Развитие интеллекта школьника как принцип организации синергетической среды обучения информатике

Актуальность исследования. В двадцатом веке в школу введены практически только два предмета. В начале века химия выделилась из физики, и во второй половине века, пробивая немалое сопротивление, в школе появляется предмет информатика, интегрирующий в себя как достижения кибернетики, так и Computer Science. Появлению школьного предмета информатики предшествовали определенные изменения в развитии общества. По ряду оценок, общество переходит в стадию развития, называемую «информационной цивилизацией». Она характеризуется тем (прежде всего), что дальнейший прогресс общества возможен только при эффективных методах обработки информации. Причем потоки информации настолько огромны, что без компьютеров принятие разумных управленческих решений в любой сфере деятельности просто невозможно. Естественно, что такое общество формирует социальный заказ образованию на подготовку специалистов к деятельности в информационной сфере. Образование, так или иначе, несмотря на все сложности, отрабатывает этот заказ. Однако, и на это хотелось бы обратить внимание, существует еще один аспект социального заказа, который, может быть, не в полной мере осознан образованием. Интенсификация деятельности в современном обществе такова, что специалист, даже эффективно использующий компьютер, не успевает, не справляется с теми потоками информации, которые он должен обработать для принятия решений. Образно выражаясь, он просто «захлебывается» в информации. Специалисту не хватает интеллектуальных возможностей для систематизации и анализа информации с целью принятия жизненно важных для выживания решений. Итак, вторая сторона заказапоиск путей развития интеллекта. Так, в Концепции информатизации сферы образования Российской Федерации говорится о том, что «к наиболее важным особенностям перспективной системы образования следует отнести: фундаментализацию образования, которая должна существенным образом повысить его качествоопережающий характер всей системы образования, её нацеленность на проблемы будущей постиндустриальной цивилизации, развитие творческих способностей человека ."'. Эта особенность следует из совокупности тех противоречий, «которые, не будучи новыми, станут главными проблемами XXI века», одной из которых является «противоречие между невиданным развитием знаний и возможностями их усвоения человеком"1 (Из доклада Международной комиссии по образованию для XXI века «Образование: скрытое сокровище», представленном ЮНЕСКО в 1997 году). А. А. Кузнецов, определяя перспективы развития образовательной информатики, пишет: «. Главной целью образования становится формирование целостного мировоззрения, предполагающего новый способ мышления и деятельности человека. Роль изучения информатики в формировании такого мировоззрения трудно переоценить. «3.

Развитие мышления школьников заявлено как одна из основных целей изучения информатики в школе4. Однако в определенной степени это заявление носит декларативный характер, ибо в практическом преподавании информатики преобладает традиционная трактовка целей обучения. Это проявляется в следующем.

1. Основное время и силы ученика направлены на изучение информационных технологий, а точнее, прикладных программных средств, их реализующих (в подавляющем большинстве, Microsoft Office). Обучение разработке алгоритмов и программ отодвигается на задний план как по времени, на него отводимому, так и по содержанию.

1 Концепция информатизации сферы образования Российской Федерации//Бюллетень 3−4(13−14)* 1998. Проблемы информатизации высшей школы. М., 1998. С. 29.

2 Там же. С. 28.

3 Кузнецов А. А. О концепции содержания образовательной области «Информатика» в 12-летней школе // Информатика и образование. 2000. № 7.

4 Проект федерального компонента Государственного образовательного стандарта начального общего, основного общего и среднего (полного) образования. Образовательная область «Информатика» // Информатика и образование. 1997. № 1.

2. В работе с информационными технологиями преобладает вовсе не обучение решению с их помощью тех или иных задач (т.е. структурированию данных и действий). Акцент делается на освоение интерфейса, работу со средой того или иного программного средства.

Можно сказать, что предмет информатика «вписался» в традиционные схемы преподавания. Вместе с тем информатика обладает принципиально новыми, во многом еще не реализованными, возможностями, если её сравнивать с другими школьными предметами, по развитию интеллекта школьника.

