Интерактивные средства обучения как инструментарий современного педагога в формировании метапредметных образовательных результатов обучающихся

Коренные изменения в приоритетах школьного образования привели к переходу от «зна-ниевого» образования к личностно развивающему (Т.Н. Бондаревская, Н.В. Кузьмина, А. Маслоу, В.В. Сериков и др.), направленному на учет интересов и потребностей школьников [13]. Согласно новым федеральным государственным образовательным стандартам (ФГОС), смыслом современного образования является актуализация личности обучающегося, активизация его внутреннего потенциала не только в освоении конкретной учебной деятельности, но и в формировании образовательных результатов (метапредметных, личност- ных и предметных), имеющих значимость как для самого обучающегося, так и для окружающего его общества и мира в целом. Наиболее важными выступают метапредметные результаты учащихся, к которым относят формирование универсальных учебных действий (умений целеполагания, планирования, поиска информации, логического мышления, коммуникативной культуры, рефлексии), использование предметных знаний в повседневной деятельности и т.д.

Внедрение новых ФГОС также связано с развитием идей деятельностного подхода в образовании (А.Г. Асмолов, Л.С. Выготский, В.В. Давыдов, А.Н. Леонтьев, В.В. Сериков, Д.Б. Эльконин и др.). В данном подходе совместная учебная деятельность является решающим условием для реализации развивающего обучения [1]. Деятельностный подход требует от педагога специальной работы по организации и активизации познавательной деятельности обучающихся, перевода их в позицию субъектов познания, которое происходит в процессе совместного труда и общения. Личность обучающегося выступает как субъект деятельности (И.А. Зимняя), где деятельность, наряду с другими факторами (общением и др.), определяет личностное развитие; в обучении делается акцент на организации самостоятельной учебно-познавательной деятельности обучающихся, открытии ими новых знаний и способов действий, т.е. на переходе к активной деятельности обучающихся на уроке при взаимодействии с учителем как партнером, а также другими обучающимися и электронными образовательными ресурсами. При этом обучающийся интенсивно вовлекается в процесс обучения не как пассивный слушатель, который воспринимает информацию, сообщаемую ему учителем или средством обучения, а как субъект, способный все больше контролировать процесс обучения и собственную учебную деятельность [3].

Следует отметить, что достижение формируемых результатов обучения, в том числе и выходящих на первый план личностных и ме-тапредметных (А.Г. Асмолов, И.В. Гребенев, В.Г. Разумовский и др.), возможно только в ходе предметной учебной деятельности. Важ-

ными составляющими предметной деятельности являются последовательное раскрытие объективной логики основ научного содержания предмета, изучаемого в школе, и формирование понимания обучающимся сути изучаемого раздела науки, а не содержания текста учебника [2]. При этом необходимой частью деятельности учителя является непрерывная проверка и коррекция конструкции урока (рефлексия и обратная связь).

Оптимальность и эффективность выбора методов, форм и средств обучения зависит от поставленной цели, которая не может предшествовать содержанию. Если учитель пытается ставить и реализовывать цель урока, не связанную объективно с научным содержанием темы, то он неверно выберет и следующие элементы модели – методы и средства обучения. В итоге вместо требуемых образовательных результатов обучающиеся получат ошибочные формулировки понятий и поверхностные представления по данной теме [15]. Важнейшим показателем достижения формируемых у обучающихся результатов обучения является самостоятельное применение ими полученных знаний, умений и навыков.

В настоящее время многие школы оснащены компьютерным оборудованием и имеют достаточно хорошую скорость доступа к сети Интернет. Учителя получили возможность использовать в своей работе множество электронных образовательных ресурсов. Однако, как показывает анализ школьной практики, на сегодняшний день особо остро обозначилась проблема качества обучения: существенных изменений в образовательных результатах школьников не происходит, несмотря на стремительные процессы информатизации школы. Оснащение школы техническими средствами обучения без обновления содержания, методов и форм обучения не дает ощутимых результатов. Это отмечает большое количество исследователей как в России, так и за рубежом [1]. Именно поэтому сегодня происходит активный поиск путей повышения качества образовательного процесса, направленного на формирование образовательных результатов на основе использования современных интерактивных средств обучения (ИСО).

