Проблеми формування інформаційного середовища навчального закладу

Реферат на тему:

Проблеми формування інформаційного середовища навчального закладу

Навчальний процес, в певному спрощенні, можна розглядати як процес суб’єкт-суб’єктного та суб’єкт-об’єктного інформаційного обміну. Виходячи з цього, навчальне середовище (НС), тобто середовище, в якому безпосередньо розгортається навчальна подія, можна розглядати як інформаційне середовище (ІС), а джерела інформації – як складові цього середовища. [1, 2, 3] Сьогодні основними складовими, які, поряд з іншими, формують ІС навчального закладу, залишаються слово вчителя і підручник. Віддаючи належне всім іншим джерелам навчальної інформації, ми зупинимося на проблемах, які характерні для періоду модернізації системи освіти в Україні, однією з ознак якої є поява можливості відбору та використання у навчальному процесі кожного окремого навчального закладу альтернативних підручників. Змістовно це конкретизується в множині запропонованих підручників, структурно - в множині нових програм для середніх закладів освіти.

В запропонованому підході навчальні програми та підручники розглядаються нами не відокремлено, а як взаємозв’язані складові одного i того явища - iнформацiйної насиченостi i структури процесу навчання. Характерною ознакою інформації, яка циркулює у навчальному процесi, є те, що вона опановується суб'єктом навчання нерiвномiрно. Ця нерiвномiрнiсть, вочевидь, залежить вiд багатьох обставин як об'єктивних, так i суб'єктивних. Серед об’єктивних обставин можна виділити тi, що пов’язані з кiлькiстю навчальної iнформацiї, якою повинен (згідно запланованої мети навчання, яка вiдображена у навчальних планах, програмах та підручниках) оволодіти учень за певний період, який умовно можна назвати „одиниця навчального часу”. Помітний надлишок навчальної iнформацiї, який утворюється внаслідок незбалансованості навчальних планів та складу підручників, приводить до того, що деяка її частина не набуває ознак актуальності для суб'єкту навчання, залишається на потенційному рiвнi в процесі iнформацiйного обміну, яким по суті є навчально-виховний процес.

Проблема також полягає в одночасному (паралельному) використанні різних пiдручникiв з різних предметів, якi використовує суб'єкт навчання у своїй дiяльностi. В умовах альтернативних підходів до вибору пiдручникiв може існувати деяка множина їх наборів (сполук) завдяки чому формуються рiзнi iнформацiйнi рiвнi та структури iнформацiйної насиченості навчального середовища.

Наприклад, нині в Україні природничо-математична компонента освіти у десятому класі загальноосвітньої школи представлена двома підручниками з фізики, двома - з хiмiї, трьома - з алгебри, по одному - з геометрії, бiологiї, основ інформатики. Тобто, у реальному навчально-виховному процесі може бути використано дванадцять сполук пiдручникiв.

Випадковість виникнення зазначених сполук може призвести до "механічного" кооперування пiдручникiв та програм, що надасть навчальному плану закладу освіти ознак еклективностi i, врешті решт, не зможе забезпечити досягнення запланованих результатів навчання. Таким чином, сьогодні виникає потреба формування нових пiдходiв до аналiзу проблеми мiжпредметних зв’язків.

З іншого боку, структура i зміст навчальної програми, посібника, підручника виходять з теоретичних конструкцій, побудованих авторами програм та пiдручникiв на підставах власного розуміння цілей навчання, власного досвiду, теоретичних положень, концепцій, якi є узагальненям суспільної практики, досвіду, але обмежені конкретною предметною галуззю. Саме така обмеженість може привести до виникнення ситуації, яку ми називаємо "iнформацiйна катастрофа", тобто наявності такої кiлькостi нової iнформацiї на одиницю навчального часу, якісне засвоєння якої суб'єктом навчання неможливо в силу об'єктивних причин, котрі визначаються обмеженими ресурсами людини щодо сприймання та засвоєння iнформацiї.