Понятие «интеллект» как одну из предельных абстракций трудно определить. Оно имеет длительный процесс эволюции, начиная с Платона. Против рассмотрения интеллекта как некой «фиксированной величины», которую можно измерить в лабораторных условиях, возражал Л. С. Выготский. Он считал, что наилучшим показателем интеллекта является то, как люди осваивают новое, а не уровень знаний, накопленных к определенному моменту времени. Современная точка зрения сводится к тому, что интеллект есть некая суперпозиция всех его многообразных форм: сенсомоторных, образных, вербальных, знаково-символических, дискурсивных и пр. С интеллектом связаны способности формировать понятия, рассуждать, решать задачи (в том числе и творческие), запоминать и воспринимать (высшие формы познания человеком действительности). Однако определять нечто, через его свойства, конечно, допустимо, но, в соответствии с современной трактовкой понятия в философии, педагогике, психологии и синергетике, считаем, что интеллект есть некая сложная ментальная реальность, функционирующая по нелинейным законам, и обладающая как нечто целое определенными связями, структурой, которые не определяются отдельными свойствами.

Проблема развития интеллекта, как составная часть теорий развития личности в целом (Ж. Пиаже, Л. С. Выготского, С. Л. Рубинштейна,.

П. Я. Гальперина и т. д.), была и остается одной из ключевых в педагогической науке и практике. Вычленение проблемы развития интеллекта из всех задач обучения не говорит об игнорировании последних. Интеллект, во-первых, не сводится к умственным способностям человека, а характеризует некую исчерпывающую совокупность его духовных задатков и психических возможностей, прежде всего в творческой деятельности, и, во-вторых, рассматривается в качестве способности человека, как к целостному, так и дифференцированному восприятию самого различного рода информации, к адекватному освоению их содержания. Интеллектуальное (и интеллект как его носитель) является двухприродным феноменом, его основания лежат в естественной среде, но свои реальные формы оно обретает лишь в среде социальной. Интеллектуальное обеспечивает возможность зарождения и развития культурного процесса, в контексте которого оно в свою очередь обретает столь разнообразные качества. Интеллектуальное и культурное не сводимы друг к другу, но содействуют росту и существованию друг друга, а уничтожение одного из них, ведет и к исчезновению другого.

Развитие интеллектуальной составляющей личности, на наш взгляд, первоочередная задача педагогической науки и практики. Дальнейшее развитие целей обучения информатике будет происходить, с учетом всех предыдущих достижений (и в этом заключается диалектика процесса), в направлении развития интеллекта школьника. Информатику, в которой, помимо традиционного изучения предмета, осуществляется целенаправленная деятельность по развитию интеллекта школьника, можно было бы определить как «когнитивную, информатику». Действительно, в когнитивной психологии (значительная часть исследований которой посвящена проблеме интеллекта) интенсивно используются методы и принципы, разработанные в информатике. Но в этом случае предполагается вполне определенный методологический базис исследования, не выходящий за пределы связки «информатика — когнитивная психология». Разработка же перспективных концепций развития методической системы обучения информатике требует синергетического анализа и синтеза, как метода наиболее соответствующего современной научной «картине мира».

Понятие «синергетической среды» является развитием понимания образовательной среды (А. В. Хуторской), учебно-информационной среды (И. В. Роберт), обучающей среды (В. В. Гузеев) и накладывает требования, как на содержание, так и на все остальные компоненты методической системы обучения. Синергетическая среда обучения информатике это методическая система обучения информатике, построенная по определенным принципам, позволяющая ставить и искать ответы на следующие вопросы.

1. Как деятельность, связанная с изучением информатики, влияет на развитие интеллекта школьника, то есть, обладает ли информатика неким новым по отношению к другим школьным предметам ресурсом для развития интеллекта школьника?

2. Что является концептуальной основой выбора содержания предмета?

3. Как организовать деятельность ученика, учителя, в целом, образовательный процесс в школе так, чтобы она в максимальной степени влияла на развитие интеллекта школьника?

Полных ответов на поставленные вопросы в педагогической науке, связанной с образовательной информатикой (да и не только), вероятно, нет. Их и не может быть, как не может быть неких абсолютных истин, но даже частичное решение этой актуальной проблемы в виде создания некой цельной системы (концепции) позводит по-другому решать вопросы, связанные с преподаванием информатики в школе, с прогрессивной составляющей развития научного знания об обучении информатике.

Проблема исследования. Таким образом, проблема исследования связана с разрешением противоречия между необходимостью разработки методической системы обучения информатике (синергетической среды) с учетом закономерностей развития интеллекта школьника и отсутствием всестороннего анализа сущности и способов целенаправленной деятельности по развитию интеллекта школьника при изучении информатики.

Цель исследования — разработать методологические и методические основы синергетической среды обучения информатике.

Объект исследования — синергетическая среда обучения информатике.

Предмет исследования — методологические и методические основы обучения информатике в условиях целенаправленной деятельности участников образовательного процесса на развитие интеллекта школьника.

