Информационная культура учителя математики в условиях формирования общества знаний

Вид материала

Подобный материал:

ИНФОРМАЦИОННАЯ КУЛЬТУРА УЧИТЕЛЯ МАТЕМАТИКИ В УСЛОВИЯХ ФОРМИРОВАНИЯ ОБЩЕСТВА ЗНАНИЙ

культура, информационная культура, профессиональная информкультура, информсреда, учитель математики, БНП, Лого, фрактал

Диков Андрей Валентинович, ПГПУ им. В.Г. Белинского, Пенза, Россия

Луканкин Геннадий Лаврович, МГОУ, Москва, Россия

Наша страна, как и все мировое сообщество, все активнее внедряет информационные и коммуникационные технологии во все сферы жизни общества, в том числе и в образование. Примером служит недавнее поступление во все общеобразовательные школы страны современной компьютерной техники, сетевого оборудования и мультимедиа-проекторов. Государство тратит немалые средства на создание развитой школьной информсреды, в которой, очевидно, должны работать педагоги, обладающие информационной культурой, способные культивировать ее в подрастающем поколении. Однако педагогическая система высших учебных заведений пока не способна готовить таких специалистов в силу ряда причин.

Добавление к совокупности целей профессиональной подготовки будущих учителей новой цели – формирование информкультуры, заставляет пересматривать, адаптировать все компоненты системы подготовки: формы, методы, содержание, дидактические процессы и т.д., так как цель является системообразующим компонентом.

Культура является сложным общеметодологическим понятием. Встречаются разные виды и типы культур, существуют различные подходы к пониманию культуры, из чего можно сделать вывод, что культура – многогранное понятие. Культура выражает исторически определенный уровень развития общества []. Так как человечество сейчас строит информационное общество, то, очевидно, можно говорить и об информационной культуре членов этого общества.

Культура включает в себя реализуемые в деятельности знания, умения, навыки. Но она не сводится только к результатам деятельности. Понятие культуры включает и саму деятельность []. Культура информационной эпохи предполагает существование информационной деятельности, являющейся "универсальной формой бытия человека, методологической основой любой человеческой деятельности в информационном обществе" []. Информационная деятельность представляет собой процесс познания и преобразования информационной среды.

В

информационной культуре, как и в культуре вообще, можно выделить профессиональную компоненту и личностную (общекультурную) и, соответственно рассматривать, профессиональную информационную культуру и общую информационную культуру. Профессиональная культура педагога проявляется в специфике решения образовательных задач, в педагогической деятельности, связанной с использованием информационных и коммуникационных технологий. Общекультурная деятельность предполагает способность личности успешно жить в информационном пространстве, целенаправленно и эффективно пользоваться новыми информационными и коммуникационными технологиями, создавать собственные информресурсы непрофессионального назначения.

Общеобразовательная школа с развитой информационной средой нуждается в педагогических кадрах всех уровней иерархии, обладающих информационной культурой. Вот как дают определения общей (базисной) информационной культуры различные научные деятели.

Информационная культура - область культуры, связанная с функционированием информации в обществе и формированием информационных качеств личности. (Вохрышева М.Г. Формирование науки об информационной культуре // Проблемы информационной культуры: Сб. ст. Вып. 6. Методология и организация информационно - культурологических исследований / Науч. ред.: Ю.С. Зубов, В.А. Фокеев. - М.: Магнитогорск, 1997. - С. 57).

Информационная культура личности - гармонизация внутреннего мира личности в ходе освоения всего объема социально-значимой информации. (Зиновьева Н.Б. Информационная культура личности: Введение в курс: Учеб. пособие для вузов культуры и искусства / Под ред. И.И. Горловой; Краснодар. гос. акад. культуры. - Краснодар, 1996. - С. 141).

Информационная культура - информационная деятельность аксиологического характера, т.е. обусловленная ценностями культуры. (Гречихин А.А. Информационная культура: Опыт типологического определения // Проблемы информационной культуры: Сб. ст. /Под. ред. Ю.С. Зубова, И.М. Андреевой. - М., 1994. - С. 15).

