Технология использования сети Интернет в формировании учебно-исследовательской культуры учащихся на уроках математики и физики
статья по теме

Информатизация образования  (по материалам статьи Г.В. Макотровой, кандидата педагогических наук Белгородского ГУ)

ТЕХНОЛОГИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СЕТИ ИНТЕРНЕТ В  ФОРМИРОВАНИИ УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ КУЛЬТУРЫ

УЧАЩИХСЯ НА УРОКЕ

Результаты, полученные в ходе исследования состояния сформированности учебно-исследовательской культуры учащихся профильных классов, обусловили постановку вопроса о технологии использования инструментально-дидактических средств в условиях урока и работы ученических научных обществ. Так, данные о сформированности учебно-исследовательской культуры школьников по разработанным критериям и показателям свидетельствуют о преобладании среди учащихся профильных классов группы с невысоким уровнем (адаптивным и репродуктивным) ее сформированности. Число учащихся с адаптивным уровнем составляет 7%, репродуктивным - 64%, креативным - 28%, творческим - 1%.

Исследования показывают, что использование сети Интернет позволяет  значительно  повысить  учебно-исследовательскую  культуру школьников (мотивацию исследования, интенсивность познавательной потребности, осознание ценности исследования, увлеченность исследованием); технологическую готовность к исследованию (владение понятийным аппаратом исследуемого вопроса, наличие умений и навыков использования методов научного познания, соблюдение правил научной организации труда учащегося); научный стиль мышления (осмысление структурных звеньев элементов собственных исследовательских действий, следование нормам и требованиям научного стиля мышления, обобщение предметного и операционального результатов исследования); творческую активность личности (уровень самостоятельности в преобразовании идей и связей между ними, степень знакомства с историей науки и ее современными проблемами, экстраверсия научного общения), что приводит к интенсификации процессов обучаемости старшеклассников в условиях профильного обучения. На основе культурологического подхода, разработанной и апробированной технологии формирования учебно-исследовательской культуры учащихся профильных классов была создана модель использования интернет-технологий в разработанных педагогических условиях. Она отражает зависимость между условиями формирования учебно-исследовательской культуры, которые соответствуют системе взаимосвязанных действий педагогов и учащихся на основе использования ресурсов сети Интернет, и уровнем сформированности учебно-исследовательской культуры учащихся. В данной модели определена последовательность следующих этапов: целевого, содержательного, технологического и рефлексивного (прил.1).

В соответствии с моделью использование интернет-технологий в формировании учебно-исследовательской культуры учащихся профильных классов представляет собой систему взаимосвязанных действий педагогов и учащихся. Использование сети Интернет в деятельности учителя включает: мониторинг состояния учебно-исследовательской куль туры учащихся на основе применения диагностик на специальном сайте; анализ, отбор и структурирование содержания программного и дополнительного материалов с учетом выделения и использования ресурсов сети Интернет; организацию учебного материала как исследования с помощью форм и методов учебной и внеклассной работы на основе интернет-ресурсов; предоставление учащимся возможности составления и решения исследовательских задач; обучение методам научного познания и технологиям учебного исследования; представление новых возможностей, соответствующих использованию традиционных инструментально-дидактических средств; оказание помощи учащимся в планировании исследования, в его процессе и оценке его результатов.        

Технология использования сети Интернет в формировании учебно-исследовательской культуры учащихся включает определенные действия учителя в условиях углубленного преподавания учебного предмета на уроке в профильных классах (см. табл.).

Основные направления применения интернет-технологий:

1. составление познавательных задач и вопросов;
2. поиск материалов в сети Интернет для исследовательской работы;

65535. получение информации о конференциях, конкурсах и грантах;
65536. включение учащихся в работу эвристических программ;
65537. отправка заявок, докладов на конференции;
65538. публикация исследовательских работ на сайте своего учебного заведения;
65539. взаимодействие с центрами, организующими исследовательскую деятельность школьников;
65540. переписка с единомышленниками в других городах и странах, выполнение поисковых домашних заданий;

•        знакомство с технологиями решения исследовательских задач и проблем, а также научными методами познания;

•    систематическая работа с текстовой информацией по выбранным школьниками проблемам в процессе углубленного изучения учебных дисциплин и по предложенным учителем заданиям.