Гипотезы исследования. Обучение информатике в большей степени соответствует целям и приоритетным направлениям развития личности школьника при выполнении следующих условий:

1. В основу методологии построения системы обучения информатике будет положено современное представление о научной картине мира, основанное на синергетических принципах развития сложных сред (методологическая база исследования).

2. Определение логики развития интеллекта школьника будет осуществляться на основе того, что он есть некая цельная ментальная реальность (сложная и открытая), функционирующая по нелинейным законам. При обучении в синергетической среде постоянно будут создаваться ситуации, требующие от личности школьника таких интеллектуальных качеств, как: креативности, рефлексии, поиска смысла, воли, настойчивости, осознания того, что есть «я» и т. д.

3. Проектирование синергетической среды обучения будет осуществляться исходя из закономерностей развития интеллекта в соответствии с логикой функционирования сложных систем.

4. Содержание обучения информатике будет формироваться не только на основе выявления фундаментальных понятий изучаемой области действительности (аттракторов содержания обучения), но и на особенностях деятельности участников образовательного процесса в сложной среде обучения, обеспечивающих целенаправленное развитие интеллекта школьника.

5. Деятельность по развитию интеллекта будет строиться на узловых точках (аттракторах) содержания обучения в виде циклического скачкообразного процесса восхождения по сходящейся спирали.

Основные задачи и логика исследования. Проблема, цель и гипотеза исследования предопределили необходимость решения следующих основных задач:

1. Обосновать необходимость использования принципов синергетики в качестве методологического базиса исследования.

2. Раскрыть сущность понятия «синергетической среды обучения информатике».

3. Провести анализ психолого-педагогического понимания сущности интеллекта и логики его развития.

4. На основе анализа информатики, как науки, так и области деятельности человека, определить систему ключевых понятий содержания обучения (аттракторов содержания). При этом деятельность школьника по изучению содержания должна подчиняться нелинейной динамике.

5. Разработать принципиальные моменты индивидуализации процесса обучения при классно-урочной форме организации занятий, обеспечивающие реализацию основных положений синергетической среды обучения.

Логика изложения адекватна указанной последовательности решаемых задач. В первой главе на основе «современной научной картины мира» обосновывается необходимость перехода от системно-структурных к синергетическим принципам исследования сложных систем. Проектирование методической системы обучения информатике на этих принципах позволяет утверждать, что она становится синергетической средой обучения и соответствует современным научным представлениям о логике развития и функционирования сложных систем. Во второй главе на основе анализа психолого-педагогических теорий развития личности, обосновывается понимание интеллекта как некой сложной, открытой ментальной реальности, функционирующей по нелинейным закономерностям. Третья глава посвящена вопросам построения содержания как ключевого компонента синергетической среды обучения. Выделяется совокупность ключевых понятий — аттракторов содержания, отражающая фундаментальные основы информатики как науки, и их «прохождение» должно допускать нелинейный характер деятельности участников образовательного процесса, в первую очередь, школьника. В четвертой, главе раскрываются особенности деятельности участников образовательного процесса в синергетической среде обучения информатике и приводятся результаты, подтверждающие эффективность разработанных положений на практике.

Теоретико-методологическую основу исследования составили:

1. Труды по философии (М. Вертгеймер, Э. В. Ильенков, Е. Н. Князева, С. П. Курдюмов, М. К. Мамардашвили, М. Б. Туровский, В. Ф. Юлов и др.).

2. Исследования психологов по проблеме развития личности (А. А. Бодалев, Б. М. Величковский, Л. А. Венгер, Л. С. Выготский, П. Я. Гальперин, В. П. Зинченко,.

A. Н. Леонтьев, Ж. Пиаже, С. Л. Рубинштейн, О. К. Тихомиров,.

B. Д. Шадриков и др.), в частности работы когнитивных психологов по проблеме интеллекта (Дж. Андерсон, Дж. Гилфорд, Л. М. Веккер, В. Д. Дружинин, Р. Солсо, Р. Стенберг, Д. Халперн, М. А. Холодная, Д. В. Ушаков и др.).

3. Работы по философскому осмыслению информационной цивилизации (Р. Ф. Абдеев, Д. Васкевич, Е. П. Велихов,.

Б. С. Гершунский, А. П. Ершов, Н. Н. Моисеев, Т. Кун, С. Пейперт, Э. Тоффлер и др.).