Информационная культура - качественная характеристика жизнедеятельности человека в области получения, передачи, хранения и использования информации, где приоритетными являются общечеловеческие духовные ценности. (Хангельдиева И.Г. О понятии "информационная культура" // Информационная культура личности: прошлое, настоящее, будущее: Междунар. науч. конф., Краснодар - Новороссийск, 23-25 сент. 1993 г.: Тез. докл. – Краснодар, 1993. - С.2).

Информационная культура - совокупность информационных возможностей, которые доступны специалисту в любой сфере деятельности в момент развития цивилизации. (Семеновкер Б.А. Информационная культура: от папируса до компактных оптических дисков // Библиогр. - 1994. - №1. - С.12).

Информационная культура- уровень знаний, позволяющий человеку свободно ориентироваться в информационном пространстве, участвовать в его формировании и способствовать информационному взаимодействию. (Медведева Е.А. Основы информационной культуры // Социс. - 1994. - №11. - С.59).

Информационная культура - степень совершенства человека, общества или определенной его части во всех возможных видах работы с информацией: её получении, накоплении, кодировании и переработке любого рода, в создании на этой основе качественно новой информации, ее передаче, практическом использовании. (Семенюк Э.Л. Информационная культура общества и прогресс информатики // НТИ. Сер.1. - 1994. - №7. - С.3).

Информационная культура характеризует уровни развития конкретных обществ, народностей, наций, а также специфических сфер деятельности (например, культура труда, быт, художественная культура). Информационная культура неразрывно связана со второй (социальной) природой человека. Она является продуктом его творческих способностей, выступает содержательной стороной субъект-субъектных и объект-объектных отношений, зарегистрированных при помощи различных материальных носителей. (Соснина Т.Н., Гончуков П.Н. Словарь трактовки понятия "Информация".- 1997.- С.48)

Информационная культура личности представляет собой составную часть базисной культуры личности как системной характеристики человека, позволяющая ему эффективно участвовать во всех видах работы с информацией: получении, накоплении, кодировании и переработке любого рода, в создании на этой основе качественно новой информации, ее передаче, практической использовании и включающая грамотность и компетентность в понимании природы информационных процессов и отношений, гуманистически ориентированную информационную ценностно-смысловую сферу (стремления, интересы, мировоззрение, ценностные ориентации), развитую информационную рефлексию, а также творчество в информационном поведении и социально-информационной активности [].

Информационная культура – умение целенаправленно работать с информацией и использовать для ее получения, обработки и передачи компьютерную информационную технологию, современные технические средства и методы. []

Информационная культура в узком смысле – это уровень достигнутого в развитии информационного общества людей, а также характеристика информационной сферы жизнедеятельности людей, в которой мы можем отметить степень достигнутого, количество и качество созданного, тенденции развития, степень прогнозирования будущего. []

Все перечисленные выше определения раскрывают существенные характеристики понятия общая информационная культура личности. Однако для системы образования необходимо сформулировать определение профессиональной информационной культуры учителя, и, в частности, учителя математики. Еще в 80-х годах академиком А.П. Ершовым, одним из основоположников информатизации образования нашей страны, было дано определение компьютерной грамотности и информационной культуры применительно к учащимся общеобразовательной школы, состоящее из совокупности знаний, умений и навыков, лежащих в основе этого понятия. К ним относятся:

навыки грамотной постановки задач, возникающие в практической деятельности, для их решения с помощью ЭВМ;
навыки формализованного описания поставленных задач, элементарные знания о методах математического моделирования и умение строить простейшие математические модели поставленных задач;
знания основных алгоритмических структур и умения применять их для построения алгоритмов решения задач по их математическим моделям;
понимание устройства и функционирования ЭВМ и элементарные навыки составления программ для ЭВМ по построенному алгоритму на одном из языков программирования высокого уровня;
навыки использования основных типов информационных систем и прикладных программ общего назначения для решения с их помощью практических задач и понимания основных принципов, лежащих в основе функционирования этих систем;
умение грамотно интерпретировать результаты решения практических задач с помощью ЭВМ и применять эти результаты в практической деятельности [].

Конечно, сегодня это определение выглядит слишком “программистским”, так как информатика вместе с информационными технологиями шагнула далеко вперед. Изменились методы и принципы программирования, появилась новая операционная система, благодаря интерфейсу которой к миру компьютеров примкнуло огромное число людей. Однако и в 1985 году такое определение компьютерной грамотности вызывало много вопросов и критики. Суть проблемы сводилось к тому, что такое программирование – наука или технология?