Рассмотрим использование сети Интернет в условиях ее экспериментальной интеграции в процесс формирования учебно-исследовательской культуры учащихся профильных классов на уроке.

На целевом этапе широко используются возможности сети Интернет для быстрого получения данных о готовности школьников к изучению нового учебного материала. Для осознания школьниками личностных смыслов нового учебного материала подготовливается с помощью заранее составленного списка сайтов обзор научной и научно-популярной информации по теме урока, а также используются различные видеовставки, динамичные виртуальные модели. Ученики, работая в интерактивной среде по заданным адресам, могут быстро осуществить самоконтроль готовности к усвоению нового материала и наглядно представить результаты своих действий. Понимая, что Интернет - это инструмент для установления контактов между людьми разных стран и культур, учителя в условиях экспериментальной работы при подготовке к уроку могут с помощью электронной почты устанавливать контакты между различными образовательными дистанционными центрами, общеобразовательными школами, учеными вузами, группами учащихся для выявления возможностей сотрудничества в условиях решения исследовательских проблем. На уроке результаты такой работы представляются учащимся как ряд проблем или исследовательских задач, требующих решения.

Для составления исследовательской задачи на целевом этапе технологии с помощью сети Интернет или других информационных источников необходимо выполнение следующих требований:

•        содержание задачи должно учитывать разнообразные интересы учащихся, охватывать объем учебной темы или иметь интегрированный характер (внутрипредметный, межпредметный);

65535. задача должна иметь уровневый характер и ее выполнение подразумевать технологическую готовность школьника;
65536. качественная задача должна содержать противоречие, иметь достаточное условие для его решения;
65537. в тексте задачи, исходя из необходимости, может быть указана литература, которая обязательно должна быть в наличии в рабочем кабинете или в библиотеке школы, а также даны электронные ссылки на возможность использования помощи при возникновении затруднений;
65538. задача должна предусматривать различные формы работы, в том числе сотрудничество с другими участниками поиска;
65539. время выполнения задачи может быть различно из-за сложности, объема, содержания, условий выполнения (на уроке, дома, на уроке и в УНО, на уроке и дома);
65540. в комментариях к задаче должны быть предусмотрены этапы рефлексии (осознания поиска);
65541. выполнение задания может происходить с использованием не только теоретических, но и экспериментальных методов исследования;
65542. задача может иметь неполное условие в случае, если имеется доступ в процессе его решения к носителям информации в электронном и печатном виде;        
65543. задача может иметь многовариантное решение.

Проводя обзор возможных исследовательских задач, относящихся к содержанию урока, и создавая ситуации осмысления их значимости, надо знакомить учащихся с возможностями их решения с помощью сети Интернет.

В условиях реализации содержательного этапа технологии, предполагающей использование сети Интернет в целях формирования учебно-исследовательской культуры учащихся профильных классов, необходимо обеспечить обучение школьников работе с поисковыми системами. Чтобы эффективно решать исследовательские задачи с помощью сети Интернет, ученики должны специально осваивать методы работы с гипертекстом, отрабатывать коммуникативные навыки при общении с программными продуктами.

В условиях углубленного преподавания физики в профильных классах изучалась готовность школьников к составлению ключевых слов при решении различных познавательных задач. Как оказалось, проведение такой работы важно для выявления познавательных затруднений школьников, которые могут отразиться на результатах поиска в сети Интернет в условиях учебного познания.

Для проведения такой работы достаточно предложить школьникам несколько вопросов как репродуктивного, так и продуктивного характера, на которые они могут ответить системой ключевых слов или словосочетаний, отражающих ход их мыслительной деятельности. Вопрос репродуктивного характера предпочтительно дополнить исследовательским заданием.

