Роль проблемного обучения на занятиях информатики при кредитной системе образования

За последние десятилетия роль науки существенно изменилась по отношению к общественной практике. Постепенно наука стала все больше переключаться на технологическое совершенствование практики: понятие «научно-техническая революция» сменилось понятием «технологическая эпоха», поэтому новой эпохе, в которую перешло человечество, нужны новая структура и содержание обра­зования.

В настоящее время, в условиях глобализации, в Казахстане идет становление новой системы об­разования, направленной на вхождение в мировое образовательное пространство. Современное об­щество предъявляет серьезные требования к качеству образования молодого поколения: владение различными способами деятельности (познавательной, творческой), умение ориентироваться в огромном информационном потоке, обладание способностью к самостоятельному конструированию своих знаний, умение критически мыслить, владение навыками коллективного труда и т.д. Все эти способности трудно развивать, используя только обычную фронтальную форму проведения занятий. Поиск путей совершенствования качества подготовки специалистов послужил основанием к разви­тию инновационных процессов, которые охватили внедрение новых методов и приемов обучения, создание новых форм организации учебного процесса, применение новых средств обучения, бога­тейшие возможности которых открываются благодаря научно-техническому прогрессу. Имеется воз­можность вариативности, которая позволяет педагогическому коллективу выбирать и конструировать педагогический процесс по любой модели. Выбор технологии преподавания конкретного курса осу­ществляется преподавателем на основе его личных педагогических убеждений и составляет его ин­дивидуальный стиль педагогической деятельности.

Применение определенной технологии деятельности преподавателя — это творческий процесс, состоящий в анализе целей образования, возможностей студентов и выборе форм, методов и средств обучения, обеспечивающих реализацию целей и возможностей. Это и выбор личных предпочтений преподавателя.

Однако технологии обучения рассматриваются не только как деятельность преподавателя, но и как дидактические системы, которые могут выступать и как самостоятельные педагогические катего­рии, отдающие предпочтение тем или иным формам, методам и средствам обучения, связанные с реализацией тех или иных приоритетных целей образования. Некоторые из них получили общепри­нятое название, например, программированное обучение, проблемное обучение.

Внедрение новых технологий обучения — это инновационный процесс, он подчиняется всем правилам инновационной деятельности. Инновационная педагогическая деятельность — это деятель­ность по преобразованию педагогического процесса, по внедрению в него новшеств, направленных на его совершенствование.

Кредитная технология — это образовательная технология, повышающая уровень самообразова­ния и творческого освоения знаний на основе индивидуализации, выборности образовательной тра­ектории в рамках строгой регламентации учебного процесса и учета объема знаний в виде кредитов.

Кредитная система предусматривает направленность студентов на самостоятельное, активное овладение системой знаний, умений, навыков, на накопление творческого опыта, на развитие их учебно-познавательной деятельности, профессионально-познавательных потребностей, интересов.

Согласно требованиям кредитной технологии каждая учебная дисциплина предлагается как со­вокупность взаимосвязанных и вытекающих друг из друга проблем, которые студент должен изучить под руководством преподавателя большей частью самостоятельно. Роль преподавателя в данном слу­чае сводится к формулировке проблемы, обоснованию ее актуальности и практической значимости и к общему руководству познавательно-творческой деятельностью студента.

Применение этой технологии требует резкого сокращения объема обязательных групповых за­нятий студентов с преподавателем в учебной аудитории. Соответственно увеличивается количество часов, отводимых на самостоятельную работу студента и его индивидуальную работу с преподавате­лем. Изменяется и характер контроля за усвоением знаний студентами. Его главным назначением становится оценка эффективности активной поисково-познавательной деятельности обучающегося. Этим объясняется применение таких форм контроля, как различного вида тесты, деловые игры, дис­куссии, выполнение заданий творческого характера или требующих экспериментальной работы. Сис­тема кредитного обучения существенно изменяет отношения между преподавателем и студентом в процессе обучения. Преподаватель перестает быть только источником новой информации, а студент —    ее пассивным потребителем. К.Д.Ушинский также полагал, что задача образования не сводится к передаче учащимся знаний, умений и навыков. По его мнению, в процессе обучения «следует пере­дать ученику не только те или иные познания, но и развить в нем желание и способность самостоя­тельно, без учителя, приобретать новые познания» [1]. А.Дистервергу принадлежит афоризм, кото­рый можно также назвать предпосылкой всего проблемного обучения: «Плохой учитель преподносит истину, хороший — учит ее находить» [2].