Академик А.П. Ершов отвечал на это: «и то, и другое». Он указывал, что особенность проблемы программирования – в ее массовости и призывал обучать программированию через понятие и предварительную разработку алгоритма, чтобы не скатиться на чисто техническую сторону этого процесса [].

Опираясь на анализ понятий информационная культура личности и культура педагога, Данильчук Е.В. было дано интегративное определение информационной культуры педагога.

Информационная культура педагога – интегративное качество личности, представляющее собой динамическую систему гуманистических идей, ценностно-смысловых ориентаций, собственных позиций и свойств личности, реализуемое в способах взаимодействий, взаимоотношений, деятельности в информационной среде, в ее познании и преобразовании, определяющее целостную готовность личности к творческому освоению образа жизни в информационном обществе и проявляющееся в специфике педагогической деятельности и системе профессиональных качеств педагога. []

Данное определение касается педагога любой специальности. Однако для совершенствования системы профессиональной подготовки будущего учителя математики в условиях становления информационной среды общества и образования, в частности, необходимо сформулировать развернутое определение понятия профессиональная информационная культура, в котором, как и в определении А.П. Ершова, отразить конкретные знания, умения и навыки, присущие информационно-культурному учителю математики.

В докторской диссертации Э.И.Кузнецова [] отмечается, что обеспечение компьютерной грамотностью школьников возможно “только при условии, если каждый учитель станет активным сторонником применения новых информационных технологий в учебном процессе”. Содержание информационной культуры каждого члена общества определяется тем, как он использует компьютер в своей деятельности. Соответственно и учителя разных специальностей должны иметь свои представления о методах использования компьютеров в учебном процессе общеобразовательной школы.

Курова Н.Н. [] отмечает, что современный учитель-предметник должен сам принимать участие в разработке тех компьютерных программ, которые он планирует использовать в своей педагогической деятельности. Тогда он легко сможет интегрировать свой продукт в учебный процесс, который выстраивается им самим с целью повышения его эффективности. Готовые решения, предлагаемые сторонними разработчиками педагогических программных средств, как правило, применяются эффективно как дополнительные средства для самостоятельного изучения материала. Педагогический вуз должен развивать те навыки программирования, которые сформировала школа, учитывать новые технологии в этой области, в частности, визуальное и объектно-ориентированное программирование.

Для учителя математики программирование является хорошим инструментом в обучении школьников многим понятиям математики. Академик А.П. Ершов отмечал, что “через программирование и построение информационных моделей в содержательную часть математики входят абстракции человеческой деятельности, свойства искусственных и живых систем. Компьютер позволяет наблюдателю извлечь из статической упаковки математического отношения всевозможные траектории развития динамического процесса, как во времени, так и в пространстве, обогащая тем самым его опыт, интуицию и способность к предсказанию. Все это приближает учебный процесс к исследованию и эксперименту” [, С. 24-25].

В 1967 году группой ученых во главе с профессором С. Пейпертом была создана первая версия языка программирования Лого, который также называют образовательной средой. Лого изначально был разработан для обучения школьников неформальным основам математики через программирование. Отличительной особенностью его являются:

наличие кибернетического существа – черепахи, которая является исполнителем команд и служит объектом обучения её детьми;
функциональность и рекурсия, то есть существует возможность пополнения словаря своими новыми командами и функциями;
поддержка такой структуры данных, как список, которая расширяет известную по Бейсику структуру – массив, что позволяет, например, сравнительно просто представлять граф.

Обучая черепаху, дети знакомятся с "геометрией черепахи", которая не похожа ни на евклидову, ни на декартову. Она похожа на привычную детям геометрию, так как черепаха умеет двигаться так же, как и они сами (имеет положение в пространстве и направление). Поэтому, обучая кибернетическое существо, школьники неформально знакомятся с понятием изоморфизм. Например, чтобы научить черепаху рисовать круг, учащийся должен понять, как он сам ходит по кругу: немного вперед и немного повернуться до тех пор, пока не вернешься в исходную точку.

