ДИДАКТИЧНІ ОСНОВИ СТВОРЕННЯ СУЧАСНОГО КОМП\'ЮТЕРНОГО ПІДРУЧНИКА

Краткое содержание

У вступі обґрунтовано актуальність теми, визначено об’єкт, предмет, гіпотезу, мету, завдання, методи дисертаційного дослідження, розкрито наукову новизну, теоретичне і практичне значення роботи, особистий внесок дисертанта, повідомлено про вірогідність, обґрунтованість одержаних результатів та апробацію і впровадження їх.

У першому розділі “Теоретичні основи створення комп’ютерного підручника” на основі вивчення психолого-педагогічної літератури проаналізовано головні аспекти теорії підручника, різноманітні підходи до розробки дидактичних засад його створення; обґрунтовано доцільність використання функціонального підходу як основи розробки дидактичних засад створення сучасного комп'ютерного підручника; на основі цього підходу розроблено структурно-функціональну модель комп'ютерного підручника; на підставі дослідження розробленої моделі визначено його особливості, проведено аналіз способів реалізації комп'ютерним підручником основних дидактичних функцій, виділено критерії його оцінювання як засобу навчання.

У педагогічній літературі з теорії підручника обґрунтовано різні підходи до визначення його дидактичних основ (В.Беспалько, В.Бейлінсон, А.Рахімов, А.Гречихін та ін.). Серед них особливе місце займає функціональний підхід (В.Бейлінсон, Д.Зуєв, В.Краєвський, І.Лернер, І.Товпінець). Цей підхід ґрунтується на глибокому аналізі дидактичних функцій підручника та засобів їх реалізації і відкриває практичні шляхи до розробки структурно-функціональної моделі комп'ютерного підручника, яка може бути застосована як теоретична база його проектування. Саме це зумовило наш вибір функціонального підходу як основи розробки дидактичних засад створення сучасного комп'ютерного підручника.

Проектування підручника має спиратися на знання про нього як про об'єкт дослідження. Це вимагає визначення сутності підручника як засобу навчання, вивчення його ролі та місця в системі дидактичних засобів, аналізу його дидактичних функцій та способів їх реалізації на сучасному етапі.

З аналізу підручника як складної багатофункціональної системи випливає, що його структура визначається необхідністю реалізації його дидактичних функцій. Дослідженням сутності, взаємозв'язку, способів реалізації його дидактичних функцій присвячено праці В.Бейлінсона, С.Бондаренко, Г.Гранік, Д.Зуєва, Л.Концевої, В.Краєвського, І.Лернера, Н.Тализіної, І.Товпинця та ін. Структурно-функціональна модель традиційного підручника ґрунтовно розроблена в дослідженнях Д.Зуєва, який визначив структурні компоненти підручника на основі його функціонального аналізу.

Аналіз еволюції місця та ролі підручника в системі дидактичних засобів дозволяє зробити висновок про те, що впровадження комп’ютерних технологій в освіту суттєво вплинуло на систему засобів навчання і мало наслідком не тільки появу нових дидактичних засобів, але й трансформацію традиційних, які за рахунок їх реалізації на електронній основі набувають нових дидактичних можливостей.

Підручник в його сучасному комп’ютерному варіанті завдяки застосуванню гіпермедійних засобів і телекомунікаційних технологій, перетворюється на принципово новий засіб пізнання, який інтегрує функції інших елементів системи дидактичних засобів і утворює таким чином навчально-пізнавальне середовище. Усвідомлення сутності й ролі сучасного комп'ютерного підручника має знайти своє відбиття у розробці його теоретичної моделі, обґрунтуванні і визначенні структурних компонентів комп'ютерного підручника, їх дидактичних функцій, особливостей їх реалізації, що в комплексі становить дидактичні основи створення комп'ютерного підручника.

