Концепция  педагогической деятельности

Интеграция учебных дисциплин  на основе курса информатики

как средство совершенствования методов преподавания

и  повышения мотивации обучения

Интеграция [лат. Integratio восстановление, восполнение; integer целый] – объединение в целое каких либо частей, элементов.

Интеграция учебных дисциплин как средство совершенствования методов преподавания – давно признанное направление. Интеграция в учебном процессе является естественным отражением стремительно развивающейся интеграции научных методов исследования. При этом, как в научных исследованиях, так и в методах преподавания все возрастающую роль играет информатика и как средство, и как методология преподавания.

Единой концепции построения интегрированного обучения на сегодняшний день не существует. Психолого-педагогический аспект интеграции в содержании образования представлен работами разных учёных: А.И. Архиповой, Б.А. Бекзатова, Г.А. Бодровского, И.Б. Горбуновой, С.П. Грушевского, А.Я. Данилюка, В.А. Игнатовой, Г.А. Никитиной, Е.Ю. Раткевич, A.B. Слепухина, Н.Ф. Талызиной, А.Ю. Уварова, и др. Существенный вклад в определение содержания и структуры информационных технологий обучения и воспитания вносят работы отечественных исследователей: H.H. Верцинской, В.И. Гриценко, СП. Грушевского, А.П. Ершова, А.Н. Кимберга, А.И. Кочетова, A.A. Кузнецова, В.Ф. Шолоховича, а также зарубежных исследователей Ю. Нивергельпа, С. Пэйперта, Б. Скиннера, Р. Фогарти и др.

Передо мной тоже встал вопрос: какова сегодня моя действительная роль, как части  сообщества учителей информатики? Каково возможное будущее информатики как учебного предмета? В каком направлении предпочтительнее двигаться?

Наблюдая положение информатики среди других общеобразовательных учебных предметов и ее взаимодействие с этими областями, для себя я выделяла три основных сценария – взаимодействие через экспансию, взаимодействие через уточнение и размежевание предметных областей, взаимодействие через интеграцию.

1. Экспансия. Суть сценария – превратить курс информатики в сквозной обязательный курс с первого по одиннадцатый класс, включив в него все общезначимые образовательные составляющие и поддерживая с помощью этого курса преподавание других учебных. В этом сценарии информатике отводится роль интегрирующей дисциплины.
2. Размежевание. Освободить курс информатики от несвойственных ему составляющих, передав все специальные вопросы, не относящиеся к “ядру” этой дисциплины, в смежные учебные предметы (например, в технологию). Оставшееся ядро и будет составлять действительное содержание курса в обозримом будущем.

Интеграция. Включиться в движение за интеграцию учебных дисциплин, начать разработку модульных (интегрированных)  курсов с информатическими составляющими”, стимулировать коллективное педагогическое действие, направленное на постепенное создания “гибких учебных планов” в школе.  Информатическая” составляющая могла бы стать одной из основ такого взаимодействия. Интегрирующие свойства информатики вытекают из определения информатики как научного направления, представляющего собой научную дисциплину, в которой объединены соответствующие разделы математики, техники, кибернетики, и информатики – как учебного предмета, имеющего применения в различных сферах человеческой деятельности.

Каждый из этих сценариев  имеет свои притягательные стороны, у каждого из них есть шансы воплотиться в реальность. Но шансы эти различны.

Как мне кажется, первый и второй сценарии построены по схеме “соперничество за ресурсы” между представителями отдельных учебных предметов.

Третий, выбранный мною,  базовый сценарий основан на схеме сотрудничества.

Действительно, интеграция учебных дисциплин возможна лишь на “добровольной и взаимовыгодной основе”. Здесь все строится исходя из общих для всех интересов отдельного ученика, а не конфликтующих между собой интересов отдельных профессиональных групп педагогов.

Для  претворения этого сценария в жизнь  я  попыталась выделить и разработать отдельные модули по информатике, опробовать формы совместного обучения информатике и другим общеобразовательным дисциплинам. Именно такое направление  работы по установлению и углублению межпредметных связей информатики и способствовала  развитию событий по третьему сценарию.