Кроме того, в геометрию черепахи заложены неформально такие важные математические понятия как интегрирование и дифференциальное уравнение. Рисование окружности показывает, как можно неформально познакомиться с примером интегрирования “как прохождения пути” Это, в свою очередь, означает, что когда школьники будут знакомиться с формальной стороной перечисленных понятий, то усвоение учебного материала будет происходить намного более эффективно, чем при традиционной методике обучения [].

Геометрические модели природы в школьном курсе математики представлены такими простыми фигурами, как линия, круг, многоугольник, сфера, коническое сечение и так далее. Однако, многие реальные природные явления настолько сложны, что использование объектов классической геометрии для построения их моделей явно недостаточно. В 1975 году появилась новая фигура – фрактал, которая может выступать моделью сложных природных систем, таких как: кроны деревьев, горные хребты, береговые линии, поверхность Луны и так далее. Древовидные фракталы применяются не только для моделирования растений, но и бронхиального дерева, работы почек, кровеносной системы и так далее.

Фракталы моделируют природные объекты, имеющие неправильные и фрагментированные формы. Траектория частиц броуновского движения представляет собой пример фрактальной кривой. Сам термин “фрактал” был введен профессором математики Йельского университета Бенуа Мандельбротом []. Он произвел его от латинского глагола frangere, что означает ломать и прилагательного fractus, что означает дробный. Если рассматривать фрактальные объекты в различном масштабе, то постоянно обнаруживаются одни и те же основные элементы. Эти повторяющиеся закономерности определяют дробную (фрактальную) размерность структуры.

Информатики фракталами называют фигуры с рекурсивным подобием или самоподобные фигуры. При повышении глубины рекурсии уменьшенные детали фрактала подобны полному изображению. Большой вклад в науку о фракталах вносят мощные современные компьютеры. Составлены компьютерные программы, рисующие листья деревьев и папоротника, искусственные горные цепи, облака и не существующие в природе планеты с вымышленными океанами и континентами.

Фрактальная геометрия потихоньку проникает в образовательный процесс школы через информатику путем построения фрактальных кривых на компьютере. Наилучшим средством для этого является черепашья графика. Черепашка на экране монитора управляется простыми командами, составляющими словарь языка программирования Лого. Чтобы на Лого составить процедуру, рисующую фрактал, нет необходимости вникать в тонкости и хитросплетения сложной теории размерностей или комплексной плоскости. Достаточно в рисунке, изображающем фрактал, найти повторяющийся фрагмент, чтобы написать проект на Лого, воспроизводящий фрактальную кривую с различными значениями масштаба и глубины рекурсии.

Рисунок 1. Пифагорово дерево

Кроме образовательной среды Лого в общеобразовательной школе давно преподается Бейсик, а в настоящее время в связи с переходом всего программного обеспечения компьютера на объектно-ориентированную систему Windows, его версия Visual Basic. Эта версия отличается наличием большого набора интерфейсных объектов – элементов управления Visual Basic и Windows, с помощью которых можно в визуальном режиме конструировать пользовательский интерфейс.

Многие процедурные математические понятия могут быть реализованы средствами Visual Basic. Возьмем, например, понятие простого числа, изучаемого в 6 классе общеобразовательной школы. Не факт, что школьники такого возраста смогут составить проект, проверяющий по введенному числу, является ли оно простым. Это зависит от многих факторов: насколько они освоили основы программирования к этому времени, нравится ли им программировать, есть ли у них домашний компьютер и так далее. Но рано или поздно, учащийся сможет такой проект создать (прецеденты существуют), и это позволит ему не только по-новому посмотреть на знакомое формальное понятие, но и пойти дальше, развивая проект.

Таким образом современный учитель математики должен побуждать учащихся к использованию знакомых им средств программирования для решения задач математического характера.

Возможности современных информационных технологий обучения позволяют учителю значительно интенсифицировать процесс овладения учениками учебной информацией, передав компьютеру роль транслятора учебного материала и беспристрастного экзаменатора, максимально освободив время на уроке для взаимодействия учителя и ученика в решении проблем каждого конкретного ученика, что дает новый импульс к осуществлению дифференцированного подхода в обучении.

