Интегрированный подход к формированию исследовательской компетенции учащихся
Дементьев А.Ф., Дородникова И.М., Панкова О.Н.
Волгоград, Волгоградский государственный технический университет.
Представлен анализ опыта преподавателей информатики лицея по реализацииисследовательского обучения, целью которого является формирование у учащихся начальных навыков функционального мышления, системного подхода и навыков разработки программных и иных продуктов.
Исследование в современном мире рассматривается не только как узкоспециальная деятельность научных работников, но и как неотъемлемая часть любой деятельности, как стиль современного человека. Рассматривая исследовательскую деятельность, однородно связанную с процессом обучения, что более актуально для современной педагогики, можно говорить об исследовательском обучении, представляющем собой подход к обучению, построенный на основе естественного стремления к самостоятельному изучению окружающего. Его цель - формирование у обучающегося способности самостоятельно, творчески осваивать и перестраивать новые способы деятельности в любой сфере человеческой культуры.
Исследовательская компетентность является основополагающей при обучении школьников – старшеклассников, она является необходимой для формирования начальных навыков функционального мышления, системного подхода и навыков разработки программных и иных документов.
Развитие отдельных направлений филологии, психологии, теории проектирования и искусственного интеллекта подошло к точке, когда ощущается настоятельная необходимость интеграции накопленных результатов в рамках ряда программ учебных дисциплин сквозного обучения. В среднем звене развивается дедуктивное мышление, а в старших классах - изучаются методы научно-технического творчества.
Нами апробирована методика развития дедуктивного мышления, согласно которой, школьник, используя предложенную проектную процедуру, должен составить однозначное описание какого-то процесса в рамках выданной преподавателем индивидуальной постановки задачи. Преподаватель должен контролироватьнеукоснительное выполнение проектной процедуры во всем ее объеме.
На разныхэтапах проектирования(особенно часто на начальных) перед разработчиком встает задача выборанаилучшего варианта из множества допустимыхпроектных решений, удовлетворяющих предъявленнымтребованиям. Проектировочный стиль мышления имеет свою историю развития. Его основное требование к деятельности человека — возможность и способность реализации открытий и изобретений. Моделирование как мыслительная составляющая и макетирование как практическая составляющая сливаются в нем в единый процесс. Такой стиль мышления требует новых инструментов познавательно-учебной деятельности и самодеятельности.
Проектное обучение требует пристального внимания специалистов, поскольку оно все еще разрозненно, фрагментарно, хотя каждый год убедительно демонстрирует высокую эффективность (конференции, научно-исследовательские работы, публикации в периодических педагогических изданиях), мотивированность обучения, снижение перегрузки и повышение творческого потенциала учеников. Педагоги, начав пользоваться методом проектного обучения, уже не могут отказаться от него, поскольку он несет в себе мотив творческого развития всех соучастников педагогического сотрудничества. Метод объективно востребован школой. Но успех развития и использования проектного обучения, в первую очередь, зависит от формирования в образовательном пространстве школы необходимых и достаточных условий его реализации: информатизации обучения, формирования проектировочного стиля мышления у педагогов, или, как подчеркивают российские и зарубежные специалисты, проектных процедур и инструментов учебного проектирования.
Педагогические исследования в этой области помогут обновлению школы, в том числе и ее методического окружения.
Материально-техническая база лицея No3, которая постоянно развивается и модернизируется, способствует развитию такой деятельности. В лицее два современно оборудованных кабинета информатики, кабинеты «мультимедиа», медиатека, видеостудия. Оснащены проекционным и компьютерным оборудованием кабинеты физики, химии, математики, географии, технологии, литературы.истории и др. В школе уже развернута локальная проводная сеть Ethernet, охватывающая 23 кабинета и беспроводныелокальныесети по технологииWi-Fi в всех кабинетах лицея. продолжается развитие сетей, а именно - соединение их в единую сеть образовательного учреждения. Имеется выход в Интернет из кабинета «Видеостудия», кабинета информатики (по радиоканалу). Лицей имеет свой сайт и электронный почтовый адрес. Ежегодно учащиеся лицея под руководством педагогов разрабатывают учебные проекты в различных областях знаний. Начато внедрение проекта «Компьютер для школьника». Проект предусматривает также создание локальных сетей, инсталляцию лицензионного образовательного программного обеспечения, обеспечение каждого учителя, задействованного в проекте, отдельным компьютером.