 Работе  в этом направлении также способствуют мероприятия по демократизации школы, претворение в жизнь принципов педагогики сотрудничества. На этот сценарий работает и “общепедагогическая” составляющая курса информатики.

Однако, придя к выводу о необходимости интеграции дисциплин, я столкнулась с проявлением противоречия между готовностью информатики как учебного предмета к взаимопроникновению в другие учебные дисциплины и отсутствием методического обеспечения для  осуществления такой интеграции в рамках конкретных учебных дисциплин.

Наиболее существенную роль в объединении педагогических задач информатики с другими дисциплинами может, и должен, сыграть предмет технология, и в частности, черчение, как генератор задач с разветвленной структурой, требующих максимальной мобилизации всех  полученных навыков и знаний учащихся.

Именно этот путь интеграции  учебных дисциплин совпадает с  тенденциями развития современного общества, повышающимися требованиями, предъявляемыми к выпускнику общеобразовательной школы. В связи с этим, актуальным становится рассмотрение графического, политехнического образования школьников с позиций достаточности для адаптации и творческой деятельности выпускника общеобразовательной школы к условиям жизни и трудовой деятельности в современном  пространстве.  

Интеграция информатики и черчения  может осуществляться в двух направлениях: первое – расширение круга  задач, решаемых на уроках информатики  в рамках темы “Информационные технологии” с целью закрепления текущего материала и, второе – разработка задач обучающих черчению  силами учащихся, изучающих информатику и заинтересованных в повышении уровня своих знаний.

При этом задача разработки элементов обучающих систем представляет собой «социальный заказ», позволяющий  учащимся прочувствовать понятие актуальности, изучить его не на словах, а на деле, наблюдая использование своих результатов работы в процессе обучения своих же одноклассников.

Второе направление в интеграции курса информатики с другими учебными дисциплинами представляет собой одно из главных направлений  - развитие творческих способностей учащихся.

В современном информационном обществе актуальным становится не процесс накопления знаний, а приобретение опыта самовыражения, в том числе эмоционального опыта осознания собственной индивидуальности и другодоминантности, т.е. ценности других людей и мировоззренческих систем, поиск  личностных смыслов. Поэтому  перед учителем стоит задача образования -  создание оптимальных условий для предоставления всем учащимся возможностей становления индивидного, индивидуального и личностного опыта.  

Исходя из вышеизложенного, передо мной стояла  цель -  создание интегрированного курса компьютерного черчения с использованием  технологии, направленной на развитие творческого потенциала личности. 

Данный курс должен был решать следующие задачи:

1. активизировать познавательную деятельность учащихся (через создание ситуации для поиска материала, обработки, творческого нестандартного подхода к представлению материала);
2. усилить практическую направленность образования (через создание продукта и овладения практическими навыками работы на компьютере);
3. развивать творчество, коммуникативные качества (через организацию работы в группах);
4. развивать познавательный интерес через нестандартные (компьютерные) формы организации образовательного процесса и наглядного представления итогов работы;

А также помочь разрешить следующие противоречия, выявленные в результате проблемно – ориентированного анализа  образовательного процесса:

1. между постоянно возрастающим объемом информации и отсутствием оптимальных способов ее использования для создания целостной картины мира;
2. между традиционными способами усвоения знаний и внутренней направленностью учащихся на творческо – поисковую деятельность;
3. между необходимостью усиления воспитывающей роли образования и отсутствием системы эффективных способов ее реализации;
4. между необходимостью внутренней творческой активности личности для успешной самореализации в изменяющемся мире и ориентацией образовательного процесса на внешние результаты.

