У статті розглянуто деякі проблеми реалізації автоматизованого навчального дослідження в умовах реального навчального процесу.
Однією з найактуальніших проблем сьогоден¬ня є інформатизація освіти, яка є невід'ємною складовою інформатизації суспільства, та орієнтована насамперед на підготовку юного покоління до майбутньої професійної плідної діяльності у високотехнологічному інформаційному середовищі. Характерною ознакою інформатизованого суспільства є поступове зміщення акценту діяльності людини в галузь оперування інформаційними потоками, перерозподіл діяльності між людиною та засобами інформаційно-комунікаційних технологій (ІКТ).
У галузі навчання такий перерозподіл знаходить прояв не лише у процесі безпосереднього отримання знань і спілкування через засоби ІКТ, а й у процесі здійснення навчального дослідження.
При вивченні предметів природничо-матема¬тичного циклу в середній загальноосвітній школі доцільне застосування апаратно-програмних систем, які побудовані на базі цифрових технологій та дають змогу суттєво скоротити час дослідження, підвищити точність дослідження й ефективність використання лабораторного обладнання. Враховуючи той факт, що сучасні засоби ІКТ забезпечують збільшення ступеня автоматизації інформаційних процесів, зокрема і процесів отримання та обробки експериментальних даних, з'являється можливість часткової автоматизації шкільного навчального експерименту. Як показує досвід автоматизації сучасних наукових досліджень, окрім використання високопродуктивної обчислювальної техніки, необхідною умовою є застосування відповідних первісних датчиків і перетворювачів у системах збирання та обробки експериментальних даних [1].
Реалізація автоматизованого навчального дослідження в умовах реального навчального процесу потребує, окрім цього, створення системи накопичення результатів навчальної діяльності учнів та системи, яка має змогу забезпечити зв'язок між учнем і вчителем. Остання вимога продикто¬вана потребою забезпечення можливості вчителя втручатися у процес виконання навчального дослідження і водночас є дидактичною вимогою.
Орієнтація навчального процесу на різноманітні види самостійної навчальної діяльності зі збирання та обробки експериментальних даних у процесі проведення навчального експерименту різного рівня автоматизації не виключає керівну роль учителя з організації цілеспрямованого розвитку навчальних подій. Так, заздалегідь заплановані результати навчальної діяльності учня можна отримати лише за умов постійного відстеження вчителем правильності виконання дослідження кожним учнем. Такий підхід до здійснення навчального дослідження принципово відрізняє його від наукового дослідження та, як зазначено вище, накладає на систему певні дидактичні вимоги.
Важливість постійної комунікації «учень - учитель» у процесі самостійного навчального дослідження учнем визначається потребою об¬говорення результатів дослідницької діяльності учня для визначення істинності результатів і спрямування роздумів і міркувань учня на правильну інтерпретацію результатів дослідження. У процесі навчального дослідження учнем головним для вчителя є не отримання і обробка експериментальних даних, а якість навчального процесу, яка може бути досягнута як результат правильної організації процесу навчання.
Перерозподіл діяльності (залежно від ступеня автоматизації експерименту) між учнем і апаратно-програмним комплексом (АПК) у процесі дослідження природного явища потребує суттєвого перегляду інструктивно-методичних матеріалів, на підставі яких учень здійснює дослідження. Найперше це викликано новим підходом до планування результатів освіти, а саме - результатом освіти має бути формування предметної компетентності учня. У випадку навчального дослідження до предметної компетентності, яка має бути сформована в учня у процесі вивчення навчального предмета, додається дослідницька компетентність, яка може бути визначена як надпредметна.
Як показують дослідження, невід'ємною приналежністю навчальної дослідницької діяльності є діяльність учнів, пов'язана з розв'язанням творчого, дослідницького завдання, і передбачає наявність основних етапів, характерних для дослідження у науковій сфері: постановку проблеми, вивчення відповідної теорії, підбір ме¬тодик дослідження і практичне оволодіння ними, збір експериментального матеріалу, його аналіз, узагальнення, інтерпретацію і власні висновки.
Але якщо у сфері науки головною метою є отримання об'єктивно нових знань, то в освіті метою дослідницької діяльності є набуття учнем певної системи функціональних навичок дослідження як універсального способу освоєння реальності. Формування названої системи на¬вичок здійснюється через підвищення мотивації до самого процесу навчальної діяльності й активізації особистої позиції учня в навчальному процесі, а основою виступає процес накопичення суб'єктивно нових знань [6].
З іншого боку, навчальну дослідницьку діяльність можна визначити як діяльність із метою «подолання невизначеності» [5].
