Информатика в проблемно-проектном обучение и развитие мышления высокого уровня


Скачать 149.78 Kb.
НазваниеИнформатика в проблемно-проектном обучение и развитие мышления высокого уровня
Дата03.01.2013
Размер149.78 Kb.
ТипДокументы


Информатика в проблемно-проектном обучение и развитие мышления высокого уровня


Альберт Фаритович Гарапов

старший преподователь,

Институт развития образования Республики Татарстан,

ул. Большая Красная 68, г. Казавнь, 420015, (843)2366563

program_intel@mail.ru


АННОТАЦИЯ

В статье рассматриваются проблемы развития мышления высокого уровня. На основе опыта работы по Международной программе Intel «Обучение для будущего» вводится понятие проблемно-проектное обучение. Обсуждается роль и значение системно-инфоомационного языка, информатики в проблемно- проектном обучение.

In article problems of development of thinking of high level are considered. On the basis of experience under the International program Intel «Training for the future» is entered concept problemno-design training. The role and value is discussed is system-infoomatsionnogo language, computer science in problemno - design training.


Ключевые слова:

природа мышления, проблемное обучение, системно-информационный язык, система, метапредметность информатики;

the thinking nature, problem training, system-information language, system, metaconcreteness of computer science.


Современная переходная эпоха, жизнь в условиях перемен всё более повышает требования к возможностям, умениям человека решать сложнейшие задачи, уметь работать с потоками информации и это касается не только экономических, производственных задач.

К умениям и качествам человека XXI века, таким как ответственность, взаимопонимание, открытость новым идеям, умению работать с информацией, умению работать в команде большое значение придается умению формулировать и решать проблемы, критически и системно мыслить. Таким образом, возросло требование к умственной деятельности, к мышлению человека.

Вопросы природы мышления ещё с древних времён привлекали внимание человека. В Средние века даже пытались создать мыслящие (играющие в шахматы) машины или исскуственные формализованные системы оценки знаний, к примеру работы философов -схоластов. Учены – историки науки как раз и считают Средние века, работы философов – схоластов началом науки информатики, т.е. той науки, которая изучает законы движения, возникновения информации, информационных потоков.

Но до сих пор остаётся загадкой сама природа мыслительного процесса, сама работа нервной системы мозга. Ещё недавно в науке считалось, что мыслительный процесс сводится к импульсам нервной сети, системы, состоящей из нейронов, соединенных между собой волокнами, синапсами и акцепторами. Фактически мысль сводилась к движению молекул, атомов. Но во второй половине 20 века появились и другие подходы.

О том, что механизм мышления не сводится к атомно-молекулярному уровню ещё в 1966 году утверждал советский ученый Н.И.Кобзоев. В своих исследованиях он начал с того, что установил аналогию энтропии и информации. Исходя из термодинамических идей и модели идеального газа, у него получилось, что и для получения информации (сигналов из внешней среды) и для изменения термодинамической энтропии необходимо совершить работу. Анализируя мышление, Н.И. Кобзоев утверждал «Мышление возникает там, где начинается акт суждения, как результат сознательного отбора исходных данных или посылок в виде некоторых сведений (информации), самоочевидных положений (аксиом) или определенных допущений (гипотез), и приложения к ним некоторого алгоритма, сконструированного в соответствие с законом логики».

Таким образом, Кобзев Н.И. исходя из однозначности выводов в логических системах приходит к утверждению - логические суждения безэнтропийные и следовательно «Отсюда вытекает вывод принципиальной важности: механизм мышления не может находится на атомно-молекулярном уровне, осуществляемом известными нам частицами».[2,3]. Есть и работы известных ученых С.Хамероффа, Р.Пенроуза, Р.Фейнмана и др. доказывающих то, «что в человеческом мозге протекают квантовые процессы, непосредственно влияющие на работу нейронов»[4]. Т.е. утверждается квантовая полевая природа мышления и получается что оно (мышление) не ограничивается пространством мозга, тела человека.

Таким образом, природа - физическая, биологическая суть мыслительных процессов, работа нервной системы неясна, большая загадка.

