Елкин Олег Максимович. Моделирование междисциплинарных связей в содержании общего образования

Короткий опис

Елкин Олег Максимович. Моделирование междисциплинарных связей в содержании общего образования;[Место защиты: ФГБНУ «Институт стратегии развития образования»], 2023

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение
«Институт стратегии развития образования»
На правах рукописи
ЕЛКИН Олег Максимович
МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫХ СВЯЗЕЙ В
СОДЕРЖАНИИ ОБЩЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
5.8.1. Общая педагогика, история педагогики и образования
Диссертация на соискание ученой степени
кандидата педагогических наук
Научный руководитель: Осмоловская Ирина Михайловна доктор педагогических наук, доцент
Москва - 2023
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИКО-МЕТОДОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕЖДИСЦИПЛИНАРНОСТИ В ПЕДАГОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ... 18
1.1. Теоретические основания междисциплинарности в исследованиях по педагогике 18
1.2. Сравнительно-сопоставительный анализ междисциплинарных и
межпредметных связей в образовательном процессе 26
1.3. Применение идей междисциплинарности в образовательном процессе 31
1.4. Основные тенденции применения современных информационных технологий
в образовании 36
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1 49
ГЛАВА 2. МЕТОДОЛОГО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КИБЕРНЕТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА 51
2.1. Методологические основы кибернетического моделирования в педагогике.. 51
2.2. Моделирование взаимодействия дидактических единиц содержания рабочих
программ (на примере учебных предметов физики, алгебры, геометрии) 57
2.3. Оптимизация кибернетической модели формирования междисциплинарных
связей между дидактическими единицами содержания образования 118
2.4. Апробация модели и методические рекомендации для учителей средней
школы 121
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2 140
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 142
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 146
Приложение А. Сетевые графики учебных предметов «Алгебра», «Г еометрия», «Физика» 160
Приложение Б. Выявленные междисциплинарные связи между дидактическими единицами содержания образования (на примере алгебры, геометрии и физики) ... 161 Приложение В. Сводная таблица данных для построения кибернетической модели формирования междисциплинарных связей между дидактическими единицами
содержания образования (на примере алгебры, геометрии и физики) 162
Приложение Г. Результаты анкетирования 167