Основное внимание в обучении концентрируется на крупных проблемах, часто не имеющих еще однозначного решения. Поэтому преподаватель и студент выступают часто в роли партнеров, сорат­ников, что приводит к усилению демократических начал в образовании и способствует более интен­сивному обмену информацией в системе «преподаватель-студент». В последнее время пристальное внимание во многих странах мира уделяется методу проектов. Первоначально его называли методом проблем. Сегодня под проблемным обучением понимается такая организация учебных занятий, кото­рая предполагает создание под руководством преподавателя проблемных ситуаций и активную дея­тельность студентов по их разрешению, в результате чего и происходит творческое овладение про­фессиональными занятиями, навыками, умениями и развитие мыслительных способностей. Проблем­ное обучение превращается в усовершенствование методики преподавания и структуры учебного ма­териала. В современной практике проблемное обучение могут определять и как «особый тип обуче­ния, характерную черту которого составляет его развивающая по отношению к творческим способно­стям функция» [2].

В педагогической литературе имеется ряд попыток дать определение этому явлению.

Под проблемным обучением В.Оконь понимает «совокупность таких действий, как организация проблемных ситуаций, формулирование проблем, оказание ученикам необходимой помощи в реше­нии проблем, проверка этих решений и, наконец, руководство процессом систематизации и закрепле­ния приобретенных знаний» [3].

По Д.В.Вилькееву, проблемное обучение — это такой характер обучения, когда ему придают некоторые черты научного познания [4].

Сущность проблемного обучения И.Я.Лернер видит в том, что «учащийся под руководством учителя принимает участие в решении новых для него познавательных и практических проблем в определенной системе, соответствующей образовательно-воспитательным целям учебного заведе­ния» [5].

С точки зрения Т. В. Кудрявцева суть процесса проблемного обучения заключается в выдвижении перед учащимися дидактических проблем, в их решении и овладении учащимися обобщенными зна­ниями и принципами проблемных задач [6].

В теории М.И.Махмутова [7] проблемное обучение представляет собой «тип развивающего обу­чения, в котором сочетаются систематическая самостоятельная поисковая деятельность учащихся с усвоением ими готовых выводов науки, а система методов построена с учетом целеполагания и принципа проблемности; процесс взаимодействия преподавания и учения ориентирован на формиро­вание познавательной самостоятельности учащихся, устойчивости мотивов учения и мыслительных (включая и творческие) способностей в ходе усвоения ими научных понятий и способов деятельно­сти, детерминированного системой проблемных ситуаций».

Основным понятием проблемного обучения является проблемная ситуация, представляющая со­бой интеллектуальное затруднение человека в случае, когда он не знает, как объяснить возникшее явление, факт, процесс действительности, не может достичь цели известным ему способом, что по­буждает человека искать новый способ объяснения или способ действия. Проблемная ситуация обусловливает начало мышления в процессе постановки и решения проблем [7].

Таковы основные функции проблемного образования. Как уже отмечалось, они присущи прак­тически всем образовательным концепциям, и разница заключается лишь в их иерархии: в проблем­ном образовании основной акцент делается не столько на усвоение обучающимися знаний, сколько на развитие их интеллекта, познавательной самостоятельности и творческих способностей.

В педагогической теории ([1, 7, 8 и др.) считается, что продуктивную познавательную деятель­ность обучающегося в условиях проблемной ситуации и, соответственно, процесс проблемного обу­чения можно свести к следующим основным характерным этапам:

1)  возникновение (постановка) проблемной ситуации;

2)   сознание сущности затруднения (противоречия) и постановка проблемы (формулировка проблемной задачи);

3)   поиск способа решения проблемной задачи путем итерации догадок, гипотез и т.п. с попыт­кой соответствующего обоснования;

4)   доказательство гипотезы;

5)   проверка правильности решения проблемной задачи.

