1.4. Электронные таблицы.
Достаточно часто информационные модели представляются в виде таблиц (табл. 3).
Таблица 3
В языках программирования для такого представления служат массивы. Табличные расчеты пред-полагают относительно простые формулы, по которым производятся вычисления, и большие объемы исходных данных. Для этих целей созданы электронные таблицы (табличные процессоры) -- прикладное программное обеспечение общего назначения, предназначенное для обработки различных данных, представимых в табличной форме.
Электронная таблица (ЭТ) позволяет хранить в табличной форме большое количество исходных данных, результатов, а также связей (алгебраических или логических соотношений) между ними. При изменении исходных данных все результаты автоматически пересчитываются и за-носятся в таблицу. Электронные таблицы не только автоматизируют расчеты, но и являются эффективным средством моделирования различных вариантов и ситуаций. Меняя значения исходных данных, можно следить за изменением получаемых результатов и из множества вариантов решения задачи выбрать наиболее приемлемый.
Известные табличные процессоры: "АБАК", "Ваитаб-86", "Суйерплан", Muftiplan, SuperCalc, QuattroPro, Excel, Lotus 1-2-3 и др. Принципиальных различий в них нет, отличаются лишь интерфейсом и сервисными возможностями [14].
Табличный процессор - это средство информационных технологий, позволяющее решать целый комплекс задач:
· выполнение вычислений. Многие расчеты выполняются в табличной форме, особенно в области делопроизводства и бухгалтерии. В школе можно с помощью ЭТ разработать формы для решения многих вычислительных задач;
· математическое моделирование - подбор параметров, анализ зависимостей, планирование;
· использование электронных таблиц в качестве базы данных. Некоторые операции ма-нипулирования данными, свойственные реляци-онным СУБД, реализованы ЭТ. Это поиск информации по заданным условиям и сортировка информации.
При работе с табличными процессорами создаются документы, которые называют электронными таблицами. Такие таблицы можно про-сматривать, изменять, записывать на носители внешней памяти для хранения, распечатывать на принтере. Рабочим полем табличного процессора является экран дисплея, на котором электронная таблица представляется в виде прямо-угольника, разделенного на строки и столбцы. Строки нумеруются сверху вниз. Столбцы обозначаются слева направо. На экране виден не весь документ, а только часть его. Документ в полном объеме хранится в оперативной памяти, а экран можно считать окном, через которое пользователь имеет возможность просматривать таблицу. Минимальным элементом электронной таблицы, над которым можно выполнять те или иные операции, является такая клетка, которую чаще называют ячейкой. Каждая ячейка имеет уникальное имя (идентификатор), которое составляется из номеров столбца и строки, на пе-ресечении которых располагается ячейка. Нумерация столбцов обычно осуществляется с помощью латинских букв (поскольку их всего 26, а столбцов значительно больше, то далее идет такая нумерация -- АА, АВ,.... AZ, ВА, ВВ, ВС...), а строк -- с помощью десятичных чисел, начиная с единицы. Возможны имена (или адреса) ячеек В2, С265, АО11 и т.д. (табл.2).
Таблица 2
А | В | С | D | ||
1 | D1 | ||||
2 | В2 |
Следующий объект в таблице -- диапазон ячеек. Его можно выделить из подряд идущих ячеек в строке, столбце или прямоугольнике. При задании диапазона указывают его начальную и конечную ячейки, в прямоугольном диапазоне - ячейки левого верхнего и правого нижнего углов.
Наибольший диапазон представляет вся таблица. Примеры диапазонов - А1:А100; B12:AZ12; В2:К40. Электронная таблица может быть составной частью листа, листы, в свою очередь, объединяются в книгу (такая организация используется в Microsoft Excel).
Управление работой электронной таблицы осуществляется посредством меню команд. Можно выделить следующие режимы работы табличного процессора:
формирование электронной таблицы;
управление вычислениями;
режим отображения формул;
графический режим;
работа электронной таблицы как базы данных.
Режим формирования электронных таблиц предполагает заполнение и редактирование документа. При этом используются команды, изменяющие содержимое клеток (очистить, редактировать, копировать), и команды, изменяющее структуру таблицы (удалить, вставить, переместить).