К современным ИСО мы отнесем совокупность технических средств (компьютер и его периферийные устройства; интерактивное оборудование – интерактивные доски, столы, планшеты и др.; мобильные средства – ноутбуки, нетбуки, смартфоны и др.) и специализированного программного обеспечения к ним, а также дидактических средств (электронные образовательные ресурсы и ресурсы сети Интернет), которые дают возможность учителю в ходе интерактивного диалога активизировать познавательную деятельность обучающихся.

Применение технических средств тесно связано с имеющимся интерактивным контентом для них, где важное значение имеет количество разнообразных и качественных электронных образовательных ресурсов, методическая компетентность и ИКТ-компетентность учителя, его способность организовать через ИСО взаимодействие с обучающимися и управлять их самостоятельной и коллективной познавательной деятельностью.

Говоря про возможности учебного взаимодействия [12], предполагающего наибольшую активность как учителя, так и обучающихся (В.П. Панюшкин, И.Э. Унт и др.), отметим, что интерактивный диалог реализуется в ИСО за счет [3]:

– реализации обратной связи в виде реакции программы на действия обучающегося (подсказки, рекомендации, указания, комментарии и др.);

– использования в процессе работы с ИСО активных элементов («активные зоны», перетаскивание объектов, гипертекст, управляющие кнопки и т.д.);

– осуществления оперативного контроля, корректировки программой действий обучающихся, постоянного доступа к справочным и разъяснительным видам информации и т.д.;

– включения обучающихся в различные виды учебной деятельности (например, при моделировании, исследовании и др.);

– обеспечения реализации самостоятельного выбора обучающимися времени, темпа, объема работы, сложности и очередности использования учебной информации, выводимой программой на экран и др.

На основе анализа научно-педагогической литературы и педагогической практики нами был выявлен потенциал ИСО [3; 16], который дает возможность:

– повысить уровень восприятия обучающимися сложных для понимания процессов, абстрактных понятий и др. за счет образности используемых средств мультимедиа и динамики предъявления информационных объектов на экране;

– активизировать учебно-познавательную деятельность обучающихся при использовании интерактивных компонентов данных средств совместно с приемами педагогической фасилитации (И.А. Зимняя, К. Роджерс, А.Ф. Си- разеева и др.), позволяющими направлять учебно-познавательную деятельность обучающихся в сотрудничестве с учителем и делать педагогическое общение «легким» [14];

– разбивать учебный материал на шаги с учетом индивидуальных особенностей обучающихся и создавать условия для последовательной работы над каждым из этих шагов в зоне ближайшего развития обучающихся с постепенным снижением степени поддержки до последующего самостоятельного использования приобретенных знаний в процессе дальнейшей деятельности;

– вести интерактивный диалог и гибко управлять учебным процессом (непосредственно в прямом контакте с учителем и между обучающимися на уроке; самостоятельной работе обучающегося в виртуальном контакте при дистанционном, мобильном обучении и др.);

– интегрировать в одно педагогическое средство электронные мультимедийные учебные материалы, тренажеры и проверочные задания к ним (например, интерактивные мультимедийные учебники, интерактивные плакаты, универсальные виртуальные модели сложных сред, подлежащие изучению и т.д.) и осваивать содержание учебных предметов в различных дидактических ситуациях.

Комплексное использование учителями потенциала ИСО делает принцип интерактивности ключевым в образовании, что требует пересмотра роли и места учителя и информационно-коммуникационных технологий в образовательном процессе. Отметим особую роль в разработке качественных интерактивных дидактических средств обучения, которую играет изучение механизмов восприятия, усвоения и преобразования информации, представленной в электронном виде, а также особенности использования данных механизмов при проектировании учителем ИСО для урока.

Анализ школьной практики показывает, что сегодня ИСО (в частности, электронные образовательные ресурсы) создаются многими учителями с помощью различных инструментов: программных средств интерактивной доски (например, SmartBoard, StarBoard и др.); пакетов офисных приложений MS Office и OpenOffice.org (где наиболее востребованы презентационные пакеты MS PowerPoint и OpenOffice.org Impress); стандартных языков разметки гипертекста и веб-редакторов; объектно-ориентированных языков и систем программирования; мультимедийных средств

(например, киностудия Windows Live, Adobe Flash CS и др.); средств для разработки электронных образовательных ресурсов, размещенных в сети Интернет (различные CMS, интернет-сервисы и др.) [3; 11]. Необходимо отметить, что чаще всего учителя самостоятельно создают и применяют на уроке учебную компьютерную презентацию.