4. Работы по методологии науки (Е. М. Вечтомов, К. Гёдель, Л. Берталанфи, Н. Винер, В. М. Глушков, В. С. Леднев, Дж. Нейман, И. Пригожин, А. Пуанкаре, А. Тьюринг, Г. Хакен, А. Я. Хинчин и др.).

5. Исследования, раскрывающие основные направления развития образовательной информатики (С. А. Бешенков, К. К. Колин, А. А. Кузнецов, М. П. Лапчик, В. С. Леднев, В. М. Монахов, И. В. Роберт и др.).

6. Работы по совершенствованию методической системы обучения информатике (Е. В. Андреева, Е. В. Баранова, А. Г. Гейн, С. Г. Григорьев, И. Б. Готская, Е. В. Данильчук, Т. В. Добудько, А. Р. Есаян, С. А. Жданов, Т. Б. Захарова, А. А. Кузнецов, О. А. Козлов, А. Г. Кушниренко, М. П. Лапчик, А. В. Могилев, Н. И. Пак, А. В. Петров, Е. А. Ракитина, О. Г. Смолянинова, И. Н. Фалина, Е. К. Хеннер, М. Н. Швецкий и др.).

Методы исследования. Теоретические методы: анализ философских, психолого-педагогических трудов с целью выявления закономерностей развития интеллектаисторический анализ изменения научных воззрений на миристорико-логический анализ закономерностей изменения образовательной информатики и информатики как сферы деятельности человекаанализ процесса обучения информатике в школеанализ и обобщение педагогического опыта обучения информатике одаренных детей. Эмпирические методы: наблюдениеэкспертные оценкиизучение педагогического опытаанализ документовбеседы с преподавателями учебных учрежденийэкспериментальное преподаваниенаблюдение за ходом учебного процесса, деятельностью учащихся.

Экспериментальная база исследования. Вятский государственный гуманитарный университет, Вятский институт повышения квалификации и переподготовки работников образования, физико-математический лицей г. Кирова и другие школы города и области, студенческие и школьные олимпиады по информатике различного уровня, включая российские (работа в жюри).

Этапы исследования начинают отсчет с 1989 года и отражают динамику развития образовательной информатики.

На первом этапе (1989;1996 гг.), поисково-аналитическом, решались задачи: получения первичного, содержательного эмпирического материала для его теоретического осмысления и практического использованияпервичной формулировки гипотезы и задач исследования, а также поиск путей решения этих задачвыявления закономерностей в развитии интеллекта школьникаотбора содержания и разработки методики преподавания курса информатики.

На втором этапе (1997;2000 гг.), опытно-экспериментальном уточнялись проблема, цель, гипотеза и задачи исследованияразрабатывались и апробировались различные курсы преподавания информатикианализировались различные концепции обучения информатике. На данном этапе были в целом разработаны принципы организации синергетической среды обучения информатике, в рамках которой осуществляется целенаправленная деятельность по развитию интеллекта школьника.

На третьем этапе (2000;2004 гг.), теоретико-обобщающем, решались следующие основные задачи: окончательная корректировка принципов организации синергетической среды обучения информатикеобобщение экспериментальных результатовиздание учебников и монографийоформление диссертационной работы.

Научная новизна результатов исследования.

1. С позиции целостного подхода определены сущностные характеристики процесса развития интеллекта школьника при обучении информатике.

2. Развито понятие методической системы обучения информатике как синергетической среды, имеющей свою логику функционирования и реализующую целевую установку по развитию интеллекта школьника.

3. Обоснован переход к целям и содержанию обучения информатике, направленный на реализацию принципа самоорганизации интеллекта школьника.

4. Обоснованы принцип отбора содержания, обеспечивающий его целостность, устойчивость и фундаментальность, и принцип его изучения (нелинейное восхождение по сходящейся спирали), соответствующие логике развития синергетических систем.

5. Обоснован выбор программирования в качестве элемента содержания и инструмента по изучению содержания.

6. Разработаны ключевые положения методики обучения, обеспечивающие функционирование среды обучения, как сложной нелинейной системы, направленной на ускоренное развитие интеллекта школьника.

Теоретическая значимость. Результаты исследования вносят вклад в развитие фундаментальной проблемы педагогики — на примере преподавания информатики показывается, как интегрировать в единое целое процессы развития и обучения школьника. Исследование способствует пониманию того, что весь образовательный процесс носит нелинейный характер (личность школьника, его интеллект, развивается в процессе самоорганизации по нелинейной зависимрсти, класс как нелинейная система, содержание обучения как нелинейная система, методика обучения, обеспечивающая нелинейный характер деятельности участников образовательного процесса).