Список літератури

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Гуманитарная, по сути, педагогическая наука является совокупностью различных теоретических и прикладных наук, описывающих не только обучение, воспитание и развитие личности, но и организационно-управленческую сферу, в которой в современную эпоху возможно применение и уже идет активное использование информационных технологий, относящихся к техническому знанию и теории информации, управления, а также методов, относящихся к этим областям знания.
Наше исследование междисциплинарности само по себе является междисциплинарным, так как находится на границе теории информации и педагогической теории. Объект и предмет исследования относится к педагогике - содержание образования и междисциплинарные связи в нем, тогда как предлагаемый способ (метод) исследования - построение кибернетической модели формирования нахождения междисциплинарных связей между дидактическими единицами содержании образования - заимствован из области наук об управлении, относящихся к социально-экономической сфере, и имеет строгий математический аппарат. В связи с этим в нашей работе, несмотря на подразумеваемый конечный результат - повышение качества образования - показано, что применение указанного метода позволяет при помощи информационных технологий больших данных, технологии нейросети инструментально упростить и упорядочить поисково-исследовательскую и организационную часть исследования.
Возникающий вопрос о возможности реализации междисциплинарности в содержании образования разрешается при рассмотрении объединения нескольких дисциплин на основе единых или схожих методов и подходов, используемых в этих дисциплинах, и межпредметности как принципа обучения, влияющего на отбор содержания образования.
Применение технологий больших данных и нейросетей в установлении междисциплинарных связей в содержании образования - это лишь часть общих тенденций по использованию информационно-коммуникационных технологий и информатизации образования.
Анализ научной литературы показывает, что в целом основные тенденции применения современных информационных технологий в образовании прослеживаются в следующих сферах:
- непосредственно в оснащении образовательной организации устройств вычислительной техники и систем телекоммуникации;
- во внедрении новых информационных технологий в педагогические технологии;
- в создании информационной образовательной среды (ИОС) организации;
- в формировании специфической коммуникации субъектов образования в условиях использования информационных технологий и устройств.
Это проявляется в том, что в образовательном процессе появляются дополнительные возможности для педагога в постановке учебных заданий, проведении этапа контроля, создании индивидуальных образовательных траекторий для обучающихся, что способствует дифференциации обучения.
При этом у педагогов появляются возможности проведения занятий с использованием различных программных и мультимедийных средств. Их использование на уроках позволяет повышать мотивацию обучающихся, развивать у них критическое мышление.
Создание условий для развития творческих способностей обучающихся, развития критического мышления способствует повышению мотивации обучающихся к обучению, повышению эффективности итоговой рефлексии.
Однако при этом необходимо отметить, что в проектировании содержания образования информационные технологии пока не нашли своего применения.
Разработанные в прошлом веке теоретико-методологические основы для области педагогики, которая в зарубежных странах получила общее название «кибернетическая педагогика», а в отечественной педагогике эти основы частично представлены в программированном обучении, в свое время не имели возможности быть широко подкрепленными на практике, поскольку материально¬техническое обеспечение не было развито на должном уровне. Современный уровень развития вычислительных устройств и появившихся средств коммуникации - сеть интернет, с которой связано, например, развитие технологии нейросети, позволяют гораздо шире и эффективнее использовать на практике высказанные около семи десятилетий назад идеи кибернетической педагогики.
Высказанные более ста лет назад идеи о междисциплинарности приобрели большую актуальность в современном образовании, когда в постиндустриальном обществе появляется необходимость в профессионалах, обладающих творческим, критическим мышлением, способных найти пути и успешно создать уникальный продукт (или услугу), что является одной из основных характеристик деятельности человека в таком обществе. Появившиеся в недавнем прошлом новые профессии (например, инженер 3D печати, цифровой лингвист, архитектор интеллектуальных систем управления и т.д.), использующие профессиональные компетенции на стыке различных научных дисциплин, являются одним из доказательств необходимости использования междисциплинарности в
современном образовании.
Уже в настоящее время такие подходы реализованы на практике. Созданные комплексы дисциплин STEM и HASS позволяют сочетать когнитивные и деятельностные компоненты, относящиеся к разным дисциплинам, в процессе обучения.
Однако создание комплексов дисциплин типа STEM связано с серьезным изменением содержания образования и образовательной программы, что в настоящее время не может быть реализовано в российской системе образования.
Предлагаемый нами вариант установления междисциплинарных связей в содержании образования не требует внесения изменений в содержание образования. Кибернетическое моделирование, использованное нами в исследовании для определения междисциплинарных связей в содержании образования на примере учебных дисциплин «Физика», «Алгебра», «Г еометрия», реализовано с использованием метода сетевых графиков. Этот метод заимствован из теории управления и представляет собой динамическую модель производственных процессов, определяющую и исследующую последовательность выполнения комплекса работ. С помощью этой модели определение междисциплинарных связей упрощается. Такой подход к отбору содержания образования, выявляя и используя междисциплинарность в содержании образования, позволяет достичь необходимого одновременного сочетания когнитивного и деятельностного компонента из разных дисциплин, что позволит дать обучающемуся целостное представление об изучаемых объектах и явлениях, а также позволит подготовить специалиста, обладающего необходимыми для постиндустриального общества компетенциями и творческим и критическим мышлением.
Созданная нами модель была апробирована среди учителей алгебры, геометрии и физики, реализующих программы основного общего образования. Для этого было проведено анкетирование, вопросы которого были связаны с предложениями об установлении междисциплинарных связей, разработанными на основе модели, большинство положительных ответов подтвердили возможность практической реализации модели.
В методических рекомендациях для учителей, составленных по результатам проведенного нами исследования, показаны возможности как установления междисциплинарных связей между различными темами дисциплин в содержании образования, так и способов практического использования на конкретных примерах.
Дальнейший ход исследования связан с дополнением существующей модели образовательного процесса информацией о сформированных вручную междисциплинарных связях и описанием алгоритма дальнейшего моделирования средствами технологии нейросетей и обоснованием применения технологии больших данных в образовании, перенос разработанной нами кибернетической модели на другие учебные предметы и годы обучения вплоть до разработки общей модели содержания общего образования с ее последующей автоматизацией методами информационных технологий.