Но человек, несмотря на это обучается, обретает новые знания, развивает свои способности. Это похоже на то, что человек использовал машины, инструменты, плавал на кораблях, строил пирамиды и дома задолго до открытий законов классической физики, до работ Ньютона. Исходя из имеющегося практического опыта сложились ряд педагогических технологий, приёмов, появилась наука дидактика, которые позволяют процесс обучения, обретения знаний, навыков сделать более эффективным и осознанным.

Широко известна классификация мышления, разработанная ещё в конце 1950-х годах группой американских психологов и педагогов под руководством профессора Чикагского университета Бенджамина Блума. Её называют ТАКСОНОМИЯ БЛУМА.

ТАКСОНОМИЯ (от греч. táxis — расположение, строй, порядок и nómos — закон) — теория классификации и систематизации сложноорганизованных областей действительности, имеющих обычно иерархическое строение (органический мир, объекты географии, геологии, языкознания, этнографии и т. д.).

ТАКСОНОМИЯ БЛУМА это классификация по шести различным уровням, категориям мышления. Категории мыслительных умений рассматриваются как умения разного уровня сложности: от самого простого умения к самому сложному (смотри рис. 1):





Рис. 1. ТАКСОНОМИЯ БЛУМА


Уровень знания - на этом уровне учеба (учебные цели) предполагает запоминание, распознавание и воспроизведение базовых, основных элементов, понятий в учебном предмете.

Уровень понимания – на этом уровне предполагается интерпретация, умение объяснить полученные результаты в процессе освоения знания, продемонстрировать на примере, в том числе на практическом примере.

Уровень применения – на этом уровне обучения предполагается сформировать у обучаемого умения по использованию знаний в практических ситуациях.

Уровень анализа – на этом уровне формируются умения проводить анализ элементов (т.е. уметь разделять целые системы, объекты на составляющие его элементы), анализ связей , отношений.

Уровень синтеза – на этом уровне предполагается формирование умения объединять, синтезировать, обобщать. При синтезе предполагается, что происходит объединение, синтез идей при решение проблемы, синтез, объединение процедур алгоритмов, а также синтез, объединение структур, элементов в процессе формирование системы, объектов из отдельных частей, элементов, положений.

Уровень оценки – на этом уровне формируются диагностические умения, развивается критическое мышление, умение формировать аргументированную, логическую, конструктивную систему оценок, умение пользоваться критериями.

Отметим, что ТАКСОНОМИЯ БЛУМА – это фундаментальная, ставшей классической работой по концепции таксономии учебных целей. Есть и другие разработки в этой области как зарубежных, так и отечественных ученных.[4,5] Но пока ограничимся таксономией Блума.

Обычно характерный для существующей сегодня школы учебный процесс соответствует двум первым уровням – Знания и Понимания. Деятельность учеников в основном носит репродуктивный (или «знаниевый») характер, т.е. просто воспроизводится некоторая сумма знаний, умений и навыков (как говорят, «ЗУН»). Это деятельность ученика соответствует объяснительно-иллюстративному обучению. В то же время поисковая, творческая составляющая в деятельности ученика, которому соответствует проблемное обучение, представлена значительно меньше. В школах значительно превалирует объяснительно-иллюстративное обучение и значительно слабо представлено проблемное обучение. Известный разработчик проблемного обучения академик М.И. Махмутов отмечал, что в современную эпоху общественная жизнь и интеллектуализация труда «повышает значение самостоятельности мышления и творческой деятельности человека. Однако большинство людей к такой деятельности не подготовлено, массовая школа умению мыслить продуктивно, творчески детей и молодежь специально не обучает»[6].





Рис.2. Кластер мышления высокого уровня.

Таким образом, проблема в повышение уровня обучения, что соответствует развитию (как сейчас все более становится популярным термин) «мышления высокого уровня». «Мышление высокого уровня» предполагает охват всех уровней таксономии Блума.

Характеристики мышления высокого уровня авторы книги для удобства представляют с использованием графического инструмента КЛАСТЕРА (см. рис.2)[4]. В этом кластере классификация осуществляется по двум основаниям: «характеристики», «требует от человека». Кластер позволяет более образно, лучше понять требования и соотношения характеристик «мышления высокого уровня».