Проблемное обучение основано на создании особого вида мотивации — проблемной, поэтому требует адекватного конструирования дидактического содержания материала, который должен быть представлен как цепь проблемных ситуаций.

Проблемные методы — это методы, основанные на создании проблемных ситуаций, активной познавательной деятельности обучающихся, состоящей из поиска и решения сложных вопросов, тре­бующих актуализации знаний, анализа, умения видеть за отдельными фактами явление, закон.

Учебный процесс активизируется за счет большего интереса со стороны студентов — проблем­ное обучение превращается в усовершенствование методики преподавания и структуры учебного ма­териала. Основной целью может стать творческое развитие познающей личности. Тогда педагог ис­пользует по большей части проблемные ситуации, изначально не имеющие однозначного ответа, по­ощряет творческое начало в обучающихся, отдает им учебную инициативу — проблемное обучение превращается в совершенно иной вид обучения.

Проблемная ситуация включает в себя положение, содержащее противоречие и не имеющее однозначного решения; особое психологическое состояние познающей личности, характеризующееся возникновением познавательной потребности:

1)  проблемная ситуация побуждает его искать новый способ объяснения или действия;

2)  он не может достичь цели с помощью известных ему (из ранее изученных) способов действия;

3)   интеллектуальное затруднение, которое возникает у него, когда он не знает, как объяснить ка­кое-либо явление, факт, процесс действительности и как действовать при этом;

4)    проблемная ситуация создается проблемным формулированием вопросов, задач, заданий, за­даний поискового характера.

М.И.Махмутов определяет проблемную ситуацию как интеллектуальное затруднение человека, возникающее в случае, когда он не знает, как объяснить возникшее явление, факт, процесс действи­тельности, не может достичь цели известным ему способом, что побуждает человека искать новый способ объяснения или способ действия [7].

Постановка педагогом проблемных ситуаций ставит своей целью активизацию усилий учащихся по разрешению соответствующего противоречия.

Проблемные ситуации могут создаваться на всех этапах процесса обучения: при объяснении, за­креплении, контроле. Поиск нового составляет основу развития воли, внимания, памяти, воображе­ния, мышления. Начальным моментом мыслительного процесса обычно является проблемная ситуа­ция. При решении задач обучающиеся сталкиваются с проблемными ситуациями, явно или смутно осознаваемыми. Во время работы над задачей в подборе материала активно используется наблюде­ние, выдвигаются гипотезы, идет экспериментальная их проверка, разрешаются интерес, проблем- ность ситуации.

Приведем некоторое описание проблемных ситуаций при изучении программирования по теме «Ветвления и циклы».

Студенты знают понятие языка программирования, умеют составлять и запускать программы на основе линейных алгоритмов. В начале урока дается задание простого содержания практического характера: нужно написать программу для вычисления значения функции z = xy, где y = sin(nx) + 0.5 для n и x, вводимых с клавиатуры. Никаких проблем, не возникнет!

PROGRAM PRIMER1;

VAR x, y, z: REAL; n: INTEGER;

BEGIN WRITELN (‘Ввести значения x, n’);

READLN (x, n);

y:=sin (n*x)+0.5;

z:=x*y;

WRITELN (‘Z=’, Z:6:2)

END.

Затем предлагается задача — вычислить значение функции z = x/у, где y = sin(nx) + 0.5 для n и x, вводимых с клавиатуры. Всегда ли разрешима данная задача? Поступит идея, что у не дол­жен быть равен нулю. Следовательно, необходим этап проверки у на равенство нулю. И при этом незаметно начинается новая тема — алгоритмическая структура «ветвление», ее реализация средст­вами Turbo Pascal.

PROGRAM PRIMER2;

VAR x, y, z: REAL; n: INTEGER;

BEGIN WRITELN (‘Ввести значения x, n’);

READLN (x, n);

y:=sin (n*x)+0.5;

IF y<>0 THEN BEGIN z:=x/y; WRITELN (‘Z=’, Z:6:2) END

ELSE WRITELN (‘Решений нет’);

END.