Розуміння можливості виникнення "iнформацiйної катастрофи" привело до постановки проблеми знаходження підходів для її запобігання. Пiдхiд, що пропонується для розгляду зазначеного питання, виходить з того припущення, що результати навчально-виховного процесу обумовленi взаємовпливом навчальних програм, реалiзованих в альтернативних варiантах, при їх об'єднаннi в комплекси. Очевидно, навчальнi предмети, в процесi їх вивчення, взаємодiють один з одним, формуючи загальнi структури понять i способи мислення суб'єкту навчання. В результатi кооперативної взаємодiї, альтернативнi програми, за якими побудовано навчальний план в межах окремого закладу освiти, та якi спираються на конкретнi пiдручники, створюють органiзацiйно упорядковану структуру (комплекс), яка, в свою чергу, складається з пiдструктур (комплексiв, побудованих на пiдставах фахової спрямованості навчального закладу, наприклад, природничо- математичний, гуманiтарний, полiтехнiчний i т. iн.).

З iншого боку, розподiл навчального матерiалу за годинами, що вiдводяться на кожну тему, згiдно навчальної програми вiдповiдного курсу, може бути вiдкоректований при використаннi конкретного (вже iснуючого) пiдручника у реальному навчальному процесi. Iнакше кажучи, з'являється можливiсть адаптування програми, за якою планується навчальний процес, до конкретного пiдручника. При цьому загальна кiлькiсть навчального часу не змiнюється, а відбувається перерозподiл навчальних годин за критерiєм вирiвнювання кiлькостi нових понять, що вводяться у кожнiй темi. Такий пiдхiд може допомогти вчителю при створеннi календарно-тематичного плану, в якому опосередковано врахованi вимоги щодо запобiгання виникнення "iнформацiйної катастрофи". При цьому, можуть бути врахованi iнформацiйнi та структурнi параметри паралельних навчальних курсiв, виходячи з аналогiчних параметрiв пiдручникiв та навчальних програм цих курсiв.

Запропонована методика спирається на доступнi для спостерiгання та вимiру данi i будується на визначених комплексах вiдношень. Це надає можливостi виключити, наскiльки це можливо, iнтуїтивнi та суб’єктивні уявлення про предмет дослiдження. Обраний пiдхiд надає можливостi у системнiй формi визначити властивостi, вiдношення, класифiкувати або упорядкувати об'єкти i подiї, дозволяє переходити вiд одного типу i стану об'єктiв до iншого його типу i стану.

Об'єктами дослiдження виступають найбiльш поширенi зараз носiї навчальної iнформацiї, зокрема, пiдручники, якi рекомендовано для використання в навчальному процесi середнiх закладiв освiти України. Пiдручники ми розглядаємо як системнi одиницi, котрi нами вивчаються та порiвнюються за деякими заздалегiдь визначеними ознаками.

Виходячи з основних положень теорiї iнформацiї та її заломлення для навчального процесу, можна казати, що саме нова для суб'єкта iнформацiя є найбiльш значуща для нього, потребує найбiльших зусиль вiд учня для її опанування (розумiння, вивчення, знаходження прийомiв її використання i т. iн.). Таким чином, iнформацiйна насиченiсть навчального процесу визначається, в першу чергу, саме новою для суб'єкта iнформацiєю.

На першому етапi дослiджень ми розглядаємо найбiльш, на наш погляд, суттєву ознаку, а саме - кiлькiсть понять, котрi є новими для суб'єкта навчання в кожному навчальному предметi, тобто несуть нову навчальну iнформацiю, новi знання, якi повинен опанувати суб'єкт. До таких понять ми вiдносимо визначенння, дефiнiцiї, закони, теореми i т. iн., з якими суб'єкт навчання зустрiчається вперше при вивченнi певної галузi людського знання.

