ под руководством автора. Они содержат необходимый и достаточный материал по изучаемой теме, примеры решения задач с подробным объяснением, тестовые и индивидуальные задания.
При выполнении лабораторных работ студенты используют лекции, учебно-методическую литературу, а также компьютерные средства обучения. Они получают доступ к имеющейся в компьютерной сети информации: это и получение справочной информации по теме, и использование электронных образовательных ресурсов, при помощи которых студенты смогут самостоятельно приобретать новые, систематизировать и применять уже полученные знания, умения и навыки. На учебном занятии преподаватель контролирует самостоятельную работу каждого студента, а также использование в учебных целях Интернет-технологий. Для развития исследовательского уровня познава-
тельной самостоятельности можно предложить студенту индивидуальные задания повышенной трудности, включая и творческие задания, работа над которыми продолжится в процессе самостоятельной внеаудиторной работы студента.
Преподаватели отмечают, что студенты успешно справляются с заданиями по программированию, если материал, необходимый для их решения, рассмотрен на лабораторных или практических занятиях, но испытывают затруднения при выполнении заданий, в которых нужно впервые применить лекционный материал или тем более самостоятельно изучить новый. Реализация на занятиях проблемного обучения с использованием компьютерных, в том числе сетевых, средств обучения способствует формированию у студентов опыта ведения самостоятельной познавательной деятельности.
Самостоятельная работа является основной формой развития у будущих учителей информатики познавательной самостоятельности. Она предполагает способность студента самому организовать свою деятельность в соответствии с поставленной или возникшей задачей.
Организация эффективной самостоятельной работы студентов предполагает представление одного и того же материала несколькими компьютерными средствами обучения, каждое из которых обладает своими дидактическими возможностями. Преподаватель должен знать эти возможности и уметь распределять учебный материал по различным средствам, формировать из них комплект средств обучения. В этот комплект должны входить электронные образовательные ресурсы, которые позволили бы студенту в удобное
время и в привычном для него темпе самостоятельно приобретать знания, умения и навыки. Для студентов с низким уровнем познавательной самостоятельности следует использовать электронные образовательные ресурсы, позволяющие изучить необходимый материал, подробно рассмотреть разные способы решения задач, получить задание для самостоятельной проработки изучаемого материала, протестировать свои знания по данной теме и т. д.
Для поддержки интерактивного режима обучения студентов используются средства общения/коммуникации: электронная почта, телеконференции, чат и т. д. Преподаватели оказывают консультационную помощь студентам, используя электронную почту: проверяют присланные студентами материалы, отправляют задания и отвечают на вопросы студентов. В обучении можно использовать программы, с помощью которых создается единое учебное пространство для студентов и преподавателей, например программа МооШе. Эти программы позволяют разместить лекции, задания для лабораторных работ, электронные образовательные ресурсы, получить выполненные студентами задания, проследить за работой студентов над представленным преподавателем материалом и т.д. Наличие обратной связи позволяет преподавателю для каждого студента выстраивать индивидуаль-
ные траектории обучения, развивать познавательную самостоятельность студентов.
Таким образом, для формирования и развития познавательной самостоятельности будущих учителей информатики предлагается реализовать интерактивное обучение программированию с учетом уровней познавательной самостоятельности студентов.
Литература:
1. Лернер И.Я. Критерии уровней познавательной самостоятельности учащихся // Новые исследования в педагогических науках. - М.: Педагогика, 1971.
- №4. - с.34-39.
2. Краевский В. В., Хуторской А. В. Основы обучения: Дидактика и методика. Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. - М.: Издательский центр «Академия», 2007. - 352 с.
3. Михайлов В.Ю., Волик О.Н., Пшеничный П.В. О функциях преподавателя в условиях применения электронных образовательных ресурсов // Казанский педагогический журнал, 2009. - №6, - с. 89 - 98.
4. Сластенин В.А., Филиппенко Н.И. Культура умственного труда студентов.
- М.: Прометей, 1994. - 109 с.
5. Хуторской А.В. Педагогическая инноватика: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. - М.: Издательский центр «Академия», 2008. - 256 с.
6. Шамова Т.И. Активизация учения школьников. - М.: Педагогика, 1982. -208 с.