Проблема использования на уроках черчения  компьютера меня интересовала давно.  Еще в 2000 году состоялось мое знакомство  с системой КОМПАС-3D 5.11,  в журнале “Информатика и образование”, газете “Информатика” неоднократно публиковались статьи о целесообразности применения данной программной среды. Уже не первый год я преподавала черчение по учебнику А.В. Гордиенко и В.В. Степаковой, и была знакома с программой В.В. Степаковой «Черчение с элементами компьютерной графики. 7–9 классы», помещённой в сборнике программ общеобразовательных учреждений (Москва, «Просвещение», 2000 г). В основу данной программы положено представление о возможности эффективного сочетания технологий выполнения чертежей ручным и машинным способами в процессе  графической подготовки школьников. Опираясь на данную программу, руководство пользователю по работе в приложения Компас 5.Х, некоторые методические материалы, размещенные на сайте компании-разработчика АСКОН в разделе “Методические рекомендации” мне удалось составить планирование интегрированного курса, подобрать дидактические материалы  для проведения занятий.

 В 2005 году мне было предложено вести интегрированный курс  “Пространственное моделирование и проектирование в программной среде КОМПАС 3D LT”.  С сентября месяца с учащимися 8 класса мы начали параллельное изучение курса черчения по ученику А.В. Гордиенко и В.В. Степаковой  и интегрированного курса  в рамках факультативных занятий. Следует отметить, что учащиеся этого класса начали изучение базового курса информатики в 7 классе (по программе Семакина)  и уже в достаточной степени  владели технологией работы с текстом и графикой.

На  занятиях я использовала материал  учебника «Черчение», задачники, таблицы, индивидуальные карточки-задания.

На начальном этапе обучения, когда учащиеся знакомились с интерфейсом программы,  преобладающей формой работы являлась фронтальная.  После выполнения 4 – 5 работ, учащиеся  начали  работать в индивидуальном темпе, что дало возможность предлагать  способным учащимся задачи и упражнения индивидуального характера, творческие упражнения.  Для этого использую разные виды и направленности творческих задач  (Гервер В.А., Творчество на уроках черчения. - Москва, Владос, 2000). Один из видов предусматривает графическое моделирование предмета по чертежу с неполными данными. Как показывает практика, обладая ярко выраженным творческим характером, они пробуждают школьников к активному поиску, комбинаторике. Выполнение такого рода заданий избирательно углубляет и закрепляет графические знания по ведущим разделам курса черчения. Качества, сформированные при решении пропедевтических задач, используются при решении задач с элементами проектной деятельности.

Задачи на конструктивные преобразования имеют ощутимую для школьников практическую ценность, поскольку в них в доступной форме ставится конкретная техническая цель. Опыт показал, что стремление к достижению этой цели стимулирует интерес к работе.

 Ученик, овладевший основными мыслительными операциями по созданию творческого продукта, умеет и хочет сам учиться, у него высокий уровень познавательной активности, ярко выраженное мышление, развитое воображение.

Использование компьютерных технологий предоставило возможность показать учащимся  деталь в пространстве и сам процесс ее создания. Помимо того, ребята убедились на практике, что система КОМПАС позволяет внести изменения, переделать чертеж буквально за считанные секунды, а на бумаге выполнить аналогичные действия - это кропотливый труд.  Учащиеся к тому времени уже выполнили вручную несколько графических работ,  оформив чертёж в соответствии с правилами ГОСТа рамкой и основной надписью, на что на первых порах у них ушло достаточное  количество времени.  В некоторых случаях,  когда оказывалось  что-то неправильно выполнено, то всё  приходилось начинать сначала, у особенно ранимых ребят это вызывало неуверенность в своих возможностях  успешно справляться с заданиями. В такой ситуации существует опасность, что ребята  либо перестанут  воспринимать данный предмет как значимый, либо будут искать помощи в выполнении домашних графических работ у родителей, перестанут верить в свои силы.

Еще одна проблема при традиционном способе обучения черчению заключается в том,  что основные понятия, которые учащиеся должны знать при выполнении чертежей – это знания, соответствующие программе за 10–11 классы, особенно по стереометрии и изометрии деталей. Соответственно, в 8  классах на уроках черчения дети просто не справляются с заданиями, так как им сложно абстрагировать деталь и перевести в чертёж.