Как показывает эксперимент, используя ответы учащихся, учитель может составить рекомендации для более быстрого поиска в сети Интернет, обратив внимание школьников на значение гиперссылок в сети, на важность использования технологий организации мыслительной деятельности, на наличие знаний базовых понятий учебного материала.

Если в школе установлен образовательный контент школы Кирилла и Мефодия (КМ-школа), то учитель, пройдя курс специальной подготовки (как это происходит в условиях большинства экспериментальных школ), может заранее подготовить перечень проблем и исследовательские задачи для урока, которые ученик должен решить, используя ресурс Интернета, а затем расширить свой поиск по предложенным учителем или хорошо знакомым ему сайтам. Так как время урока ограничено, то такая работа может быть перенесена на занятия секции ученического научного общества.

На технологическом этапе предлагается система помощи учащимся, выявление затруднений школьников и возможностей используемых ресурсов сети Интернет. Выбирая тот или иной ресурс сети, мы определяли его направленность на формирование показателей учебно-исследовательской культуры личности школьника.

На рефлексивном этапе оказывается помощь учащимся в оценке результатов исследования при сетевой коммуникации, организовывается выработка критериев оценки продуктов исследования (познания). Анализ результатов познавательной деятельности школьников с помощью использования контрольно-диагностических средств, имеющихся в сети Интернет, позволяет сэкономить время урока, а главное - подвести учащихся к мысли о необходимости планирования корректировки своих познавательных действий, составления плана продвижения вперед, составления списка сайтов или списка программ с заданиями, которые позволят быстрее справиться с возникшими трудностями, выбрать систему исследовательских задач для следующего урока, которые могут быть интересны школьнику и успешно им решены. Учитель в таких условиях может быстро скорректировать собственные педагогические действия и более грамотно поставить новые задачи.

Опыт апробации технологии показал, что только факт использования интернет-технологий в учебном процессе приводит прежде всего к росту на 20-25% показателей, характеризующих мотивацию к исследованию. Для того чтобы оценить результативность использования определенных организационных форм исследовательской деятельности школьников с помощью сети Интернет для формирования учебно-исследовательской культуры школьников задаются рефлексивно ориентированные вопросы.  Например: выберите из предложенных наиболее значимые для вас ключевые слова, отражающие возможные смыслы проведенного занятия с помощью ресурсов сети Интернет (научность изложения, практическая ценность, общение, собственная активность, эмоциональное удовольствие...). Какие слова вы еще можете назвать? Отметьте реализацию каждого из них по 5-балльной шкале.

Что касается результатов обученности, то можно констатировать: происходит неуклонный рост успеваемости, прежде всего по школьному курсу «Информатика и информационно-комуникационные технологии». В классах самых разных профилей уровень усвоения знаний оказывается выше. Данные эксперимента также свидетельствуют об увеличении числа учащихся 11-х классов с углубленным изучением информатики, связывающих будущую профессию с информатикой и информационными технологиями.

Если деятельность учителя и ученика выстроена в рамках использования определенного образовательного ресурса сети, то тогда учитель может выделить его составляющие, направленные на формирование учебно-исследовательской культуры школьников, и достраивать педагогические условия. Например, таким образовательным интернет-ресурсом в формировании учебно-исследовательской культуры учащихся профильных классов на уроке может стать информационная среда профиль-класса центра дистанционного образования «Эйдос». Тексты заданий этого курса направлены на развитие следующих показателей учебно-исследовательской культуры учащихся: осознание ценности исследования (показатель мотивации исследования), формирование умений и навыков использования методов научного познания, соблюдение правил научной организации труда учащегося (показатели технологической готовности к исследованию), осмысление структурных элементов собственных исследовательских действий, обобщение предметного и операционального результатов исследования (показатели научного стиля мышления школьников), самостоятельность в преобразовании идей и связей между ними, экстраверсия научного общения - широта и глубина научного общения в условиях познавательной деятельности (показатели творческой активности).