По заказу Министерства образования Российской Федерации в рамках направления “Разработка электронных средств учебного назначения для общего и профессионального образования и информационная поддержка внедрения электронных средств учебного назначения в учреждения образования, обеспечение авторских и имущественных прав, хранения и использования электронных учебных изданий” проекта “Оснащение электронными средствами учебного назначения учреждений общего и профессионального образования”, п.п. 3.2., 5.1. федеральной целевой программы “Развитие единой образовательной информационной среды (2001-2005 годы)” разрабатываются библиотеки электронных наглядных пособий (БНП) в поддержку всех школьных предметов.

Библиотека электронных наглядных пособий – это электронное средство учебного назначения, которое содержит набор информационных объектов, отражающих объекты, процессы, явления в предметной области, и соответствует школьной программе. БНП принципиально расширяет возможности учителя в выборе и реализации средств и методов обучения и предоставляет учащемуся широкие возможности для реализации творческих инициатив и эффективного усвоения изучаемого материала.

Синтез мультимедиа-компонентов (текста, звука, видео, анимации и др.), интерактивных форм взаимодействия и компьютерного моделирования обеспечивает возможность восприятия информации на зрительном, слуховом и эмоциональном уровне, что позволяет достичь наилучшего усвоения материала учеником. В то же время БНП не подменяет учителя и не заменяет традиционные печатные учебные пособия, а создает дополнительный информационный канал получения знаний.

Цель БНП – облегчить подготовку и проведение уроков учителем и учениками как в домашних условиях, так условиях школы (лицеи, гимназии и др.), школьной библиотеке, школьном или районном медиацентрах, а также способствовать развитию самостоятельной творческой и исследовательской деятельности учащихся.

Очевидно, что для формирования информационной культуры в педагогическом вузе у будущего учителя-предметника и, в частности, будущего учителя математики, необходимо дать современное определение его профессиональной информационной культуры. Оно должно основываться на приведенных выше концепциях и программах, определениях и на определении, сформулированном академиком А.П. Ершовым. Необходимо иметь в виду также тот факт, что студент уже должен обладать компьютерной грамотностью, закончив общеобразовательную школу.

Исходя из современных условий развития информационного общества и социального заказа к высшему образованию, охарактеризованных в вышеперечисленных документах, можно констатировать тот факт, что учитель математики обладает информационной культурой, если он:

знает архитектуру ЭВМ и умеет работать в операционной системе (программной платформе персонального компьютера);
знает технические и организационные принципы построения глобальной компьютерной сети и умеет организовать поиск образовательной информации по математике на автономном компьютере и в сети Интернет;
знает основные службы Интернета и умеет ими пользоваться для организации дистанционного обучения по математике;
знает, что такое информация и умеет работать с отобранной для учебного процесса по математике информацией: структурировать, систематизировать, обобщать, представлять в виде, понятном учащимся;
знает выпускаемые ведущими компаниями и рекомендованные МО РФ пакеты обучающих программ, электронные учебники и библиотеки электронных наглядных пособий по учебному предмету "математика" и имеет представление об эффективности применения их в учебном процессе;
знает и умеет использовать базовую информационную технологию и ресурсы Интернета в обучении математике;
знает основные методы решения задач на ЭВМ и умеет выбирать наиболее оптимальную программную среду для решения математической задачи;
знает основные алгоритмические конструкции и умеет программировать на объектно-ориентированном языке, способен составлять небольшие, но необходимые в учебном процессе педагогические программные средства;
знает общие вопросы, связанные с переходом общества к информационной эпохе, влиянием компьютеров на личность и общество, историей развития вычислительной техники, использованием компьютеров и их сетей в обществе и тому подобное.

Учитель математики в школе с развитой информационной средой имеет возможность и должен осуществлять следующие виды деятельности:

обмен информацией с другими учителями математики или администрацией через компьютерную сеть;
систематическое заполнение электронного журнала школы для своих учащихся и их родителей, а также для администрации школы;
организацию участия учеников школы в телекоммуникационных проектах: олимпиадах, викторинах, конкурсах, фестивалях и т.д. по математике;
использование коммуникационных программных продуктов в учебном процессе по математике, например, программу NetMeeting, входящую в систему Windows и обладающую интересными для педагога возможностями;
создание и поддержку своего авторского ресурса в сети Интернет с целью осуществления элементов дистанционного обучения;
регулярный компьютерный контроль знаний учащихся по математике за счет использования готовых тестирующих программ и составления своих собственных;
программирование процедурных понятий школьной математики;
создание авторских мультимедийных презентаций для демонстрации на большом экране ключевых моментов учебного материала по математике на этапе его объяснения.