Технологическая подготовка будущих учителей включает в себя освоение информационно-коммуникационных технологий в обучении, где важная роль отводится соответствующим спецкурсам (дисциплинам по выбору) [8]. На факультете математики, информатики и физики Волгоградского государственного социально-педагогического университета в течение ряда лет преподаются курсы «Разработка электронных образовательных ресурсов», «Разработка Flash-приложений», «Разработка интернет-приложений», «Интерактивные технологии в обучении», входящие в состав дисциплин по выбору студентов. Данные курсы предназначены для развития у студентов – будущих учителей математики, информатики и физики навыков проектирования авторских ИСО, позволяющих обеспечить все содержание обучения электронными образовательными ресурсами высокого уровня интерактивности. В ходе обучения у студентов формируется система знаний о способах разработки и использования ИСО с учетом требований дидактического, технико-технологического и эргономико-физиологического характера. Будущие учителя приобретают опыт разработки, экспертной оценки, совместного создания и использования ИСО.

На практических занятиях обсуждаются виды ИСО, их важные дидактические качества – мультимедийность и интерактивность, проводятся их анализ и оценка с точки зрения системы требований, предъявляемых к качеству ИСО. Особое внимание уделяется анализу качества и интерактивных возможностей электронных образовательных ресурсов. Студенты знакомятся с технологиями создания данных средств с использованием базового и специализированного программного обеспечения, сервисов сети Интернет, программных средств различных интерактивных досок. Основным критерием успешности освоения курсов является выполнение студентами индивидуального творческого проекта, содержание которого связано с созданием оригинальных интерактивных электронных образовательных ресурсов. Дальнейшую апробацию своих раз- работок студенты проводят в ходе педагогической практики.

При создании собственных ИСО для решения поставленных дидактических задач студенты учатся использовать интерактивные возможности средств мультимедиа не только для добывания знаний, но и для формирования умений и навыков применения на практике полученных знаний в процессе решения различных ситуационных задач. При этом студенты изучают возможности учебного взаимодействия в процессе организации творческой продуктивной деятельности обучающихся, которая осуществляется в ходе диалога участников учебного процесса в их сотрудничестве при межличностном взаимодействии [13]. Особая роль отводится формированию у обучающихся универсальных учебных действий, развивающих у них «умение учиться», способность к саморазвитию и самосовершенствованию.

Необходимо отметить, что процесс создания ИСО студентам нужно начинать не с технологического конструирования, а с анализа содержания учебной темы, анализа учебной деятельности, выяснения потребностей и интересов обучающихся, выявления имеющихся возможностей и целеполагания, связанного с дальнейшей формулировкой дидактических задач учителя [7]. Особое внимание надо уделить целеполаганию, которое в дидактике урока является наиболее сложным и наиболее ответственным, но при этом наиболее слабым и западающим звеном в деятельности учителя (И.Я. Лернер, П.И. Пидкасистый, М.Н. Скат-кин и др.). Так, студенты – будущие учителя математики, информатики и физики учатся проектировать уроки с ИСО по следующему алгоритму.

• 1.    Проведите анализ содержимого государственных образовательных стандартов, а также содержимого примерных программ и учебников.

• 2.    Выберите конкретную тему для разработки. Проанализируйте содержание выбранной темы и выделите наиболее сложные для усвоения обучающимися ее элементы. Спрогнозируйте и опишите возможные затруднения обучающихся при изучении данного учебного материала.

• 3.    Сформулируйте цель, задачи урока и предполагаемые у обучающихся результаты обучения (предметные, личностные и ме-тапредметные). Обсудите результаты (в своей группе на портале http://edu.vspu.ru/groups/ ).

• 4.    Выберите формы проведения урока. Составьте структуру урока. Определите этапы, где будут использоваться ИСО (например, инструментарий интерактивной доски и другое интерактивное оборудование). Проанализируйте целесообразность использования ИСО на данном уроке.

• 5.    Подберите уже существующие и разработайте недостающие для формирования запланированных результатов интерактивные дидактические материалы (электронные образовательные ресурсы) и, если возникает необходимость, раздаточные материалы для обучающихся.

• 6.    Продумайте и составьте подробный поминутный план урока. Опишите в технологической карте урока деятельность с ИСО (свою и обучающихся).