Визначення нової iнформацiї в пiдручниках для нашого дослідження технiчно не викликає утруднень тому, що ця iнформацiя дидактично видiляється в текстi пiдручника в той чи iнший спосіб (пряма вказiвка, змiна шрифту, пiдкреслення тощо). Це зроблено автором пiдручника i, поважаючи його думку, ми орiєнтуємося на його розумiння щодо внутрiшньої структури пiдручника, формування змiсту, вiдбору методiв подання та розподiлу нової навчальної iнформацiї в текстi. Таким чином, проблема надiйностi, достатностi i репрезентативностi первiсних даних вирiшується тiльки множиною тих пiдручникiв, що розглядаються.

Зрозумiло, що новi знання в пiдручнику можуть бути "схованi" в коментарях, поясненнях, доведеннях i т. iн., але ми в своїх дослiдженнях обмежуємось, поки що, аналiзом явно видiленої автором нової навчальної iнформацiї. Поза увагою на першому етапi дослiдження ми залишаємо такi питання, як ранжування навчальної iнформацiї (за ознаками загальностi, пiдпорядкованостi, детермiнованостi, наступності тощо), її наочнiсть, непротирiчність, повнота, науковiсть та iншi характеристики навчальної iнформацiї.

Виходячи з того, що iснуюча поурочна система планування навчального процесу дає можливiсть визначити кiлькiсть нових понять на кожну навчальну годину (в середньому на тему), доцiльно ввести поняття "гущина нових понять навчальної теми" та записати її як вiдношення кількості нових понять, що вводиться у окремiй темi, до часу, що заплановано програмою до вивчення цієї теми:

(1)

де - кiлькiсть годин, відведених на вивчення i-ї навчальної теми.

Аналогiчно, "гущина нових понять з предмету" протягом навчального тижня може бути описана виразом:

( 2 )

де t - кількість навчальних годин, відведених програмою на даний предмет на навчальний тиждень.

Середнє значення "гущини нових понять" за навчальний рiк

(3)

де К - кількість тижнів, у яких > 0; 34 - кількість тижнів у навчальному році.

При цьому, загальна кількість нових понять, що вводяться протягом навчального року, та дидактично виділена у підручнику, залишається сталою для кожного конкретного підручника:

(4)

- кiлькiсть нових понять у і-й навчальнiй темi,

L - кiлькiсть навчальних тем у навчальному роцi.

З метою аналiзу ознак iнформацiйного розподiлу, введено допомiжнi параметри:

1) середнє лiнiйне вiдхилення "гущини нових понять" вiд їх середнього значення:

(5)

2) середнє значення "гущини нових понять" за навчальний рiк, без урахування тижнiв, у яких = 0:

(6)

де К - кiлькiсть тижнiв, у яких > 0.

3) середнє лiнiйне вiдхилення "гущини нових понять" вiд їх середнього значення без урахування тижнiв, у яких = 0:

(7)

де К - кiл-ть тижнiв, у яких > 0.

Урахування понять, якi введено, породжують новi якостi пiдходу до аналiзу мiжпредметних зв'язкiв та побудови навчальних планiв.

Оптимiзацiю кiлькостi навчальних годин по темах курсу ми визначаємо як мiнiмiзацiю відхилення кiлькостi нових понять за навчальну годину вiд середнього значення , що передбачає стабiлiзацiю навчального навантаження на учня протягом року за рахунок корекцiї навчальних годин по окремих темах при збереженнi загальної кiлькостi годин, що вiдведено на вивчення предмету протягом навчального року, згiдно навчального плану.

Умовою мiнiмального значення приймаємо випадок коли

(8)

де - середнє значення гущини понять за навчальний рiк за умови оптимiзацiї кiлькостi навчальних годин, - розрахована кiлькiсть годин на тему, Т - кiлькiсть годин у курсi за навчальний рiк згiдно тематичного плану, L - кiлькiсть тем у навчальному курсi.

Процес оптимiзацiї здiйснюється на пiдставi методiв цiлочисленого програмування за спецiально розробленою комп'ютерною програмою.

Як перше наближення розраховується

при дотриманнi умови (8).

Наступна корекцiя проводиться на базi iтерацiйної процедури:

обирається , змiна якого найменше впливає на параметр, що оптимiзується (максимальне значення ), якщо

,

вибране значення зменшується на 1, а якщо,

вибране значення збiльшується на 1.