Полученные результаты могут служить теоретической базой для решения актуальных научных проблем теории и методики обучения информатике, проектирования содержания образования и его реализации с учетом того, что в его основе лежит ограниченное количество примитивов (структур — аттракторов).

Практическая значимость работы.

1. Реализуемость принципов организации синергетической среды обучения информатике в рамках конкретных образовательных учреждений.

2. Возможность использования результатов исследования для изменения содержания и форм школьного и вузовского образования по информатике с целью оптимизации учебного процесса и повышения его эффективности.

3. Реализуемость в конкретной педагогической деятельности принципа «учить учиться», или самоорганизовывать свои знания, свой интеллект.

Практическая значимость исследования заключается также в том, что материалы и результаты исследования использованы при разработке:

1. Программ курсов по циклу предметов информатики для конкретных школ и вузов.

2. Учебников и учебных изданий «Основы программирования», «Программирование в алгоритмах», «Практикум по объектно-ориентированному программированию», «Информатика в задачах», «100 задач по информатике», «Задачник по программированию. 1000 задач с решениями» и т. д.

Достоверность и обоснованность результатов исследования обусловлены выбором исходных теоретико-методологических установок, включающих рассмотрение проблемы с позиций других областей знания (философии, психологии и т. д.) — использованием достижений педагогической наукисоблюдением логики синергетического анализаразумным сочетанием теоретических и эмпирических методов исследования, адекватных его цели и задачамдлительным характером опытноэкспериментальной работы по проектированию и реализации синергетической среды обучения информатике, целевой установкой которой является развитие интеллекта школьника.

Апробация результатов исследования. Материалы исследования докладывались на ряде конференций и научно-практических семинарах. Всесоюзная конференция «Компьютерные технологии в учебно-воспитательном процессе в школе и вузе» (Свердловск, 1990), Международная конференция «Подготовка преподавателя математики и информатики для высшей и средней школы» (Москва, 1994), VI Международная конференция «Информационные технологии в образовании» (Москва, 1997), Межрегиональные конференции «Проблемы математического образования в педвузах и школах России» (Киров, 1998, 2000), Научно-техническая конференция преподавателей математических кафедр, посвященная 75-летию КГПИ (Киров, 1990), Всероссийский семинар по методологии педагогики «Методология диссертационных исследований проблем образования в условиях его модернизации» (Волгоград, 2003).

Внедрение результатов исследования осуществлялось в процессе публикации монографий, учебников, учебных и методических пособий, статей общим объемом ~ 170 п. л., а также при организации учебного процесса в физико-математическом лицее г. Кирова, Вятском государственном гуманитарном университете. Методические результаты исследования распространялись в России через публикацию материалов в газете «Информатика» (приложение к изданию «Первое сентября»), с 1996 года по 2001 год их опубликовано 56.

Положения, выносимые на защиту,.

1. Совокупность исследований под общим именем «синергетика» позволяет считать, что во второй половине XX века сформировался новый взгляд на мир, новая «научная картина мира», новая методология анализа и синтеза сложных систем. Целостная методическая система обучения информатики, направленная на развитие личности ученика, его интеллекта, и спроектированная по синергетической методологии, есть синергетическая среда обучения информатике. Эффективность функционирования среды достигается за счет единства (согласованностью) принципов организации её компонент, и логики их построения.

2. Синергетический анализ педагогических теорий обучения и психологических теорий интеллекта определяет те элементы, синтез которых в единую методическую систему обучения обеспечивает целенаправленную деятельность участников образовательного процесса по достижению целевой установки — становлению личности ученика через развитие его интеллектуальных возможностей. Воззрения на интеллект как на некую цельную реальность, подчиняющуюся в своем развитии синергетическим законам, соответствуют современной точке зрения на его природу.

3. Синергетическая среда обучения информатике будет эффективна в том случае, если содержание как компонент среды построено на принципах: фундаментальности, сложности, открытости и нелинейности. В этом случае достигается цельность среды, в которой заложена как самоорганизация самой среды, так и компонент в неё входящих. Отражение в содержании фундаментальных основ предметной области позволяет говорить о его «наложении» на некое неизменное ядро (структуры — аттракторы), независимое от динамично изменяющейся внешней среды. Сложность содержания понимается не как отсутствие простоты, а как возможность создания конкретного проблемного материала урока в принципе любого уровня сложности (в рамках урока) в зависимости от потребностей реальной педагогической ситуации. Открытость конкретного содержания при неизменности ядра подразумевает обмен с внешней средой. В частности, введение нового в содержание подразумевает выявление в нем структураттракторов и построение изучения содержания, как процесс прохождения этих структур на конкретном материале. Нелинейность содержания предполагает обязательность нелинейного характера деятельности при его изучении, как при решении каждой конкретной проблемы, так и в целом — освоение содержания есть нелинейное «восхождение» по сходящейся спирали.