• 7.    Проведите апробацию урока на семинаре перед студентами (распределив предварительно роли студентов в качестве обучающихся).

• 8.    Проанализируйте и обсудите урок (в своей группе на портале http://edu.vspu.ru/ groups/).

При работе по представленному выше алгоритму студенты приобретают навыки проектирования, проведения и анализа уроков с использованием ИСО. При этом у них формируется важное понимание того, что дидактическая цель должна быть мысленным представлением планируемых конечных результатов познавательной деятельности обучающихся, которые необходимо достигать совместно с обучающимися при использовании интерактивных инструментов [7].

Следует отметить, что для полноценного использования возможностей ИСО при их проектировании и создании мы опираемся на разработанную теоретико-психологическую концепцию Л.С. Выготского. В данной концепции происхождение деятельности рассматривается в ее изначальной связи с общением и знаково-символическими системами, где «слово» (знак, значение) является орудием социальных контактов, общения, коллективной деятельности [9]. В рамках данной концепции обучение должно идти немного впереди развития, «забегать вперед», создавать зону ближайшего развития, сутью которой является понимание следующего факта: что сегодня ребенок может выполнить только в сотрудничестве (например, с помощью наводящих вопросов, указаний на способы решения поставленных задач и т.д.), то завтра он сможет уже сделать самостоятельно. При этом учителю необ- ходимо опираться на понимание того, что каждая психическая функция сначала появляется как коллективная деятельность, а потом становится в процессе интериоризации («вращи-вания» внутрь) внутренним способом мышления ребенка. Следовательно, процесс обучения и воспитания должен протекать в коллективной, социальной деятельности, где главным смыслом работы педагога становится направление и регулирование деятельности обучающихся через коллективную деятельность в сотрудничестве с ним и другими обучающимися [9].

Так, в рамках курса «Разработка электронных образовательных ресурсов» при формировании готовности педагога к использованию ИСО студенты – будущие учителя физики, математики и информатики разрабатывают авторские ИСО. В качестве примера рассмотрим созданные студентами ИСО, которые можно использовать как при формировании новых знаний, умений и навыков, так и при закреплении изученного материала и решении задач в процессе совместной деятельности учителя и обучающихся на уроке физики по теме «Движение под действием силы тяжести» [7].

Необходимо отметить, что движение тела под действием силы тяжести рассматривается в школьном курсе физики сначала в 9-м классе (А.В. Перышкин, Е.М. Гутник – движение тела по вертикали), а затем более детально в 10-м классе (Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев и др.). При изучении данной темы у обучающихся возникают определенные трудности [10], которые в первую очередь связаны с математическим аппаратом (например, при решении линейных и квадратных уравнений с одним неизвестным, решении систем уравнений с двумя неизвестными, построении графиков функций, решении прямоугольных треугольников, использовании при решении задач понятий синуса и косинуса и особенно действий с векторами и др.). Так, при решении задач на движение под действием силы тяжести обучающиеся часто путают синус и косинус в проекциях векторов скорости, ускорения, силы тяжести и др., а также неверно указывают направление вектора конечной скорости. Особые сложности возникают при переходе к модели в ее физическом понимании (не просто уменьшенной копии реального объекта). При обучении данной теме важно сформировать у обучающихся умение моделировать условие задачи (переводить его на математический язык) и умение соотносить полученные математические резуль- таты с физическими [10]. В связи с этим обучение по данной теме учителю необходимо начинать с актуализации математических знаний (межпредметные связи физики и математики). При этом формирование знаний основных физических понятий и законов следует проводить в тесной связи с формированием умений и навыков (обсуждение новых понятий в ходе интерактивного диалога, решение задач, проведение физического эксперимента и др.). Для решения вышеобозначенных проблем целесообразно использовать ИСО, позволяющие активизировать познавательную деятельность учащихся в соответствии с поставленными дидактическими задачами учителя.