Зокрема, ситуативна невизначеність навчального дослідження у процесі виконання лабораторної роботи усувається відомими стандартними операціями за допомогою стандартних вимірювальних інструментів [3].
При цьому можуть бути чітко визначені мета, засоби і методи «подолання невизначеності», які подано в інструкції до лабораторної ро¬боти. Невизначеною умовою залишається результат дослідження, який має дві складові: експериментальні дані та їх інтерпретація.
Отже, у випадку навчального дослідження йдеться не про копію наукового дослідження, а про систему окремих дослідницьких дій або операцій, які має виконувати учень для досягнення встановленої мети діяльності. Такий поопераційний підхід надає змогу проектувати сценарій, на підставі якого має здійснюватися комунікація як в системі «учень - комп'ютер», так і в системі «учень - учитель» на підставі дидактично орієнтованого аналізу конкретного навчального дослідження.
По мірі ускладнення структури навчального дослідження зростає ступінь «невизначеності», який, з одного боку, потребує залучення більшого спектра засобів пізнання, а з другого — надає можливості «перекласти» певну частину дій із засобами на АПК. Як показують педагогічні дослідження [2], залучення цифрових технологій до навчального дослідження не знижує різноманітності діяльності учня, але переводить навчальну діяльність у предметно-інформаційний простір [4].
Очевидно, що працювати з такими системами можуть не всі учні, а лише такі, які мають необхідні знання та навички роботи із засобами ІКТ. Отже, підвищення ефективності навчальних досліджень у процесі виконання, зокрема лабораторних робіт і робіт фізичного практикуму в середній школі, за¬лежить від рівня сформованості інформаційної культури учня-користувача засобами ІКТ.
Із психолого-педагогічної точки зору важ¬ливою характеристикою навчального експе¬риментування є творча спрямованість підлітка на різноманітність всіх компонентів власної пізнавальної діяльності. Такий дивергентний підхід до пошуку способів розв'язання на¬вчального завдання характеризує дослідницьку компетентність як надпредметну.
Саме формування в учня основ продуктивної поведінки у ситуаціях невизначеності з залу¬ченням ним до власної діяльності засобів ІКТ є особистісно значущим чинником розвитку учня. У випадку навчального дослідження така поведінка має прояв у самостійній постановці учнем множини пізнавальних цілей, у формулюванні різноманітних гіпотез, що висуваються, у пошуку пояснень та інтерпретацій подій, що спостерігаються, в обстеженні різних елементів об'єкта, у вживанні різноманітних способів дій, зокрема використання дій із управління АПК. Все це забезпечує гнучкість і достатність обстеження об'єкта дослідження, підвищує динаміку отримання нових знань учнем безпосередньо у навчальному процесі.
Використані джерела
1. Автоматизация физических исследований и эксперимента: компьютерные измерения и виртуальные приборы на основе LabVIEW7 / Под. ред. П. А. Бутырина. — М.: ДМК Пресс, 2005. - 264 с.
2. Експеримент на екрані комп'ютера: монографія / Авт. кал.: Ю. О. Жук, С. П. Величко, О. М. Соколюк, І. В. Соколова, П. К. Соколов/За ред. Ю. О.Жук. - К.: Педагогічна думка, 2012. - 179 с.
3. Жук Ю. О. Навчальна діяльність, яка потребує засобів, і навчальні засоби, які потребують діяльності // Наукові записки. - Вип. 82. - Серія: Педагогічні науки. - Кіровоград: РВВ КДПУ ім. В. Вінниченка. - 2009. -Ч.1. – С.150 - 155.
4. Жук Ю. О. Особистісний простір учня в комп'ютерно-орієнтованому навчальному середовищі // Інформаційні технологи і засоби навчання [Електронний ресурс]. — 2012. — Том 4 (26). — Режим доступу: www.jomal.iitta.gov.ua/index.php/itlt/article/view/570
5. Поддьяков А. Н. Исследовательское поведение: стратегии познания, помощь, противодействие, конфликт. - 3-е изд., испр. и доп. - М.: Зребус, 2006. - 188 с.
6. Соколюк О. М. Вплив мотиваційного фактора на планування навчального дослідження з фізики в середній школі // Інформаційні технологій засоби навчання [Електронний ресурс]. - 2007. - № 2. - Режим доступу: http//www.nbuv.gov/ua/e-jourmals/ITZN/ems.html
7. http//www.nbuv.gov/ua/e-jourmals/ITZN/erng.emg.html
ІНФОРМАТИКА
Всеукраїнська газета для учителів інформатики
Олександра СОКОЛЮК, науковий співробітник Інституту інформаційних технологій і засобів навчання НАПН України, м. Київ