Уже получено около 700 ноутбуков для школьников и 50 ноутбуков для преподавателей. Все компьютеры связаны между собой беспроводной сетью и имеют выход в интернет. Педагоги прошли курсы по обучению и сдали зачеты. На данном этапе в проекте примут участие все школьники лицея No 3 гор. Волгограда. В школе внедрена система «Электронный дневник» и все родители могут посмотреть успеваемость своих детей через Интернет. Идет внедрение цифровых образовательных ресурсов (ЦОР). Проведена серия интернет-уроков с использованием системы iNind.com – интерактивной трансляций уроков, лекций, с поддержкой в онлайн режиме видео, голосовой связи и быстрых текстовых сообщений (чата). Установлены связи с «Федеральная служба Российской Федерации по контролю за оборотом наркотиков», работники которой провели через интернет несколько лекций и бесед с обучающимися старших классов лицея.
Итогом реализуемых инновационных технологий стало ежегодное результативное участие учащихся лицея в различных творческих конкурсах и олимпиадах, в том числе, таких как Всероссийский форум научной молодежи "Шаг в будущее", международная конференция «Старт в науку» (МФТИ, г. Москва), международный конкурс мультимедийных проектов, проводимый фирмой «Сименс» и.т.д.
Ниже приведены примеры некоторых проектных работ, выполненных учащимися лицея : Конструктор сложных электрических цепей - программа, написанная на языке Delphi, позволяет автоматизировать проектирование, расчет и проверку электрических цепей;
Обучающая программа «Робот»- программа, написанная на языке VisualBasic, позволяет обучать в занимательной форме программированию школьников младших классов. Имеет графический интерфейс, базу интересных заданий, позволяет использовать различных исполнителей «Робота-художника», «Робота-строителя», «Робота-конструктора»; Компьютерная игра«Угадай мелодию»; Сайты: «Сталинградская битва», «Здоровым быть — модно!» и др.; «IRCbot―acceptor»- разработан модульный бот, расширяемый скриптами, что делает его функциональность практически неограниченной. Проект находится в стадии эксплуатации в сети Интернет(сеть DalNet, nickacc3pt0r) и в местной ЛВС. Сайт, посвященный боту, находится в сетях Интернет по адресу: http://nerezus.narod.ru .
Разработка и создание робота, ориентирующегося на местности- решена задача движения робота по маршруту, для этого промоделировано математически и реализовано в программе умение робота определять свои координаты. Была создана математическая модель в виде координатной сетки контрольных точек. Поворот робота реализован через временную функцию подачи сигналов на вращение сервомашинок. Самостоятельно было разработано программное обеспечение: алгоритм работы всей программы управления и программа на модифицированном языке c++. Учащимся удалось создать материальную модель маневренного робота, способного обнаруживать и объезжать препятствия. Для обнаружения препятствий исследователи использовали датчик на инфракрасных фототранзисторах, отказавшись от лазерного дальномера, который очень дорог.
Искушенные в науке взрослые, говоря о важности опыта учения, пользуются определенными метафорами. Они говорят об умении уловить идею, о разведывательныхpaботax в какой-то области знания, о развитии чувствительности к различиям, которые еще совсем недавно казались непостижимо тонкими. Работа по проектным методам является моделью того, как «уловить идею», о способах познания человека. Ученики, работающие в подобной среде обучения, разумеется, знакомятся с фактами, делают обобщающие суждения и овладевают навыками. Но они учатся не столько запоминать факты и практиковаться в навыках сколько познавать окружающий мир, исследуя, что в нем возможно, а что не невозможно.