Но во время выполнения графических работ на компьютере абсолютно все ребята смогли убедиться, что выполнение чертежей на компьютере в 1,5 - 4 раза сокращает время на вычерчивание, тем самым,  увеличивая время на понимание и осмысление, особенно в проецировании, сечениях, разрезах и сборочных чертежах. Так, на уроках черчения  мы знакомились с теоретическим материалом, разрабатывали чертежи, а на факультативных занятиях  реализовывали свои проекты в программной среде КОМПАС. При этом, в подобранных мною заданиях  для практической работы на компьютере, не повторялся  материал школьных учебников, а использовались задания повышенного уровня сложности, разработанные в соответствии с требованиями обязательной школьной программы.

В случае, когда ребятам предстояло выполнение сложного чертежа в качестве домашнего  задания, я прибегала к такому варианту работы: на уроке чертежи дети выполняют на компьютере, а дома - вручную. Сам чертеж, алгоритм работы, его логическое построение  ученику становится понятнее, так как домашнему выполнению задания предшествует работа на компьютере. В процессе деятельности на уроке развивается пространственное мышление при демонстрации готовых моделей объектов в интерактивном режиме, когда рассматриваются различные проекции с выбором необходимого отображения и формируются элементарные умения анализировать, преобразовывать форму предметов, изменять их положение и ориентацию в пространстве. С физиологической точки зрения это связано ещё и с тем, что абстрактному мышлению предшествует предметно-образное. По свежим следам выполнение задания у детей получается намного лучше, и время используется более рационально, появляется уверенность в своих силах.  Если на бумаге  некоторое количество  учеников выполняют чертеж небрежно и с ошибками, то на компьютере успешно выполняют  задание все, что позволяет поддерживать высокий уровень мотивации к изучению предмета.

Во время проведения занятий использовалась технология В.К. Дьяченко "Обучение в парах сменного состава"  (разработана А.Г.Ривиным, его учениками и последователями (В. К. Дьяченко, М. Д. Брайтермен, А. С. Соколов и др.), где  абсолютно гармонично произошел предлагаемый   переход к коллективно-парно-группо-индивидуальному  способу обучения. Введение коллективных учебных занятий (работы учащихся в парах сменного состава) устранило  противоречие между конечной целью обучения и воспитания в школе и ближайшими, актуальными целями. Ведь чем больше школьник работает на других, обучая других, тем качественней он сам усваивает новый учебный материал и больше помощи и информации получает от своих соучеников и партнеров.

Как показывает многовековой опыт, наставления родителей и учителей, их объяснения и попытки убедить, чтобы все дети и подростки прилежно учились, слушали учителей и все, что положено, хорошо усваивали, ибо когда-нибудь после окончания школы оно будет нужным, пригодиться, не могут заменить собой деятельность учащихся, направленную на применение изучаемой информации в производственных целях и передаче получаемой информации другим.  При этом громадное значение для собственного развития имеет то, что школьник воздействует на сознание и поведение других людей, своих соучеников, используя наиболее важную, наиболее ценную информацию, которая обычно закладывается в содержание учебных предметов.

Работа учащихся в парах сменного состава  происходила  по-разному, можно выделить  две особенно распространенные разновидности: 1) сотрудничество учащихся «по горизонтали» и  2) сотрудничество учащихся «по вертикали».

При сотрудничестве «по горизонтали» учащиеся, работающие в парах, обучают друг друга: между ними происходит взаимное обучение. Это в полном смысле слова взаимообразное обучение, которое можно изобразить так: А <=> В; С <=> Д; Е <=> F и т.д.  При сотрудничестве учащихся «по горизонтали» происходит взаимообразное обучение и все учащиеся находятся как бы в одной плоскости.

Все методики сотрудничества учащихся «по горизонтали» являются   новой педагогической технологией, т.е. они принципиально отличаются от тех методик, к которым прибегает учитель, работая одновременно с классом или с отдельно взятыми учениками. Они – эти методики – существенно отличаются от методик, применяемых при бригадных занятиях, т.е. занятиях в так называемых в малых группах.