Рассмотрим возможности использования заданий центра дистанционного образования «Эйдос» в рамках рассматриваемой нами технологии. Здесь содержание заданий вполне соответствует задачам формирования учебно-исследовательской культуры школьников в рамках преподаваемого предмета. Их выполнение требует наличия у школьников не только знаний понятий, фактов, законов, теорий, но и представлений о том, как самостоятельно приобрести знания и как их использовать.

Среди образовательных программ сети Интернет может наиболее оптимально встроиться в технологию формирования учебно-исследовательской культуры учащихся на уроке ресурс компании Кирилла и Мефодия (http://www.km-school.ru/). Он содержит наряду с интернет-ресурсом дополнительную базу знаний, которая включает в себя более 150 гигабайт уникального образовательного мультимедийного контента (массива) в цифровом формате по всем предметам.

Применяя технологию использования Интернета в формировании учебно-исследовательской культуры учащихся профильных классов, учитель насыщает свой индивидуальный портфель при подготовке к уроку материалами, включающими исследовательские задачи, способы построения гипотез, алгоритмами поиска в сети Интернет для конкретных исследовательских задач. Кроме того, учитель составляет индивидуальные образовательные программы, производит проверку знаний. Оптимизация подготовки учителя к уроку в рамках данной технологии обеспечивается следующими ресурсами контента: курсами развития личности «Учимся читать быстрее», «Улучшаем память», тренажерами-энциклопедиями, справочниками, статьями, собраниями мультимедиаобъектов (статическими иллюстрациями, схемами, таблицами, анимациями, ЗБ-объектами, интерактивами, видео и аудиофрагментами, например интерактивными картами мира, мультимедиапанорамами, мультимедиалекциями) по всем предметам школьной программы.

В соответствии с рассматриваемой технологией учитель конструирует урок, отмечая заранее возможности использования сети Интернет для формулирования проблемы исследования, проверки готовности к ее решению, построения задач исследования, гипотезы, плана исследования, процесса ее решения, проверки полученных результатов. Широкий спектр наглядных мультимедийных объектов позволяет акцентировать внимание учащихся на тех или иных сторонах предмета исследования. Начатая учащимися на уроке работа (в том числе конкурсы, проекты, олимпиады) может быть продолжена на занятии секции ученического научного общества, в домашних условиях.

Компьютерные телекоммуникации

В связи с появлением возможности использования телекоммуникаций появляется необходимость рассмотрения условий использования телекоммуникационных проектов в технологии формирования учебно-исследовательской культуры учащихся профильных классов. Под учебным телекоммуникационным проектом традиционно понимают совместную учебно-познавательную, творческую или игровую деятельность учащихся-партнеров, организованную на основе компьютерной телекоммуникации, имеющую общую цель, согласованные методы, способы деятельности, направленную на достижение общего результата.

Специфика телекоммуникационных проектов заключается в том, что они чаще всего межпредметны, что требует привлечения интегрированного знания. Но в телекоммуникационном проекте, особенно международном, требуется, как правило, более глубокая интеграция знания, предполагающая знание не только собственно предмета исследуемой проблемы, но и особенностей национальной культуры партнера, специфики его мироощущения.

Тематика и содержание телекоммуникационных проектов должны быть такими, чтобы их выполнение совершенно естественно требовало привлечения средств компьютерной телекоммуникации. Использование их в рассматриваемой технологии оправдано в тех случаях, когда в ходе проектирования на уроке учитель может перенести часть заданий за рамки урока; когда тематика их может подразумевать множественные или длительные наблюдения за тем или иным природным, физическим, социальным и прочим явлением; когда предусматривается сравнительное изучение эффективности использования одного и того же или разных (альтернативных) способов решения одной проблемы; когда необходимы объективные данные об эффективности предлагаемого способа решения проблемы; когда предлагается совместное исследовательское задание: чисто практическая работа (выведение нового сорта растения в разных климатических зонах) или исследовательско-творческая работа (создание журнала, газеты, пьесы, книги, музыкального произведения, предложений по совершенствованию учебного курса, проведению спортивных, культурных мероприятий и т. д.).