Режим управления вычислениями. Все вычисления начинаются с ячейки, расположенной на пересечении первой строки и первого столбца электронной таблицы. Вычисления проводятся в естественном порядке.
Графический режим дает возможность отображать числовую информацию в графическом виде: диаграммы и графики. Это позволяет счи-тать электронные таблицы полезным инструментом автоматизации инженерной, административной и научной деятельности.
Ячейки в электронных таблицах могут содержать числа (целые и действительные), символьные и строковые величины, логические величины, формулы (алгебраические, логические, содержащие условие).
Вычисления в ЭТ осуществляются при помощи формул (выражений). В ЭТ используются два вида выражений: арифметические и логические. Выражение, определяющее способ вычисления некоторого числового значения по математической формуле, называется арифметическим выражением. Выражение записывается по определенным правилам и может содержать числовые константы, ссылки на ячейки и функции табличного процессора, Соединенные знаками математических операций.
Логические выражения (логические формулы) строятся с помощью операций отношения (>,<,=, < =, >=, <>) и логических операций (логическое "И", логическое "ИЛИ", логическое, отрицание "НЕ"). Результатом вычисления логического вы-ражения являются логи-ческие величины "истина" или "ложь"
ГЛАВА 2. ИНТЕРАКТИВНОЕ ОБУЧЕНИЕ КАК НАПРАВЛЕНИЕ АКТИВИЗАЦИИ ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ УЧАЩИХСЯ
2.1. Новые информационные технологии обучения (НИТО).
Новые информационные технологии обучения (НИТО) -- это ориентировочная основа проектирования и способов реализации новых систем обучения при активном использовании компьютеров и других современных средств, обеспечивающих интенсивное и полноценное достижение целей обучения, компьютерной и информационной культуры обучаемых.
В предметном обучении главным объектом внимания становится не сам компьютер и умение работать с ним (это задача курса основ информа-тики), а его инструментальные возможности в познании химии, в индиви-дуализации учения, в превращении обучения в личностно-ориентированное.
В методике предметного обучения доказан приоритет электронной техники и НИТО (В. А. Извозчиков и др.). Большой вклад в разработку НИТО и их применение в обучении химии внесла Н. Е. Кузнецова [17]. Исследованы возможности электронной техники в повышении уровня формирования технологических понятий (Н. Е. Кузнецова), в формировании компьютерной грамотности и активизации учебно-познавательной деятельности учащихся. Разработана методика формирования обобщенных умений по химии на основе компьютеризации обучения [16]. В отечест-венной и особенно зарубежной дидактике химии накоплен большой опыт по созданию программ для ЭВМ и методике их применения в процессе обучения химии.
2.2. Активное и интерактивное обучение
Проблема активизации познавательной деятельности учащихся всегда была одной из наиболее актуальных в теории и практике обучения. В поисках путей ее решения педагоги осваивали новые методы, нестандартные формы занятий и т.п.
В последнее время интерес педагогов направлен на освоение активных и интерактивных форм и методов обучения, основанных на деятельностных и диалоговых (внутри- и межгрупповых) формах познания. Современные ИКТ позволяют реализовать активное обучение на основе «модели полного усвоения» знаний, предложенной американскими психологами Д. Кэрролом и Б.С. Блумом [16]. Сейчас уже для работников образования, очевидно, что главными факторами развития личности являются предметно-практическая деятельность и взаимодействие между людьми. Действительно, обучение бы-вает эффективным и достигает хороших результатов, если:
- учащиеся открыты для обучения и активно включаются в сотрудничество с другими участниками образовательного процесса;
- получают возможность для анализа своей деятельности и реализации собственного потенциала; по мнению А.К. Ахлебинина и др., успех при выполнении интерактивных обучающих тестовых заданий может стимулировать интерес учащихся к изучению химии [23].
- могут практически подготовиться к тому, с чем им предстоит столкнуться в ближайшее время в жизни и профессиональной деятельности;
- могут быть самими собой, не боятся выражать себя, допускать ошибки, при условии, что они не подвергаются осуждению и не получают негативной оценки.