4. Выбор программирования в качестве элемента содержания и инструмента по изучению содержания не противоречит основным содержательным линиям современной трактовки предмета, а именно: формализации и моделированиюинформации и информационным процессамуправлению и управляющим процессам. Это решение позволяет установить согласованность между целью, содержанием и организацией процесса обучения, что определяет целостность синергетической среды обучения, её уникальность как явления реальности, изучаемой педагогической наукой. Включение программирования в содержание обучения приводит к тому, что школьный предмет информатика становится единственным, в котором опыт человеческой деятельности «по борьбе со сложностью» находит отражение. Деятельность при программировании имеет те свойства и характеристики, развитие которых, с точки зрения когнитивных психологов, характеризуют развитый интеллект.

5. Принципы синергетики в организации процесса обучения реализуются при индивидуальном обучении. В информатике, как учебном предмете есть возможность достичь индивидуализации в рамках классно-урочной формы занятий. Параллельная структура урока с максимально возможным использованием среды программирования и возможность учить через ошибку, через поиск ошибок — путь индивидуализации процесса обучения.

Синергетическая среда обучения включает внеклассные мероприятия по информатике как еще одного слоя неоднородности, усиливающего индивидуализацию процесса обучения и приводящего к нелинейному развитию интеллектуальных возможностей ученика.

Несмотря на возросшую роль компьютера в среде обучения, синтезирующим фактором, объединяющим все элементы процесса обучения информатики в единое целое, является искусство общения учителя.

Сформулированные правила определяют канву этого искусства, суть которого заключается в переводе общения от субъект-объектной схемы к субъект-субъектной и активизации общения с конкретным учеником от единичной, разовой в процессе урока к практически непрерывной.

Структура диссертации определена логикой исследования и последовательностью решения его задач. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, шести приложений и библиографического списка. В приложениях приведен анализ отдельных вопросов и делается первый слой выводов, на основании которых написана основная часть и окончательные выводы исследования.

Выводы.

1. Особенности деятельности при структурном программировании соответствуют представлениям когнитивных психологов о том, как знания о мире поступают в систему памяти человека. Структурированная программа, её фрагменты воспринимаются как нечто целое, а не на уровне отдельных управляющих конструкций или типов данных, она имеет хороший гештальт. Элементы структуры (в частности, процедуры, функции) воспринимаются и как некий единый языковый знак, и как некий наглядный образ, и как некое действие (или действия). В психологии считается, что развитие интеллекта осуществляется в соответствии с тем, как осваиваются эти три формы представления информации.

2. Есть достаточно полное соответствие между воззрениями когнитивных психологов на то, как представлены знаний в памяти человека, и тем, как описывается информационная часть программ. Если предположить верность психологических представлений, то будет верным и утверждение о том, что при занятиях программированием развиваются определенные характеристики интеллекта.

3. Представления психологов о памяти «подсказывают» отдельные фрагменты построения учебного процесса. Человек помнит не определения, не сложные выкладки доказательств чего-либо. Он помнит примеры, идеи, схемы доказательств. Требуется учить через достаточно сложные задачи (проблемы), учить «по спирали» — с многократным возвратом к одной идее, к одному понятию, через имплицитную и процедурную память идти к эксплицитной.

4. Методики оценки развития интеллекта в когнитивной психологии при решении проблем во многом основаны на том, как решаются похожие проблемы в программировании (работает компьютерная метафора). Если предположить, что в когнитивной психологии действительно оценивается интеллект, то, в частности, умение решать задачи, связанные с перебором вариантов в проблемном пространстве задачи, будет говорить о развитом интеллекте.

5. Методы оценки развития компетентности в когнитивной психологии основаны на том, как воспринимается проблема человеком. Если нечто доведено до уровня автоматизма, то по этому нечто сформирована компетентность. Если количество нечто превысит определенное значение, то человек становится профессионалом в соответствующей сфере деятельности. Изучение информатики, в частности программирования, может стать тем «полигоном», на котором будут испытываться педагогические теории компетенций, ибо оценка автоматизма в деятельности осуществляется достаточно просто.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Полученные результаты проведенного исследования позволяют сделать следующие основные выводы.