При переходе к циклической структуре ставится задача вычислить значение функции z = x/у, где у = sin(nx) + 0.5 для xe[a1;a2], изменяющегося с шагом h (h,a1,a2,n вводятся с клавиатуры). (О циклической структуре они еще не знают.) Поступит идея составления программы с помощью операторов разветвляющейся структуры. Например:

PROGRAM PRIMER3;

LABEL m1;

VAR x, y, z, h, a1, a2: REAL; n: INTEGER;

BEGIN WRITELN (‘Ввести значения h, a1, a2, n’);

READLN (h, a1, a2, n);

x:=a1;

m1: y:=sin (n*x)+0.5;

IF y<>0 THEN BEGIN z:=x/y; WRITELN (‘Z=’, Z:6:2) END

ELSE WRITELN (‘Решений нет’);

x:=x+h;

IF x<=a2 THEN GOTO m1;

END.

После изучения операторов цикла будет предложено составить программу для данной задачи с применением операторов повтора. К примеру, поступит предложение программы в виде:

PROGRAM PRIMER4;

VAR x, y, z, h, a1, a2: REAL; n: INTEGER;

BEGIN WRITELN (‘Ввести значения h, a1, a2, n’);

READLN (h, a1, a2, n);

x:=a1;

WHILE x<=a2 DO

BEGIN y:=sin (n*x)+0.5;

IF y<>0 THEN BEGIN z:=x/y; WRITELN (‘Z=’, Z:6:2) END

ELSE WRITELN (‘Решений нет’);

x::=x+h;

END;

END.

Далее предлагается составить программу с применением оператора цикла с постусловием.

Можно также поставить задачу выбора рационального решения для случая, когда х изменяется с шагом h = 1. В результате поступит идея составления программы с помощью оператора цикла с параметром:

PROGRAM PRIMER5;

VAR y, z: REAL; x, n, a1, a2: INTEGER;

BEGIN WRITELN (‘ Ввести значения a1, a2, n’);

READLN (a1, a2, n);

FOR x:=a1 TO a2 DO

BEGIN y:=sin (n*x)+0.5;

IF y<>0 THEN BEGIN z:=x/y; WRITELN (‘Z=’, Z:6:2) END ELSE WRITELN (‘Решений нет’);

END;

END.

Таким образом, использовался педагогический прием практического затруднения, а это способ­ствует активной мыслительной деятельности обучающихся.

Использование традиционной методики преподавания информатики и других предметов недо­статочно для более качественного усвоения материала. Приходится искать какую-то новую методику преподавания, более совершенную, новые методы, средства. Одна из новых технологий —проблем­ное обучение. Возникновение интереса к информатике у значительного числа студентов зависит в большей степени от того, насколько умело будет построена учебная работа. Задача педагога на заня­тиях информатики — формирование у студентов информационной компетентности — одного из ос­новных приоритетов в современном общем образовании, который носит общеучебный и общеинтел­лектуальный характер.

Для реализации проблемной технологии необходимы:

• отбор самых актуальных, сущностных задач;
• определение особенностей проблемного обучения в различных видах учебной работы;
• построение оптимальной системы проблемного обучения, создание учебных и методических пособий и руководств;
• личностный подход и мастерство педагога, способные вызвать активную познавательную деятельность обучающегося.

Сама проблема идет впереди знаний познающих личностей. Она принуждает их искать и нахо­дить нужную информацию, получать знания из различных источников. Причем очень часто эти зна­ния носят междисциплинарный характер.

Проблемное обучение реализуется с помощью систем проблемных учебных заданий, которые используются преподавателями в процессе обучения.

Студенты при постановке проблемы сначала обсуждают то, что они уже знают. Дальше пытаются понять, то, чего они еще не знают, что им нужно узнать и чему научиться, чтобы решить проблему.