Практически все эти требования соблюдаются, если используется интерактивный режим обучения, основанный на диалоге, кооперации и сотрудничестве всех субъектов обучения. Поэтому из всего многообразия подходов и методов активизации обучения мы остановились на интерактивных формах и методах обучения.
2.3. Активизация обучения как педагогическая проблема
В русле деятельностного подхода психологической основой обучения является «активная познавательная деятельность самого учащегося, приводящая к формированию умения творчески мыслить, используя приобретаемые в процессе деятельности знания, навыки и умения» [16].
Проблема активизации познавательной деятельности, развития самостоятельности и творчества обучающихся была и остается одной из актуальных задач педагогики.
Принятый в настоящее время подход ЮНЕСКО к пониманию образования включает в себя понятие «компетентность». В рекомендациях ЮНЕСКО и в «Концепции модернизации российского образования на период до 2010 года» приводится состав ключевых компетентностей. По мнению О.С. Габриеляна [30], успешное формирование предметной химической компетентности в немалой степени зависит от компетентности информационной, под которой понимается владение информационными технологиями, умение работать со всеми источниками и видами информации.
Современная ориентация образования на формирование компетенций как готовности и способности человека к деятельности и общению предпо-лагает создание дидактических и психологических условий, в которых обучающийся может проявить не только интеллектуальную и познавательную активность, но и личностную социальную позицию, свою индивидуальность, выразить себя как субъект обучения.
В зависимости от уровня познавательной активности учащихся в учебном процессе различают пассивное и активное обучение [24].
При пассивном обучении учащийся выступает в роли объекта учебной деятельности: он должен усвоить и воспроизвести материал, который передается ему преподавателем или другим источником знаний. Обычно это происходит при использовании лекции-монолога, чтении литературы, демонстрации. Школьники при этом, как правило, не сотрудничают друг с другом и не выполняют каких-либо проблемных, поисковых заданий.
При активном обучении учащийся в большей степени становится субъектом учебной деятельности, вступает в диалог с преподавателем, активно участвует в познавательном процессе, выполняя творческие, поисковые, проблемные задания. Осуществляется взаимодействие обучающихся друг с другом при выполнении заданий в паре, группе.
Однако подобная классификация нам представляется неприемлемой, так как она искажает принцип сознательности и активности учащихся в обучении и находится в противоречии с самой теорией процесса обучения, согласно которой обучение - процесс двусторонний, предполагающий активность ученика на всех его этапах.
Распространенной классификацией методов обучения является классификация, предложенная Скаткиным М.Н. и Лернером И.Я. [25]. Они предлагают делить методы обучения в зависимости от характера познавательной деятельности учащихся по усвоению изучаемого материала на объяснительно-иллюстративные методы, репродуктивные методы, проблемное изложение, частично-поисковые, или эвристические методы, исследовательские методы.
Причем в каждом из последующих методов степень активности и самостоятельности обучающихся нарастает.
Эта классификация соответствует определению метода. В наиболее общем понимании метод - система действий, направленных на достижение определенных целей [24]. В словаре русского языка метод определяется как способ теоретического исследования и практического осуществления чего-либо [11]. В настоящее время в педагогике методы обучения определяются как способы совместной деятельности учителя и учащихся, направленные на решение задач обучения, т.е. дидактических задач [15].
Существуют и другие подходы к классификации методов обучения. Например, Бабанский Ю.К. выделяет три группы методов на основе целостного подхода к процессу обучения [15, 24]:
1. Методы организации и осуществления учебно-познавательной деятельности:
а) словесные, наглядные и практические (аспект передачи и восприятия учебной информации);
б) инструктивные и дедуктивные (логические аспекты);
в) репродуктивные и проблемно- поисковые (аспект мышления);
2. Методы стимулирования и мотивации:
а) интереса к учению;
б) долга и ответственности в учении.
3. Методы контроля и самоконтроля в обучении:
а) устный, письменный и лабораторно- практический.