В разрабатываемых самостоятельно ИСО студенты интегрируют как собственные разработки, так и готовые видеоролики и анимации, находящиеся в свободном доступе на федеральных порталах (например, [6]), или сайтах педагогов-практиков (например, на сайте учителя и педагога Г.О. Аствацатурова [5]). Использование красочных интерактивных иллюстраций вызывает большой интерес у обучающихся, что помогает мобилизовать их внимание, сформировать мотивацию и подготовить к восприятию новой информации. На рис. 1 показан в режиме демонстрации пример работы фрагмента разработанного студентами интегрированного комплексного ИСО по физике. Представлен в динамике использования на уроке встроенный в разработанный ресурс флеш-ролик с федерального портала, демонстрирующий стрельбу из пушки по мишени через сюрреалистическую горку. По ходу демонстрации флеш-ролика в процессе диалога с обучающимися можно выводить на экран добавленные учителем к ролику различные эффекты и наглядные комментарии о результатах эксперимента (см. рис. 1).

Проектирование и разработка ИСО осуществляются студентами с учетом создания дидактических условий осмысленности обучения, когда педагог включает в обучение учащихся на уровне их интеллектуальной и личностной активности. На рис. 2 демонстрируется пример использования на экране активных зон и управляющих элементов для наглядного перевода условия задачи на язык математики. Показан процесс построения модели в динамике работы с ИСО (в процессе интерактивного диалога имеется возможность переходить от наглядной демонстрации реального объекта к его модели, добавлять постепенно элементы чертежа условия задачи, выводить на экран или убирать дополнительные объекты и др.).

Рис. 1. Пример интеграции встроенных флеш-роликов и дополнительных эффектов

Рис. 2. Использование активных зон на экране для наглядного перевода условия задачи на язык математики

В любой момент можно вернуться к демонстрации опыта, переключиться к необходимым наглядным объектам и перейти обратно в ту же точку построения модели или решения задачи. Все элементы в данном ресурсе можно как вывести на экран, так и убрать с него одним щелчком мыши. Учитель с помощью «активных зон» по мере необходимости выводит на экран информацию (полное условие задачи, краткую запись условия, графическую иллюстрацию решения и др.). Подсказки можно выводить на экран или убирать с экрана по мере выдвижения идей самими обучающимися (см. рис. 3).

ИСО позволяют осваивать содержание темы и овладевать разнообразными способами деятельности, дающими возможность при- обретать и совершенствовать свой опыт. Так, при совместном решении задач на уроке с использованием интерактивной доски и специально разработанных электронных образовательных ресурсов обучающиеся в ходе диалога (сначала с учителем, затем только с интерактивным ресурсом и в дальнейшем самостоятельно в тетради) последовательно строят и исследуют физические модели; анализируют условие задачи; конструируют чертеж к задаче; составляют план решения; совместно с учителем и другими обучающимися проводят доказательные рассуждения и логическое обоснование полученных результатов и выводов и др. Отметим, что подобное взаимодействие не только повышает мотивацию обучающихся, но и позволяет формировать у обуча-

Рис. 3. Пример вывода на экран подсказок на различных этапах решения задачи в интерактивном режиме

ющихся умение соотносить свое мнение с мнением других обучающихся и мнением учителя или других авторитетных источников. Использование интерактивных инструментов показанных выше средств обучения в процессе решения задачи позволяет создавать условия для последовательной работы над каждым шагом ее решения в зоне ближайшего развития обучающихся, с постепенным снижением степени поддержки до самостоятельного использования приобретенных знаний в процессе деятельности с ними [16].

В заключение подчеркнем, что грамотное и систематичное использование ИСО в процессе учебного взаимодействия позволяет обучающимся получать знание общенаучных понятий, овладевать теоретическими и экспериментальными методами научного познания, быть готовыми и способными к самостоятельному поиску путей решения поставленных задач и др., что является метапредметными образовательными результатами [4]. При этом универсальные учебные действия, включающие в себя познавательные (операции с формируемыми понятиями, определение причинноследственных связей, построение умозаключений, выдвижение гипотез, анализ результатов и др.); коммуникативные (овладение языком науки, умение понимать мысли и логику других и доносить свои мысли и др.) и регулятивные (определение и формулировка цели работы, составление плана решения задачи, соотнесение полученных результатов с поставленной целью и их оценка, формулирование выводов и др.) учебные действия являются индикаторами, показывающими сформирован-ность метапредметных результатов.

Современные средства ИКТ позволяют создавать качественные интерактивные мультимедийные образовательные ресурсы, кото- рые вместе с техническими ИСО дают педагогу мощные инструменты для реализации личностно ориентированного процесса обучения и выступают необходимым условием формирования метапредметных образовательных результатов обучения.