Поэтому на уроке учитель может создать ситуацию отбора наиболее значимых для формирования учебно-исследовательской культуры учащихся профильных классов тем проектов; реализовывать условия для овладения школьниками необходимыми методами и приемами исследовательской деятельности; распределить изучение материала для работы на занятиях предметной секции ученического научного общества и в условиях углубленного изучения дисциплины на уроке; сформировать группы школьников по проблемам и по интересам; настроить учащихся на овладение искусством коммуникации, которое предусматривает умение организовывать и вести дискуссии, не навязывая свою точку зрения; мотивировать учащихся на овладение компьютерной грамотностью; дать возможность ученикам генерировать новые идеи; направить учащихся на поиск путей решения поставленных проблем; развивать толерантность школьников при совместном проектировании, продемонстрировать в условиях активной деятельности школьников возможности интеграции знаний из различных областей для решения проблематики выбранных проектов; поддерживать в группе, работающей с проектом, устойчивый положительный эмоциональный настрой.

Если проект охватывает только рамки урока, то, учитывая его специфику, выделяют следующие
организационные этапы его реализации.        

1- й этап. Предложение учителем наиболее интересных для школьников исследовательских проблем и создание ситуации осмысления их значимости. Этот этап может отражать содержание домашней работы, которая может проходить с использованием информации сети Интернет, а также реализацию заранее продуманного замысла исследования или договоренность о коммуникации по теме исследования с какой-либо школой.

2-й этап. Определение темы проекта (основной исследовательской проблемы), его цели и системы исследовательских задач. Выявление возможных познавательных затруднений у школьников и способов их разрешения.

3-й этап. Распределение школьников по группам для решения исследовательских задач с предложением индивидуальных заданий.      

4-й этап. Выполнение исследовательских задач с привлечением информации, расположенной в сети Интернет. Оказание учителем помощи в соответствии с затруднениями школьников.

5-й этап. Интенсивный обмен школьников полученной информацией, мнениями, в том числе и по сети Интернет. Группы обобщают результаты, оформляют их в виде презентации, буклета, газеты, web-сайта.

6-й этап. Подведение итогов как в ходе микро-телеконференции, так и в условиях подготовки к ее реализации, учитывая, что она может состояться на следующем уроке, на занятии предметной секции ученического научного общества. На этом этапе группы рассказывают о проделанной работе, осмысливают ее ход, отмечают возможные перспективы исследования.

Выделенные этапы выполнения проекта соответствуют составляющим технологии использования сети Интернет в формировании учебно-исследовательской культуры школьников. Первый этап проектирования соответствует целевой компоненте технологии, второй и третий - содержательной, четвертый и пятый - технологической, шестой - рефлексивной.

Как показала апробация технологии использования сети Интернет в формировании учебно-исследовательской культуры учащихся профильных классов, успешность выполнения проекта будет обусловлена реализацией педагогических условий формирования учебно-исследовательской культуры учащихся, акцентированием внимания педагогов на проявлении всех показателей учебно-исследовательской культуры личности учащегося, проведением специальной подготовительной работы для организации выполнения исследовательского проекта.

Рекомендуется учителям активно использовать для решения исследовательских задач учащимися не только возможности учебного предмета, но и ресурсы других учебных дисциплин. Так как было замечено, что простое выполнение тренировочных упражнений не дает высоких результатов, потому что ребенок не представляет, где и в каком случае он сможет применить полученные навыки. Так, например, задействование сети Интернет позволило не только совершенствовать навык ее использования, но и выполнить целый ряд интересных исследовательских задач, перенесенных затем из урока в проектную работу на занятиях секций ученического научного общества. Проекты школьников часто связаны с проблемами экологии, истории родного края, сохранения здоровья. Результат всей этой работы ученики под руководством учителя информатики могут оформлять в виде web-сайтов.