Развитие их во многом зависит от той деятельности, которую они выполняют в процессе обуче­ния — репродуктивной или продуктивной (творческой). Только тогда, когда учебная деятельность, направленная на овладение основами наук и на развитие личностных качеств, сформирована на более высоком уровне, начинает ярко проявляться ее творческая сторона. Потенциальные возможности студентов высоки, также развита их творческая деятельность. Но необходимо рационально организо­вать учебный процесс. Сюда включается логико-содержательное построение материала, создание проблемных ситуаций, частично-поисковый или исследовательский метод обучения. Но какой бы метод обучения мы не избирали, успех, в конечном итоге, зависит от успешного протекания творче­ского процесса.

Познавательные процессы эффективно развиваются лишь при такой организации обучения, при которой студенты включаются в активную поисковую деятельность. Эффективным средством обуче­ния и развития является организация учебных исследований, цель которых состоит в том, чтобы по­мочь обучающимся открыть новые знания и способы деятельности, углубить и систематизировать изученное.

Преимуществом кредитной системы обучения является также то, что она требует постоянного совершенствования педагогического мастерства, повышения квалификации организаторов учебного процесса, обмена передовым опытом. При данной системе необходимо обеспечение учебного про­цесса методологией и практикой разработки и оптимального использования современных информа­ционных технологий, ориентированных на реализацию психолого-педагогических целей обучения и воспитания.

Кредитная система обучения предполагает изменение позиций студента и преподавателя в учеб­ном процессе. При вводимой системе студент из пассивно воспринимающей стороны превращается в активного участника учебного процесса. Где-то он становится партнером преподавателя в процессе получения знаний. Вместе с тем меняется и роль преподавателя, который теперь является не столько источником передачи информации, сколько учит студента добывать информацию, переосмысливать ее, уметь в дальнейшем использовать знания на практике.

Основные проблемы, с которыми сталкиваются студенты в вузе, связаны с материально­технической базой (обеспеченность литературой, компьютерами, условия для самостоятельной рабо­ты). Студент — вчерашний школьник, который имеет основное или среднее образование, полученное в школе по традиционной схеме, перерабатывает большей частью лишь ту информацию, которую ему дает учитель. В вузе же он должен самостоятельно искать информацию в библиотеке, во всемирной сети ИНТЕРНЕТ. Практика показала, что студенты не всегда готовы к такому объему самостоятель­ной работы, не имеют достаточных навыков работы с новыми информационными технологиями. К тому же уровень загруженности на занятиях студентов, трудоемкость и интенсивность обучения очень высоки.

Поскольку образовательной процесс в учебном заведении — это процесс организации студентов на самостоятельное активное овладение системой знаний, умений, навыков, на накопление творче­ского опыта, на развитие их учебно-познавательной деятельности, профессионально-познавательных потребностей и интересов, то и об эффективности инноваций можно будет судить по изменениям, происходящим в образовании и развитии самих студентов. Проблемное обучение, исходя из специ­фики своей методики, теоретически действительно может составить конкуренцию не только тради­ционному, но и развивающему обучению.

Список литературы

1   Столяренко Л.Д. Педагогика. — Ростов н/Д.: Феникс, 2003. — 152 с.

2   Снапковская С.В. Проблемное обучение как средство интенсификации педагогического процесса в системе работы кафедры педагогики и психологии // Сайт проекта Интернет-конференции «Актуальные проблемы медицинского образова­ния», прямая ссылка — /vgmu.vitebsk.net/intconf/sect4/10.htm

3   ОконьВ. Основы проблемного обучения. — М.: Просвещение, 1968. — 203 с.

4  Вилькеев Д.В. Познавательная деятельность учащихся при проблемном характере обучения основам наук в школе. — Казань, 1967. — 117 с.

5    Лернер И.Я. Вопросы проблемного обучения на Всесоюзных педагогических чтениях // Советская педагогика. — 1968. — № 7. — 37 с.

6   Кудрявцев Т.В. Проблемное обучение: истоки, сущность, перспективы. — М.: Знание, 1991. — 196 с.

7  МахмутовМ.И. Организация проблемного обучения в школе. — М.: Педагогика, 1977. — 175 с.

8   Репкина Н.В. Что такое развивающее обучение? Научно-популярный очерк. — Томск: Пеленг, 1993. — 97 с.