1. Анализ современной «научной картины мира» показал необходимость перехода от системно-структурных к синергетическим принципам исследования сложных систем. Изменение методологии, а именно, переход от системного подхода к анализу динамики изменения систем к синергетическому, позволил выявить закономерности возникновения новых свойств системы в результате самоорганизацииперехода от одного уровня сложности к другому (через «скачок» -нелинейный период изменения системы). Самоорганизация «не навязывается системе», она заложена во внутренней структуре самой системы, взаимосвязей её подсистем, которые и обеспечивают новое системное качество.

Проектирование методической системы обучения информатике на синергетических принципах позволило говорить о синергетической среде обучения, что в большей степени соответствует современным научным представлениям о логике развития и функционирования сложных систем. В этом случае развитие личности ученика через развитие его интеллектуальных возможностей, как элемента среды заложено в виде внутреннего ресурса самой среды. По другому, среда «нацелена» на развитие личности ученика, как центрального элемента среды.

2. Выявлены особенности информатики, как школьного предмета, при изучении которого осуществляется развитие интеллекта школьника в результате целенаправленной деятельности участников образовательного процесса. Данное утверждение не противоречит современным тенденг^иям изменения целей обучения. Монистическое понимание интеллекта как сложной, открытой реальности, функционирующей по нелинейным законам, и обладающей как нечто цельное определенными связями, структурой, не определяемыми отдельными его свойствами, есть синергетическая трактовка явления, обеспечивающая «вскрытие» механизмов развития интеллекта, как процессов самоорганизации сложной системы, деятельность которой осуществляется в среде.

Цель обучения информатике, а именно, постановка во главу угла развития интеллекта школьника, согласуется с общепринятыми задачами: формирование стабильных навыков работы с информацией и понимание того, что есть информационный процессприобретение знаний по методам формализации и моделирования и т. д. Истинность утверждения следует из того, что, во-первых, деятельность по развитию интеллекта осуществляется на проблемном материале информатики и методами, используемыми в информатике, с максимальным использованием основного инструмента информатики — компьютера, и, во-вторых, «вскрытие» дополнительного образовательного ресурса учебного предмета информатики по развитию интеллекта школьника только увеличивает вероятность успешности в достижении общепринятых целей.

Дидактическая интерпретация ряда основных философских положений на интеллект определила ориентиры, принципиальные моменты, построения синергетической среды обучения информатике. Анализ различных теорий интеллекта в когнитивной психологии, построенных на индуктивных или дедуктивных принципах, показал, что закономерности развития интеллекта не вскрываются в них в полной мере.

3. Анализ педагогических теорий обучения позволил выделить положения, согласующиеся с особенностями синергетической среды обучения.

Опережающее обучение — будущее должно «временить» настоящее, притягивать настоящее.

Принцип укрупнения дидактических единиц — структура — аттрактор это дидактическая единица, но «размытая» и в тоже время цельная, присутствующая во всем содержании. Совокупность структур, это совокупность дидактических единиц, которые обязаны присутствовать в содержании, и на которые в принципе допустимо «наращивать» разное содержание.

Нелинейная конструкция урока — как инструмент индивидуализации. В синергетической трактовке нелинейность — характеристика деятельности участников процесса и не только. Содержание обязано допускать нелинейный характер изучения. Нелинейность урока — один из моментов реализации нелинейного принципа организации синергетической среды обучения.

Проблемное (развивающее) обучение реализуемо при наличии познавательной активности, познавательной потребности, потребности мыслить и в тоже время призвано развивать активность, потребность мыслить. С синергетической точки зрения потребность обязана возникать в среде, организованной по определенным принципам, ибо эта возможность заложена как элемент самоорганизации центрального элемента среды — личности ученика.

Индивидуализация процесса обучения является механизмом реализации педагогических положений. В синергетической среде обучения методы индивидуализации становятся применимыми в условиях массовой школы, классно-урочной формы организации занятий.

4. Обоснован выбор содержания обучения информатике как компонента синергетической среды обучения построенного на принципах: сложности, открытости и нелинейности. В этом случае в содержании, как системе, присутствует возможность самоорганизации, понимаемая как конструирование проблемного материала любого уровня сложности в зависимости от потребностей реального учебного процесса. В содержании обучения информатике отражаются фундаментальные основы предметной области. Содержание «не втягивается в гонку» с динамично изменяющейся внешней средой, а «впитывает» его на уровне наложения на фундаментальные структуры (аттракторов). Структурами — аттракторами являются.