На основі фундаментальних положень теорії підручника (В.Бейлінсона, В.Беспалька, С.Бондаренко, Г.Гранік, А.Гречихіна, І.Журавльова, Д.Зуєва, І.Звєрєва, Л.Концевої, В.Краєвського, І.Лернера, Н.Тализіної, І.Товпинця, С.Шаповаленка), вивчення педагогічного досвіду застосування комп'ютерних засобів навчання (А.Большунов, Н.Брусенцев, І.Василевський, Т.Гергей, Б.Глазов, А.Єршов, Д.Ловцов, Є.Машбиць, О.Моргун, І.Підласий, А.Сірих), аналізу дидактичних можливостей сучасних гіпертекстових та мережевих технологій (А.Беляєв, Т.Гур’єва, М.Дергач, Є.Дрождіна, Є.Коротєєва, С.Новсельцев, Є.Полат, В.Руденко, М.Патлажонглу, О.Філатов) здійснено розробку теоретичної моделі сучасного комп’ютерного підручника: визначено структурні компоненти комп’ютерного підручника, встановлено їх функціональне призначення, взаємозв’язки, механізм взаємодії за умов застосування гіпермедійних технологій для їх реалізації.

Дослідження розробленої моделі дозволило визначити особливості сучасного комп’ютерного підручника.

Першою особливістю є новий принцип побудови навчального матеріалу, основними рисами якого є багаторівневість подання інформації, що підлягає засвоєнню, та поєднання інформаційних масивів різних типів на підставі асоціацій в єдине смислове ціле. Це дозволяє тому, хто навчається, сформувати власну систему істотних зв’язків між видами знань, що сприяє засвоєнню не тільки фактологічних відомостей, а й причинно-наслідкових відношень між відповідними інформаційними одиницями; надає можливість навчатися за індивідуальною траєкторією навчання та в найбільш зручному темпі.

Друга особливість комп’ютерного підручника полягає в можливості здійснення діяльнісного характеру навчання. Використання гіпермедійних можливостей сучасних комп’ютерних технологій дозволяє включити до складу підручника структурні елементи, які надають можливість комплексного використання в навчанні як традиційних видів навчальної діяльності, так і нових – опрацювання теоретичного матеріалу на динамічних моделях, проведення комп’ютерного експерименту, розв’язування задач в інтерактивному режимі тощо. Таким чином, електронна форма подання інформації дозволяє поєднати підручник з дослідницькою лабораторією, зробити того, хто нав­чаєть­ся, активним учасником процесу навчання, стимулювати його пізнавальну активність.

Використання засобів мультимедіа в комп’ютерному підручнику дозволяє збагатити процес навчання наочним високоякісним ілюстративним матеріалом - двохвимірними, об’ємними, статичними та динамічними зображеннями, звуковим супроводом відображеного на екрані матеріалу та дій того, хто навчається. Це зумовлює третю особливість комп’ютерного гіпертекстового підручника, яка полягає в тому, що аудіовізуальне подання матеріалу включає в систему сприйняття та запам’ятовування образну й емоційну пам’ять і таким чином суттєво впливає на формування уявлень, які займають центральне місце в образному та словесно-логічному мисленні.

Четверта особливість комп’ютерного гіпертекстового підручника полягає у забезпеченні якісного зворотного зв'язку з тим, хто навчається. Цей зв'язок досягається завдяки інтерактивному характеру взаємодії учня з середовищем комп'ютерного підручника і наявності автоматизованої системи діагностики знань. Таким чином створюються умови для ефективного самонавчання, самоконтролю, самокорекції учня та підвищення його пізнавальної активності. Накопичені діагностичною системою статистичні дані про хід навчання дають можливість викладачеві аналізувати, коригувати та прогнозувати навчальний процес.

П’ята особливість комп'ютерного підручника полягає в його інтегрованості. Комп'ютерний підручник поєднує різні компоненти системи дидактичних засобів: посібник, що містить теоретичний матеріал, задачі для його опрацювання та засвоєння; засоби для проведення комп'ютерного експерименту; тестові завдання для різних видів контролю якості знань. З іншого боку, комп'ютерний підручник цілком природно інтегрує навчальні ресурси, подані в електронній формі, зокрема й ресурси глобальної мережі Inte et. Це створює сприятливі умови для швидкого оновлення та модифікації представленого в підручнику навчального матеріалу, динамічного збагачення його новим змістом відповідно до рівня сучасної науки.