Если обратимся к характеру процесса преподавания, организуемой учителем мыслительной деятельности школьника, то именно проблемное обучение более всего обеспечивает развитие мышления высокого уровня. При проблемном виде обучения перед учеником формируется проблемная задача, система взаимосвязанных вопросов, ставится задача организации проведения поиска, исследования для ответа на указанные вопросы, решения проблемы. Ученик формирует определенные критерии, принципы правила сравнения различных вариантов, результатов, обосновывает обобщение результатов, выводов.

Можно сказать, что развитие мышления высокого уровня это вызов времени. Это проблема касается, конечно, не только России, но и всех стран. Существуют различные международные программы по развитию образования, методик обучения. В одной из них, а именно в Международной образовательной программе Intel «Обучение для будущего» с 2006 года участвует и Республика Татарстан. В этой программе используется проблемное обучение[7]. Республика Татарстан оказался одним из наиболее успешных регионов по реализации этой международной программы. Только по новому курсу в очно-дистанционной форме обучение прошло с 2009 года на базе Института развития образования Республики Татарстан более 400 учителей. Поэтому и 1-ая Международная конференция «Электронное образование» организованная корпорацией Intel в 2011 году прошла именно в Казани. Во многом это произошло благодаря предыдущей деятельности Махмутова М,И., его учеников и последователей. Остановимся поподробней на Международной образовательной программе Intel «Образование для будущего». В процессе обучения по этой программе предполагается создание учителем учебного проекта, в рамках которого проводится исследовательская работа учеников (школьников) по определенной проблеме. Суть проблемы отражается в системе вопросов - так называемой триаде вопросов[4,7]. Система имеет трехуровневую структуру:

- основополагающий вопрос;

- проблемные вопросы учебной темы;

- учебные (содержательные) вопросы.

Наиболее простые из них – учебные вопросы. Они относятся к закрытым вопросам: ориентированы на проверку фактического знания, требуют конкретный, однозначный ответ, соответствуют стандартам образования и минимуму знаний учащихся.

Следующие два более сложные вопросы.

Основополагающие вопросы – это открытые вопросы, которые отражают определенные концепции, обеспечивают связь между дисциплинами или разделами учебной программы, возникают снова и снова на протяжения обучения, побуждают задавать другие важные вопросы, требуют мыслительных умений более высокого уровня для оценки, синтеза, анализа.

Проблемные вопросы учебной темы – открытые вопросы, связанные с учебной темой, обеспечивают понимание одной из сторон основополагающего вопроса.

Если обратимся к таксономии Блума, то можем заметить, что основополагающие и проблемные вопросы учебной темы соответствуют мышлению высокого уровня. В качестве примера можно рассмотреть следующие триады из таблицы 1.

Таблица 1



Основополагающий вопрос

Проблемные вопросы

Учебные вопросы

1

Что такое общество?

Какой член общества наиболее важен?

Какие обязанности у пожарных?

2

Как структура организма позволяет ему выжить в данной среде обитания?

Каким образом организмы амфибий и рептилий обеспечивают их выживание?

Чем питаются ящерица и лягушка?

3

Есть ли неисчерпаемая, безопасная энергия?

Нехватка каких энергетических ресурсов может привести к глобальному кризису сегодня?

Ограниченны ли запасы угля?

4

Что такое жилище человека?

Что может оградить от дождя?

Что такое пол комнаты?

Таким образом, учебный проект программы Intel предполагает, что с реализацией проекта, в числе прочего, в процессе исследовательского, творческого поиска учащимися ответа на основополагающие и проблемные учебные вопросы достигается цель развития мышления высокого уровня.

Для наглядного представления соотношения вопросов триады можно воспользоваться схемой «дерева»[4]:


Рис3. Дерево триады вопросов.


Отметим, что основопологаюший вопрос нельзя свести только к межпредметному, это скорее всего надпредметный вопрос или точнее трансдисциплинарный. Трансдисциплинарность по определению это способ расширения научного мировоззрения, при котором рассмотрение того или иного явления не ограничивается рамками какой-либо одной научной дисциплины.