Для формирования профессиональной информационной культуры будущего учителя математики необходимо совершенствовать существующую информационную подготовку его в педагогическом вузе. Как отмечается в работе [], система информационной подготовки должна включать в себя совокупность учебных курсов, направленных на формирование представлений об основах информатики как комплексной научной дисциплины и основных умений и навыков по применению информационных и коммуникационных технологий на базе современной вычислительной техники в будущей профессиональной деятельности.

С 1985 года во все общеобразовательные школы нашей страны был введен новый предмет “Основы информатики и вычислительной техники”. В учебные планы вузов были включены предметы “Техника вычислений и алгоритмизация”, “Основы информатики и вычислительной техники”. В учебный план подготовки будущих учителей математики был включен предмет “Численные методы”. Все эти дисциплины были направлены на обеспечение компьютерной грамотности студентов, основ алгоритмизации и использования вычислительной техники в изучении тех разделов математики, где требуется производить многочисленные расчеты по определенной схеме.

В государственном образовательном стандарте высшего профессионального образования 2000 года в цикле общих математических и естественнонаучных дисциплин представлен предмет “Информатика” с обновленным содержанием, среди общепрофессиональных дисциплин – “Технические и аудиовизуальные средства обучения”, где рассматриваются: типология компьютерных учебных пособий; банк компьютерных материалов; дидактические принципы построения компьютерных учебных пособий; интерактивные технологии обучения. Блок дисциплин предметной подготовки с позиции информатизации представляет предмет “Информационные технологии в математике”, в котором рассматривается применение пакета символьных вычислений для решения различных математических задач.

Однако, в стандарте не нашли должного отражения интернет- и мультимедиа- технологии, современные парадигмы программирования, социальная информатика, отсутствует диагностическая система показателей уровня усвоения материала. Содержание предметов естественнонаучного цикла и общепрофессиональных дисциплин не являются профессионально ориентированным.

Таким образом, формирование информационной культуры будущего учителя математики носит в настоящее время фрагментарный характер и не удовлетворяет потребность школы с развитой информсредой в учителе математики, способном целостно и эффективно использовать современную информационную и коммуникационную технологию в учебном процессе.

Данильчук Е.В. Методическая система формирования информационной культуры будущего педагога: Автореф. дис... д-ра пед. наук: 13.00.02. Москва, 2003. 40 с.
Ершов А.П. Как учить программированию. Микропроцессорные средства и системы. № 1, 1986. С. 91 – 93.
Ершов А.П. Компьютеризация школы и математическое образование. Программирование, № 1, 1990. С. 3 -25.
Информатика: Учебник. /под ред. Н.В.Макаровой. М.: Финансы и статистика, 1999.
Каракозов С.Д. Информационная культура в контексте общей теории культуры личности. Педагогическая информатика. № 2, 2000. С. 41 – 55.
Кузнецов Э.И. Общеобразовательные и профессионально-прикладные аспекты изучения информатики и вычислительной техники в педагогическом институте. Диссертация на соискание ученой степени доктора педагогических наук. М.: МПГУ, 1990.
Курова Н.Н. Проектная деятельность в развитой информационной среде образовательного учреждения. М.: Федерация Интернет Образования, 2002.
Мандельброт Б. Фрактальная геометрия природы. М.: Институт компьютерных исследований, 2002.
Матросов В.Л., Жданов С.А. Информационные технологии в процессе подготовки будущего учителя. Бюллетень 1-2(11-12)*1998 ”Проблемы информатизации высшей школы”. М., 1998
Пейперт С. Переворот в сознании: дети, компьютеры и плодотворные идеи. М.: Педагогика, 1989.
Российская педагогическая энциклопедия. М.: БРЭ, 1993.
Свириденко С.С. Современные информационные технологии. М.: Радио и связь, 1989.

Blog

Информационная культура учителя математики в условиях формирования общества знаний

ИНФОРМАЦИОННАЯ КУЛЬТУРА УЧИТЕЛЯ МАТЕМАТИКИ В УСЛОВИЯХ ФОРМИРОВАНИЯ ОБЩЕСТВА ЗНАНИЙ