На підставі здійсненого аналізу побудованої структурно-функціональної моделі доведено, що особливості комп’ютерного підручника надають додаткові потужні можливості для реалізації основних дидактичних функцій і дозволяють доповнити їх спектр такими, як функція зворотного зв’язку та прогностична функція.

На основі різних точок зору на функціональну спрямованість комп’ютерного підручника виділено як провідні в системі його дидактичних функцій інтегруючу, розвивально-виховну функції та функцію самоосвіти.

Спираючись на основні положення педагогічної науки щодо визначення результативності навчально-пізнавальної діяльності (Ю.Бабанський, В.Бейлінсон, Д.Зуєв, І.Лернер, В.Лозова,  І.Підласий, М.Скаткін), а також на проведений аналіз дидактичних функцій комп’ютерного підручника, до критеріїв його оцінювання як засобу навчання було віднесено окремі якості знань (глибину, гнучкість, усвідомленість), рівень засвоєння знань, рівень сформованості пізнавальної активності.

У другому розділі дисертації “Експериментальне дослідження ефективності навчання з використанням комп’ютерного підручника” висвітлено організацію, проведення та результати педагогічного експерименту, здійснено їх аналіз.

Експериментальну перевірку ефективності застосування комп'ютерного підручника для підвищення якості знань майбутніх спеціалістів, формування їхньої пізнавальної активності було здійснено на базі Харківського державного педагогічного університету ім. Г.С.Сковороди. Для проведення експериментального дослідження було обрано чотири групи студентів спеціальностей “Математика, інформатика”, “Фізика, інформатика”, “Економіка, інформатика” й “Інформатика, англійська мова” загальною кількістю 85 осіб; визначено як предметну галузь інформатику, її розділ “Основи алгоритмізації та програмування” і навчальний курс “Програмування на Visual Basic”.

У ході підготовки до експерименту було розроблено навчальний посібник з програмування на Visual Basic [1] та згідно теоретично обгрунтованих дидактичних засад створено експериментальну модель комп'ютерного підручника з цього ж курсу.

На етапі констатуючого експерименту було визначено методику вивчення сформованості окремих якостей знань (глибини, гнучкості, усвідомленості), рівня засвоєння знань, пізнавальної активності і проведено діагностичний зріз в експериментальній та контрольній групах. Одержані дані про названі показники довели правильність компонування експериментальної та контрольної груп та стали вихідними для оцінки ефективності використання комп'ютерного підручника в навчанні.

На етапі формуючого експерименту роботу над курсом “Про­гра­мування на Visual Basic” з використанням комп'ютерного підручника було ретельно сплановано: визначено навчальний матеріал, який доцільно подавати, спираючись здебільшого на традиційні форми і методи викладання; збільшено долю матеріалу, який може бути опрацьований студентами самостійно за комп’ютерним підручником; виділено матеріал для викладання із застосуванням частково-пошукового й дослідницького методів навчання; визначено види роботи з комп’ютерним підручником, які доцільно покласти в основу навчально-пізнавальної діяльності студентів на лекційних, практичних, лабораторних заняттях та у позааудиторний час.

На лекційних заняттях використовувалися такі види роботи з комп'ютерним підручником: актуалізація, закріплення та систематизація знань за допомогою бібліотеки опорних конспектів, опрацювання ілюстративного матеріалу; пошук відповіді в підручнику на поставлене викладачем запитання; виконання тестових завдань. Робота з комп’ютерним підручником на лекційних заняттях, завдяки дидактичним можливостям його структурних компонентів та діяльнісному характеру вивчення навіть теоретичного матеріалу, дозволила органічно поєднати і оптимізувати головні компоненти засвоєння: сприйняття та усвідомлення.

На практичних заняттях основу навчально-пізнавальної діяльності становили такі види роботи з комп'ютерним підручником: актуалізація знань з теми заняття; аналіз еталонного рішення навчаючої задачі; модифікація зразкового рішення навчаючої задачі; розв’язування тренувальних задач; розв’язування пошукових задач; виконання тестових завдань. Сукупність видів роботи з комп’ютерним підручником на конкретному практичному занятті добиралася залежно від складності навчального матеріалу та дидактичної мети заняття. Означені види роботи з комп’ютерним підручником, застосовані на практичних заняттях, створювали умови для глибокого опрацювання матеріалу, формування вмінь розв’язання типових задач та набуття певного досвіду дослідницької роботи.