1. Величина (переменная), структуры данных (в первую очередь массив).

2. Управляющие конструкции, рекурсия.

3. Процедуры и функции как инструмент структуризации задачи.

4. Отношение порядка (упорядоченности) на множестве объектов определенной структуры.

5. Перебор вариантов в пространстве состояний задачи.

Определенная совокупность аттракторов является полной. Данной утверждение основано на том, что при решении любой проблемы необходимо:

1. Представить исходную информацию (исходные данные) в виде определенных структур данных (декларативная часть). Определить отношение порядка на исходных структурах.

2. Выполнить последовательную структуризацию проблемы, определяя при этом особенности управления (исчисленческая часть) вычислительным процессом.

3. Описать изменения отношений упорядоченности на множестве введенных структур, вплоть до получения конечного, требуемого отношения порядка или результата.

4. Оценить реальность получения результата в обозримое время.

Выделенная плоскость аттракторов отражает фундаментальные основы предметной области информатика. Схемы отражения на неё плоскости конкретного содержания могут отличаться, главное, чтобы эта плоскость удовлетворяла синергетическим принципам. Особое место при этом играет принцип нелинейности. Деятельность при работе с содержанием (проблемным материалом) должна носить нелинейный характер.

5. Требование соответствия целевых установок обучения и содержания, определяет его фундаментальность, открытость, сложность и возможность нелинейного характера изучения. Этим требованиям удовлетворяет программирование, основную часть которого, если оценивать по объему конечного продукта, составляет деятельность человека по проектированию информационных систем. Рассмотрение программирования как элемента содержания обучения информатике и как инструмента по изучению содержания не противоречит основным содержательным линиям современной трактовки предмета, а именно: формализации и моделированиюинформации и информационным процессамуправлению и управляющим процессам. Использование программирования как инструмента позволяет: создавать различное по уровню сложности проблемное наполнение предметареализовать различные инновации в методике преподавания предметаобеспечить преемственность школьного и вузовского образования по информатике.

Развитие технологий программирования носит нелинейный характер и является развитием методов системного анализа и синтеза, а также управления вычислительным процессом в проектах, реализующих сложные системы. Процесс решения задачи, с её программной реализацией, носит нелинейный характер, обусловленный, в частности, проблемным характером обучения и обязательным тестированием получаемых решений. Включение программирования в содержание приводит к уникальности школьного предмета информатики, как единственного, в котором опыт человеческой деятельности «по борьбе со сложностью» находит отражение. Деятельность при программировании имеет те свойства и характеристики, развитие которых, с точки зрения когнитивных психологов, характеризует развитый интеллект.

6. Разработаны элементы организации процесса обучения информатике, как компоненты синергетической среды обучения, удовлетворяющие принципам открытости, сложности и нелинейности. В педагогике, при мастерстве учителя как исходной заданности, индивидуализация (субъективизация) процесса обучения позволяет достичь синергетичности обучения. При традиционных методах в рамках классно-урочной организации учебного процесса индивидуализация обучения вступает в противоречие с кибернетическим законом о том, что «разнообразие» учителя обязано обеспечивать «разнообразие» класса, и поэтому не реализуемо. Разработанная параллельная структура урока с максимально возможным использованием компьютера и методика использования скрытого ресурса среды программирования для обучения, а именно, возможности тестирования решений задач каждого ученика или обучение через ошибку — путь индивидуализации процесса обучения при классно-урочной форме организации занятий. Синергетическая среда обучения включает внеклассные мероприятия по информатике как еще одного слоя неоднородности, усиливающего индивидуализацию процесса обучения и приводящего к нелинейному развитию интеллектуальных возможностей ученика.

Синтезирующим фактором, объединяющим все элементы процесса обучения информатике, как компонент синергетической среды обучения в единое целое, является искусство общения учителя. Сформулированы 15 правил, определяющие канву этого искусства, суть которого есть перевод общения от субъект-объектной схемы к субъект-субъектной и активизация общения с конкретным учеником от единичной, разовой в процессе урока к практически непрерывной.

7. На базе физико-математического лицея г. Кирова и других школ проведена экспериментальная работа, подтверждающая обоснованность исходных положений исследования и < показывающая пути реализации выводов в практике учебных заведений. Подготовленные в процессе исследования учебные пособия, изданные массовыми тиражами, используются в практике работы учителей общеобразовательных учреждений.