Процедура повторюється доти, доки

.

Результатом є значення - розрахована кiлькiсть годин на тему при виконаннi умови оптимiзацiї (8).

Таким чином, отримуємо розрахунковi параметри пiдручникiв з урахуванням оптимiзацiї навчальних годин по темах:

1) "гущина нових понять" навчальної теми:

(9)

2) "гущина нових понять" з предмету протягом навчального тижня:

(1/тиж), (10)

де t - кiлькість навчальних годин у тижнi,

3) середнє значення "гущини нових понять" за навчальний рiк (без урахування тижнiв, у яких = 0):

(11)

де К - кiлькiсть тижнiв, у яких > 0,

4) середнє лiнiйне вiдхилення "гущини нових понять" вiд середнього значення (без урахування тижнiв, у яких = 0):

(12)

де К - кiлькiсть тижнiв, у яких > 0.

Аналiзуючи доступнi нам факти шляхом зведення їх до сукупностi заданих умов (структури навчального плану i структури пiдручникiв), ми можемо казати про рухому рiвновагу факторiв, результуюча яких змiнюється в залежностi вiд складових кожної структури. Вiдтворюючи рiзнi умови iснування зазначених структур можна помiтити певнi закономiрностi розподiлу "гущини нових понять".

До деталей розробки вказаної проблематики можна вiднести питання, що пов'язанi з виявом того, якi особливостi мають тi чи iншi конструкцiї навчального процесу з позиції розподiлу кiлькостi нових для суб'єкта навчання понять по навчальних годинах як в кожному окремому предметi, так i у випадку деяких поєднань навчальних предметiв в межах одного навчального закладу, враховуючи альтернативнiсть програм та пiдручникiв.

На пiдставi розрахункiв, одержаних в результатi аналiзу параметрiв окремих пiдручникiв, що входять до набору пiдручникiв, якi використовуються паралельно у навчальному процесi одного класу, визначаються сумарнi потижневi "гущини нових понять" протягом навчального року.

На пiдставi цих даних розраховуються:

1) сумарна кiлькiсть нових понять по курсу, введених протягом навчального року (всього понять ):

(13)

- кiлькiсть нових понять у пiдручнику, що вводяться кожного тижня протягом навчального року,

2) середнє значення "гущини нових понять" за навчальний рiк:

(14)

де К - кiлькiсть тижнiв, у яких > 0; 34 - кiлькiсть тижнiв у навчальному роцi.

3) середнє лiнiйне відхилення "гущини нових понять" вiд їх середнього значення:

(15)

Аналогiчнi параметри визначаються для наборiв, в яких виконана оптимiзацiя навчальних годин по темах окремих пiдручникiв:

1) середнє значення "гущини нових понять" за навчальний рiк:

(16)

2) середнє лiнiйне вiдхилення "гущини нових понять" вiд їх середнього значення:

(17)

Запропонований пiдхiд до аналiзу факторiв, якi є складовими проблеми мiжпредметних зв'язкiв, формує новий погляд на структуру пiдручника та навчального плану. Якщо аналiз структурних одиниць iде з боку вже створених носiїв навчальної iнформацiї, то планування майбутнiх структурних одиниць (пiдручникiв) бачиться нами вже з урахуванням результатiв проведеного дослідження.

Список основної використаної літератури

1. Биков В.Ю., Жук Ю.О. Теоретико-методологічні засади моделювання навчального середовища сучасних педагогічних систем Проблеми та перспективи формування національної гуманітарно-технічної еліти//Зб. наук. пр.- Вип. 1(5),2003.- С.64-76.

2. Жук Ю.О. Навчальне середовище як об’єкт інформатизації//Высокие технологии: развитие и кадровое обеспечение/Мат. Х междунар. научно-техн. сем.- Харьков-Алушта: ХГПУ, 2000.-С.176-178.

3. Жук Ю.О. Роль засобів навчання у формуванні навчального середовища Науково - методичний збірник “Нові технології навчання“. -К.:ІЗМН, 1998. - N22.