Триада вопросов это система взаимосвязанных вопросов. Можно рассматривать их как дерево целей. По уровневое решение вопросов учениками приводит к главной цели – ответу на основополагающий вопрос, а в плане учебно- воспитательного процесса к развитию мышления высокого уровня. Учебно-воспитательный процесс можно реализовать путем проведения исследовательской проектной работы. Эту технологию мы назвали проблемно-проектным обучением. Она нацелена на личностно-ориентированное обучение, на исследовательскую проектную деятельность учащихся, в основе которой лежит развитие познавательных навыков учащихся, умение самостоятельно организовывать поиск нужной информации, развитие критического и творческого мышления, умение исследовать, решать проблемы, умение работать в сотрудничестве[8].

Как уже отмечалось, описанный выше метод обучения можно отнести к проблемному обучению. Проблемное обучение, в становление и развитие которого внес большой вклад академик Махмутов М.И., обретает в последние годы все большую актуальность в связи с возрастающими требованиями к образованию. В проблемном обучение выделяют несколько видов обучения: проблемно—диалоговое обучение, проблемно—задачное обучение, проблемно—алгоритмическое обучение, проблемно—контекстное обучение, проблемно—модельное обучение, проблемно—модульное обучение, проблемно—компьютерное обучение [6]). В отличие от указанных, проблемно—проектный метод предполагает, что объектом обучения является не только ученик, но и учитель. Проект учителя является только затравкой, точкой кристаллизации или катализатором для процесса исследования, решения проблемы, поиска ответа на основополагающий вопрос. В этом процессе участвует и учитель, и ему неизвестен (в идеальном случае) окончательный результат исследований. В отличие от ученика учитель обладает большим опытом исследовательской работы, методами обобщения, анализа и вывода результатов, что отражается в его проекте и передается ученикам. В отличие от других видов обучения, в проблемно—проектном особо важное значение имеет формирование проблемы, основополагающего вопроса, можно сказать, что это центральное место. Проблема, выраженная в виде основополагающего вопроса должна иметь обобщенный характер, можно сказать, в какой-то степени нести мировоззренческий, философский, онтологический смысл, тогда проведенная работа по проекту может оказаться наиболее эффективной для развития учащихся.

Но, как показывает практика проведения курсов по Международной программе Intel «Обучение для будущего», наибольшие трудности вызывает у слушателей именно формулировка основополагающего вопроса. Для преодоления трудностей предлагается, к примеру, обратиться к Большим идеям или Обобщенным Понятиям, которые можно найти в стандартах по учебным дисциплинам [4]. Но такой подход не выдерживает критики, мало что даёт, особенно в тех проектах, которые носят исследовательский характер. Вспомним, основополагающий вопрос является надпредметным или трансдисциплинарным, носит обобщающий характер. Более основательный и, можно сказать, конструктивистский подход заключается в моделирование исследовательской проектной деятельности путем описания его на современном языке науки системно – информационном языке[9]. Таким образом, возникает необходимость в информатике, проявляется её метапредметность.

Метапредметность информатики, и заключается в том, что она является научной дисциплиной в которой и формируется системно-информационный язык, общий для всех наук. Отметим и важное значение информатики в теории познания – гносеологии. Гносеологический аспект информатики – это во 1-х информация выступает как знание, во 2-х информатика дает методологию познания, представляя мир как совокупность систем (иерархию систем). Поиск систем, исследование систем – одна из задач современной науки. Исходя из сказанного, при проведение проекта, мы можем объект исследования описать на системно – информационном языке. Сама проблема, проблемные вопросы соотносятся с объектом исследования. Представляя объект исследования, как систему мы можем выйти и на основополагающий вопрос. Важнейшие характеристики системы это наличие существенных связей между элементами и существование интегративных качеств (свойств), т.е. таких качеств, которые присущи системе в целом, но не свойственны ни одному из ее элементов в отдельности. Наличие интегративных качеств показывает, что свойства системы хотя и зависят от свойств элементов, но не определяются ими полностью. Отсюда следует важный вывод: 1) система не сводится к простой совокупности элементов; 2)расчленяя систему на отдельные части, изучая каждую из них в отдельности, нельзя познать все свойства системы в целом. Таким образом, интегративные качества (свойства) будучи в какой-то степени обобщающими свойствами, находясь над системой должны отображаться в основополагающем вопросе. А проблемные вопросы отображают существенные связи между элементами системы, т.е. структуру системы.