При сотрудничестве учащихся «по вертикали» исчезает взаимное обучение, нет взаимообразности. На схеме это выглядит так: A B C D E F и т.д.

Если ученик работает с учеником В, то он обучает и проверяет ученика В, но ученик В не обучает и не проверяет ученика А, так как ученик А опережает ученика В на одну, две или более тем. То же самое можно сказать и об учеников В, если брать его работу с учеником С: ученик В обучает и проверяет ученика С, но уже ученик С не обучает и не проверяет ученика В. В классе  выстраивается по три-четыре-пять таких «лесенок». В каждой «лесенке» (группе) по 5-7 учеников, в зависимости от количества учеников в классе. Те, кто по программе идёт впереди всей группы, - это лидеры, ведущие; за ними следуют их помощники и т.д. Интервалы между впереди идущими и следующими непосредственно за ними бывают разными. Иногда в одну и даже полтемы. Но такие или гораздо большие интервалы должны быть, ибо без интервалов не выстраивается «лесенка», а все оказываются на одном уровне.  Проблемой является выстраивание  «лесенки»  в условиях классно-урочной системы,  для этого нужно нарушить состояние класса, когда все ученики одновременно работают над одной и той же темой и, точно по команде, одновременно переходят к следующей теме и т.д. На факультативных занятиях имеется возможность уделить больше внимания одаренным детям, т.е. индивидуализировать работу.

На личном опыте удалось убедиться, что использование технологии В.К. Дьяченко предоставляет некоторые очень важные возможности: индивидуальная  работа с учеником в соответствии его возможностям и одаренности, включение в активную учебную деятельность всех учеников.

Рассказывая о своем  опыте  применение информационных  технологий в школьной практике, необходимо особо отметить их обучающие и воспитательные возможности. Ведь именно в школе закладываются основы стиля жизни, стиля мышления человека, которые должны быть созвучными современности. А реальность такова, что информационные и коммуникационные технологии являются неотъемлемой частью современного общества. Более того, они представляют собой своеобразную точку отсчета начала новой эпохи -  эпохи информационного общества.

Одна из приоритетных   задач  для меня, как для учителя информатики - воспитывать потребность к образованию на основе информационных технологий, формировать навыки рационального использования компьютера при изучении предметных дисциплин. Значимым является то, что выполнение большинства предлагаемых задач воспитывает умение работать самостоятельно, принимать решения. 

Вместе с тем  у ребят  развиваются  коммуникативные способности, учащиеся работают не только индивидуально, но и в парах или группами при решении единой проблемы, которая поставлена учителем или самими учащимися. Большие возможности компьютера в формировании, развитии коммуникативных умений учащихся очевидны.

Со временем на наших занятиях установилась особая  атмосфер, определяемая осознанным желанием заниматься любимым делом – не из-за того, что кто-то заставляет, не за оценку, а потому, что это нравится, можно видеть результаты своей работы, или просто находиться в коллективе единомышленников.

Свои взаимоотношения с учащимися я всегда стремилась основывать  на доверительности, взаимопонимании, взаимоуважении, тем более  что  сложились  условия  для индивидуального подхода, подбора индивидуальной программы, и отдача от каждого ученика и является  для меня той наградой, которая “освещает” работу  учителя. На факультативных занятиях  нет таких рычагов как неудовлетворительная оценка, главное оружие – это развитие интереса и, конечно, достижение результатов в выбранной деятельности. 

Естественно у учащихся возникал вопрос о том, не заменит ли машинная графика полностью традиционные методы выполнения чертежей, стоит ли совершенствовать графические навыки при традиционном “ручном” способе выполнения чертежа. Для себя тенденцию некоторых образовательных учреждений  по свертыванию преподавания традиционного черчения  считаю ошибочной. Поэтому объясняю ученикам, что даже с внедрением и расширением сферы применения САПР потребность в профессиональном мастерстве чертежников и конструкторов не может отпасть или сократиться. Работа с компьютером требует от конструктора безупречного владения техникой выполнения чертежных работ, знания правил оформления конструкторской документации, особой геометрической подготовки, развитого  чувства пространственных форм и комбинационного мышления. Следовательно компьютер нужно рассматривать  как совершенный инструмент чертежника и конструктора, обеспечивающий современный уровень подготовки производственной графической и текстово- графической документации, ее хранение, передачу и размножение.