Обучающийся включается в процесс учебной деятельности с разной степенью активности. Г.И.Щукина [26] выделяет репродуктивно-подражательный, поисково-исполнительский и творческий уровни активности учащихся, что соответствует одной из классификаций методов обучения. Т. И. Шамова [27] также различает три уровня познавательной активности: воспроизводящий, интерпретирующий и творческий, положив в основу образ действия.
Первый уровень, воспроизводящий, характеризуется стремлением учащегося понять, запомнить, воспроизвести полученные знания, овладеть способами выполнения действий по образцу.
Интерпретирующий уровень предполагает желание постичь смысл изучаемого, применить знания и освоенные способы деятельности в новых учебных условиях.
Творческий же уровень предусматривает готовность учащихся к теоретическому осмыслению знаний, пониманию связей между предметами и явлениями, самостоятельному поиску решения проблем.
Источник активности большинство практиков и теоретиков ищут в самом человеке, его мотивах и потребностях; познавательная активность определяется как «личностное свойство, которое приобретается, закрепляется и развивается в особым образом организованном процессе познания с учетом индивидуальных и возрастных особенностей учащихся» [16].
Вторая группа исследователей ищет источники активности в естественной среде, окружающей человека, и рассматривает факторы, стимулирующие активность обучающихся. К таким факторам, в частности, относят:
1) познавательный и профессиональный интерес;
2) творческий характер учебно-познавательной деятельности;
3) состязательность;
4) игровой характер проведения занятий;
5) эмоциональное воздействие вышеназванных факторов [15].
Третий подход связывает источники активности с личностью
преподавателя и способами его работы. В качестве способов активизации обучения исследователи выделяют:
- проблемность, взаимообучение, исследование, индивидуализацию и самообучение, механизм самоконтроля и саморегулирования [28];
- создание условий «для новых и более высоких форм мотивации (например, стремление к самоактуализации своей личности, или мотив роста по А. Маслоу) [16]; вооружение учащихся новыми и более эффективными средствами для реализации своих установок на активное овладение новыми видами деятельности, знаниями и умениями; интенсификацию умственной работы учащегося за счет более рационального использования времени учебного занятия, интенсификации общения ученика с учителем, учеников между собой.
Ряд исследователей (Б.Ц.Бадмаев и др.) выделяют активные методы обучения, подразумевая под ними «...те методы, которые реализуют установку на большую активность субъекта в учебном процессе» [22]. К таким методам Б. Ц. Бадмаев относит методы программированного обучения; методы проблемного обучения; методы интерактивного (коммуникативного) обучения [29].
Четвертая группа авторов видит источник активности в форме взаимоотношения и взаимодействия преподавателя и обучающихся и полагает, что проблема развития активности обучающихся и их потребности в самообразовании успешно решается в рамках интерактивного обучения (В.Б. Гаргай, Е.В. Коротаева, М.В. Кларинидр. [22]).
Интерактивное обучение является одним из современных на правлений «активного обучения» и пока еще недостаточно описано в отечественной педагогической литературе. Рассмотрим сущность интерактивного обучения более подробно.
2.3. Сущность интерактивного обучения
Понятие «интеракция» (от англ. interaction -- взаимодействие) возникло впервые в социологии и социальной психологии [33, 34, 35, 36]. Для теории символического интеракционизма (основоположник -- американский философ Дж. Мид) характерно рассмотрение развития и жизнедеятельности личности, созидания человеком своего «Я» в ситуациях общения и взаимодействия с другими людьми [22, 34]. Идеи интеракционизма оказывают существенное влияние на общую [37], возрастную [38, 45] и педагогическую [39] психологию что, конечно, находит применение в современной практике образования и воспитания.
Согласно англо-русскому психолого-аналитическому словарю [31], «interact» - интеракт, взаимодействовать, находиться во взаимодействии, воздействовать (влиять) друг на друга. В психологии интеракция -- это «способность взаимодействовать или находиться в режиме беседы, диалога с чем-либо (например, с компьютером) или кем-либо с человеком [33], а социальная интеракция -- процесс, при котором индивиды в ходе коммуникации в группе своим поведением влияют на других индивидов, вызывая ответные реакции [33, 34, 36].