На лабораторних заняттях використовувалися такі види самостійної роботи з комп'ютерним підручником: розв’язування тренувальних задач ускладненого характеру; розв’язування задач, які передбачають самостійний пошук рішення шляхом істотного перетворення отриманих знань; розв’язування дослідницьких задач із забезпеченням необхідної теоретичної бази дослідження, його плану й загальної схеми висновків; розв’язування дослідницьких задач, що передбачають самостійний вияв проблеми дослідження, висування гіпотези та планування шляхів її перевірки.

Лабораторні роботи проводилися за трьома основними схемами.

На лабораторних заняттях, що проводилися за першою схемою, студентам пропонувалося розв’язати пошукову задачу, що передбачає самостійний пошук рішення.

На лабораторних заняттях, організованих за другою схемою, пропонувалася задача, яка поступово ускладнювалась від тренувальної задачі ускладненого характеру до пошукової і пошуково-дослідницької.

На лабораторних заняттях, проведених за третьою схемою, пропонувалися задачі всіх вище означених видів, з яких студенти обирали одну на вибір за власним розсудом та самооцінкою.

Комп'ютерний гіпертекстовий підручник використовувався студентами також в позааудиторний час для самонавчання, самокорекції, підготовки до контрольних робіт тощо. В самостійній роботі студентів з комп'ютерним підручником можна виділити два основні види: самостійна робота за завданням викладача та з подальшим контролем; самостійна робота за ініціативою студентів.

У контрольній групі вивчення студентами курсу “Програмування на Visual Basic” відбувалося традиційним чином за допомогою друкованого навчального посібника [1].

Аналіз результатів експериментальної роботи свідчить, що застосування в навчально-пізнавальній діяльності студентів означених видів роботи з комп'ютерним підручником сприяє підвищенню рівня глибини, гнучкості, усвідомленості знань, рівня засвоєння знань, рівня сформованості пізнавальної активності.

Різниця у середньому прирості кількості студентів експериментальної і контрольної груп, що виявили високий рівень глибини знань, склала 9,3 %, гнучкості знань - 1,8 %, усвідомленості знань – 11,8%. Збільшилася кількість студентів, що виявили середній рівень сформованості названих якостей знань. Так, різниця у прирості склала: для глибини – 4,7%, гнучкості – 1,6 %, усвідомленості – 11,3%.

Дані експериментальної та контрольної груп на контрольному етапі дослідження наведено на рис. 1 - 3.

Рис. 1. Порівняльний аналіз сформованості глибини знань у студентів експериментальної та контрольної груп.

Рис. 2. Порівняльний аналіз сформованості гнучкості знань у студентів експериментальної та контрольної груп.

Рис. 3. Порівняльний аналіз сформованості усвідомленості знань у студентів експериментальної та контрольної груп.

Стосовно підвищення рівня засвоєння знань отримано такі дані: різниця в середньому прирості кількості студентів експериментальної і контрольної груп, що виявили конструктивний і творчий рівень засвоєння знань, склала, відповідно, 7,3% і 7,1%.

Рис. 4. Порівняльний аналіз сформованості рівня засвоєння знань у студентів експериментальної та контрольної груп.

Порівняння показників пізнавальної активності в експериментальній та контрольній групах виявляє перевагу експериментальної групи. Основні результати представлені на рис.5.

Рис. 5. Порівняльний аналіз пізнаваль­ної актив­ності студентів експериментальної та контрольної груп на констатуючому та контролюючому етапах дослідження.

З наведених даних видно, що різниця у прирості кількості студентів експериментальної і контрольної груп, що виявили реалізовану творчу пізнавальну активність, склала 9,5%, реалізовану реконструктивну пізнавальну активність – 5,8%. При цьому спостерігається зниження кількості студентів експериментальної групи, що виявили потенційну пізнавальну активність на 20,5% проти 10,2% в контрольній групі.

Застосування непараметричних методів математичної статистики підтверджує ефективність застосування комп’ютерного підручника для підвищення якості знань майбутніх спеціалістів, формування їхньої пізнавальної активності.