Педагогическое исследование показало, что включение старшеклассников в проектную исследовательскую деятельность приводит не только к росту показателей их учебно-исследовательской культуры, но и свидетельствует о творческой самореализации школьников, об углублении их контактов с социальной средой, позволяет реализовать педагогические условия развития школьного и классных коллективов.

Чат-занятия

Начинающие только внедряться в условия современной школы чат-занятия дают возможность в режиме реального времени обсуждать дискуссионные вопросы. Они могут быть также разработаны в рамках технологии использования Интернета в формировании учебно-исследовательской культуры школьников на уроке. Чтобы подготовить такое занятие в условиях реализации рассматриваемой технологии, необходима кооперация педагогов, мотивированных к использованию интернет-технологий для формирования учебно-исследовательской культуры школьников. В этом случае тематика проблем, содержание исследовательских задач будут отвечать развитию мотивации исследования школьников.

Для реализации задач формирования учебно-исследовательской культуры учащихся профильных классов на самом занятии необходима подготовка диалогов для работы в режиме реального времени, которые могут отражать как итоговые результаты уже проделанной работы, так и шаблоны речевых оборотов для ведения дискуссии, возможные алгоритмы (пути) решения тех или иных учебно-исследовательских проблем, план обсуждения и преобразования учебного материала, используемого на занятиях.

Интересен вариант реализации технологии использования сети Интернет в формировании учебно-исследовательской культуры учащихся профильных классов, когда учитель предлагает задания, которые ученики составляют и выполняют самостоятельно на основе собственных интересов и жизненного опыта. При решении учебно-исследовательских проблем в рамках учебных тем, на которые отводится по программе небольшое количество часов, учитель создает небольшие группы школьников и предлагает выполнить ряд заданий, которые требуют проведения небольшого исследования. Ученики по результатам исследования создают собственное информационное сообщение в определенном учителем объеме (не более двух страниц). Чтобы сократить учебную перегрузку школьников и оптимизировать поиск необходимой информации в условиях педагогического исследования, учителю лучше заранее составить список сайтов, написать методические рекомендации, обучающие школьников способам коммуникации в сети Интернет.        Тогда для большинства учащихся механизм поиска информации не представляет большой трудности. Учащимися отмечается увлекательность процесса работы в сети Интернет, ее информационная емкость и возможности поиска разнообразной информации. Мотивация к использованию сети Интернет в условиях реализации педагогической технологии у учащихся, не имеющих прежде опыта такой работы, не снижается, а наоборот, учащиеся выражают большую готовность использовать сеть Интернет для решения исследовательских задач в дальнейшем.

 Таким образом, мы видим, что варианты использования ресурсов сети Интернет на уроке в рамках рассмотренной педагогической технологии могут быть самыми разнообразными. Технология использования сети Интернет в формировании учебно-исследовательской культуры школьников на уроке в условиях профильного изучения учебных дисциплин позволяет существенно повысить ее показатели.

Результаты апробации рассмотренной технологии в полной мере соответствуют задачам Федеральной программы развития образования, федеральной целевой программы «Развитие единой образовательной информационной среды». Очевидно, что повышение результативности использования ресурсов сети Интернет в формировании учебно-исследовательской культуры старшеклассников требует совершенствования научно-методической готовности педагогов и дальнейшего улучшения технико-экономических условий образовательного процесса школ.

Приложение 1

Технология использования сети Интернет в процессе формирования учебно-исследовательской культуры учащихся профильных классов на уроке

Приложение 2

Образовательные ресурсы сети Интернет               Приложение 4

Приложение 3

Схемы управления исследовательской деятельностью учащихся

посредством учебного эксперимента

СХЕМА 1

Новая проблема

Выводы

СХЕМА 2

Теоретические обоснования

ДЭ

Проверка

Гипотеза

ДЭ

Проблема

Проблема

Гипотеза

Проверка

ДЭ

Новая проблема

ДЭ

Выводы

Теоретические обоснования