Пусть не все мои ученики станут победителями олимпиад, медалистами, но я уверенна, что благодаря полученным в рамках занятий знаниям  многие из учащихся стали “на голову выше” своих сверстников. Полученный  опыт  и навыки практической работы являются ступенью к тому, что через несколько лет, когда учащимся придется определять для себя профиль обучения, выбор будет сделан осознанно. Правильный выбор наших учеников - это победа учителя и хочется, чтобы таких побед было больше. А пока я должна помочь ребятам не растеряться перед выбором, обеспечив им первый толчок уже сейчас, не откладывая на потом.

Позволю себе сформулировать несколько советов для успешной работы с учеником:

1. Ученик должен иметь возможность участвовать в работе исследовательского характера. Желательно, чтобы эта работа требовала как яркого индивидуального участия, так и хорошей коллективной организации.

2. Его личная работа должна быть значима: для коллектива, для большого дела, это должно быть что-то настоящее.

3. Его состояние должно быть состоянием успеха, но успеха не легковесного. Желаемый уровень успешности должен  непрерывно  расти.

4. Ученик должен точно знать, что будет в конце учебного процесса, и он должен точно видеть последовательность промежуточных шагов, которые ведут к конечной цели.

5. Последовательность промежуточных шагов не должна быть жесткой. Она, эта последовательность, должна быть подобрана так, чтобы учащийся не ощущал дискомфорта, занимался в нормальном для себя темпе, с доступным для себя материалом.

6. В формулировании конечной цели не надо скромничать. Дети охотно воспринимают цели хоть галактической значимости. Проблема скромности существует только для взрослых, которые готовы “задушить в ребенке Эйнштейна”, лишь бы он выглядел скромным и благообразным. Пусть цель будет великой, но пусть он понимает ее сложность и пусть знает, что достичь ее будет тяжело и, быть может, достичь ее даже не всем, а самым целеустремленным.

Описанная система работы позволяет добиваться следующих результатов:

- к 10–11 классам учащиеся  подготовлены для освоения знаний по стереометрии и изометрии деталей.

- у школьников воспитывается самостоятельность, наблюдательность, аккуратность, точность в построениях, что является важнейшими элементами общей культуры труда.

-  использование компьютера в процессе изучения черчения  позволяет активизировать работу одарённых учащихся, привлекать их к участию в олимпиадах, различных конкурсах, в том числе телекоммуникационных.

- повышается мотивация к учению, качество и успеваемость всех учащихся;  

- учащиеся привлекаются к проектной деятельности.

Преподавая интегрированный курс,  можно сделать следующие выводы:

1. Такие курсы востребованы, современны и крайне необходимы для повышения уровня подготовки выпускников.
2. Изучение программы «КОМПАС-ГРАФИК LT» позволяет быстро овладеть и другими графическими программами.
3.  Интеграция предметов является еще и основой развития у детей пространственного представления, позволяющих обучаемым выработать эффективный способ переработки информации – ее визуализацию, что способствует значительной экономии времени. При таком способе работы информация (практически одномоментно) трансформируется в некоторую обобщенную модель, содержащую необходимые и достаточные элементы для понимания формы, ситуации, явления и др., что позволяет в учебном процессе у учащихся формировать целостную картину окружающего мира. И, кроме того, не просто адаптироваться в окружающем мире, но и уметь творчески его преобразовывать.
4.  Грамотное использование  межпредметных связей, делает преподавание  предмета не как самоцель, а как средство для познавательной и созидательной деятельности, освоив которую ученик поднимется на еще одну ступень творения своей жизни.
5. Наблюдается улучшение успеваемости, повышение статуса предмета  в соответствии с требованиями высокотехнологичного ХХI века.