Проанализируем на основе системно-информационного подхода примеры из выше приведенной таблицы триад.

Триада №1: здесь объект исследования: система из элементов - людей, и различных связей между ними. Интегративным качеством (свойством) этой системы является свойство – общество, оно присуще всей системе в целом, но не свойственно не одному из его элементов. Отдельный человек не является обществом. Основополагающий вопрос (Что такое общество?) отражает это интегративное качество. Проблемный вопрос (Какой член общества наиболее важен?) отражает связь между элементами системы по степени важности.

Триада№2: здесь объект исследования: система из элементов - организмов и окружающей среды, и различных связей между ними. Интегративным качеством этой системы является жизнь. Основополагающий вопрос – это обеспечения этого качества. Проблемный же вопрос – отражение одной стороны основополагающего вопроса.

Триада№3: здесь объект исследования энергетика: система из элементов - источники энергии, окружающая среда, общество и различных связи между ними. Интегративными качествами этой системы являются ресурсы (неисчерпаемость), безопасность.

Триада№4: здесь объект исследования, к примеру, дом: система из элементов - комнаты, подъезды, крыша, фундамент и различных связей между ними. Интегративным качеством этой системы является качество - жилище. Оно присуще дому (системе) в целом, но не отдельным его элементам.

Что касается информационно—коммуникационных технологий в проблемном обучение, то использование их значительно уменьшает во многих случаях трудоемкость проведение исследований и делает их более основательными и возможными.

Отметим, что информатика кроме того что дает методику познания (как отмечалось выше), всё большее значение обретает в синтетически - интегративной тенденции развития образования, объединение традиционно автономных курсов в единый цикл фундаментальных дисциплин. Информатика в проблемно-проектном методе содействует через системный подход интеграции знаний из различных предметных областей.


Литература

1. Кобзев Н.И. О физико-химическом моделировании процессов информации и мышления.//Журнал физической химии. №№2,4, 1966г.

2. Ваннах Н. Одна забытая скандальная идея.// Компьютера. №36 (560), 2004.

3. Терегулов Ф.Ш. Материя и её сознание. М.: Народное образование, 2002. 304 с.

4. Развитие мышления учащихся средствами информационных технологий: программа Intel «Обучение для будущего»: учеб.-методическое пособие для студентов вузов, обучающихся по направлению 540200(050200) «Физико-математическое образование» / [под ред. Е.Н. Ястребцова; пер. с англ. Ники Кожевниковой, Дмитрия Ханина, Татьяны Кнышевой].- М: Интуитюру, 2006. – 168с. :ил. – (Учебно-методическое пособие)

5. Чошанов М.А. Обзор таксономий учебных целей в педагогике США. // Педагогика, №4, 2000 г.

6. Махмутов М.И., Ибрагимов Г.И., Чошанов М.А. Педагогические технологии развития мышления учащихся. –Казань: ТГЖИ, 1993. – 88с. с илл.

7. Intel”Обучение для будущего”. Проектная деятельность в информационной образовательной среде 21 века: Учеб. Пособие – 10-е изд., перераб. –М.: НП “Современные технологии в образовании и культуре”, 2009. – 168с.+CD

8. Гарапов А.Ф. Учебно-методический пакет «Возобновляемые источники энергии» к проблеме реализации проектных технологий.// Инновационные технологии профессионального и профильно-ориентированного образования: сб. науч.-метод. материалов.-Казань, Школа, 2006. с. 92-94, режим доступа сайт: http://umpvos.narod.ru

9. Белошапка В. Мир как информационная структура. //Информатика и образование. №5, 1988.

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Разместите кнопку на своём сайте:
cat.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©cat.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
cat.convdocs.org
Главная страница