Диссертация на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Министерство науки и высшего образования РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования «Уральский государственный педагогический университет»

На правах рукописи

НОВИКОВ Максим Юрьевич

ОБУЧЕНИЕ ИНФОРМАТИКЕ В ШКОЛЕ НА ОСНОВЕ МОБИЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
13.00.02 - Теория и методика обучения и воспитания (информатика, уровень общего образования)
Диссертация на соискание ученой степени кандидата педагогических наук
Научный руководитель: доктор педагогических наук, профессор Б. Е. Стариченко
Екатеринбург 2019

Оглавление

ОБУЧЕНИЕ ИНФОРМАТИКЕ В ШКОЛЕ НА ОСНОВЕ МОБИЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 1
Оглавление 2
Теоретико-методологической основой исследования являются: 11
Научная новизна исследования заключается в следующем: 12
Теоретическая значимость исследования: 13
На защиту выносятся следующие положения: 15
1.1. Анализ технологических и организационных оснований школьного курса информатики 16
1.2. Дидактические возможности мобильных технологий 49
Возможность организации дополнительного канала взаимодей­ствия «обучающиеся - преподаватель» 56
Возможность расширения форм представления учебного материа­ла и повышения наглядности 57
Возможность организации игровой формы обучения 58
Возможность повышения наглядности и интерактивности ин­струкций о работе с программными продуктами 61
Возможность организации системы опроса и тестирования 63
Возможность обучения основам алгоритмизации и программирования 65
Возможность организации повторения учебного материала 66
Возможность развития навыков работы с программными сред­ствами 67
Возможность организации проектной деятельности 68
Возможность организации самостоятельной работы обучающихся 68
1.3. Проектирование системы методов мобильного обучения 80
Метод визуального программирования 89
Методы мобильного опроса и голосования 90
Метод мобильного поиска 91
Метод мобильного проектирования 92
Метод подкастов 93
Метод мобильных викторин 94
Метод облачного исследования 95
Метод интерактивного видео 96
Метод веб-квеста 97
Метод дополненной реальности 97
Связь методов обучения на основе мобильных технологий 99
с дидактическими задачами 99
Содержательный аспект методов обучения 100
на основе мобильных технологий 100
2.1. Построение системы методов мобильного обучения информатике 103
Распределение учебных часов по темам в 10-11 классах 105
11 класс 112
Календарно-тематическое планирование (11 класс) 113
Кроссплатформенные фреймворки для разработки мобильных приложений 120
2.2. Методика применения системы методов мобильного обучения 120
Методика применения мобильного опроса и голосования 121
Пример использования метода мобильного опроса 121
Методика применения подкастов 124
Пример использования метода скринкаста 124
Методика применения интерактивного видео 126
Пример использования метода интерактивного видео 126
Методика применения веб-квеста 129
Пример использования метода веб-квестов 129
Методика применения дополненной реальности 133
Пример использования метода дополненной реальности 135
Методика применения визуального программирования 139
Методика применения мобильного проектирования 139
Методика применения мобильного поиска 140
2.3. Показатели и критерии результативности применения системы методов мобильного обучения информатике 141
Выводы по материалам главы 2 147
3.1. Организация опытно-поисковой работы 147
3.2. Результаты опытно-поисковой работы и их обсуждение 151
Анализ успеваемости и результатов контрольных мероприятий 151
Анализ результатов практической работы по теме «Мобильные технологии» 155
Данные по индивидуальным результатам выполнения практиче­ских работ в 10-11 классах 157
Анализ отношения обучающихся к использованию мобильных устройств в образовательном процессе 158
Экспертный анализ системы методов мобильного обучения 162
Задания практической работы 188
Анонимная анкета для обучающихся А Н К Е Т А 188
Критерии оценивания системы методов мобильного обучения 190

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования. Активное внедрение в различные сферы деятельности информационно-коммуникационных технологий за последние десятилетия значительно изменило образ жизни человека в современном об­ществе. Традиционная экономика на основе промышленности дополняется цифровой экономикой, которая характеризуется переходом от производства товаров к созданию идеи и технологий. Об информации все чаще говорится как о стратегическом ресурсе общества и государства. Информационные технологии, позволяющие создавать, редактировать, хранить, обрабатывать данные и представлять информацию, стали важным фактором конкуренто­способности и средством повышения эффективности управления всеми сфе­рами общественной жизнедеятельности.
На протяжении нескольких десятилетий информатика и информацион­ные технологии ассоциировались со стационарным персональным компью­тером, установленным на нем локальным программным обеспечением и наличием сети, позволяющей обмениваться данными между узлами этой се­ти. Однако развитие вычислительной техники и распространение глобальной сети сделало возможным использование облачных вычислений, что подразу­мевает переход вычислительных ресурсов от дискретных устройств к общим централизованным кластерам, связанным посредством сети Интернет. Со­временной тенденцией также является миниатюризации средств вычисли­тельной техники. Так, современные смартфоны не уступают, а иногда и пре­восходят по вычислительным характеристикам персональные компьютеры, выпущенные несколько лет назад. Компьютерная техника стала доступна каждому, и в настоящее время является неотъемлемой частью быта для большей части членов современного общества. При этом явно прослеживает­ся тенденция перехода от стационарных персональных компьютеров к более мобильным, переносным устройствам - ноутбукам, нетбукам, планшетам, смартфонам.
Освоение школьного курса информатики призвано обеспечить знаком­ство обучающихся с современными тенденциями развития ИКТ не только на теоретическом уровне, но и на практике. При этом использование мобильных технологий в школьном курсе информатики подразумевает два аспекта: содержательный - обучающиеся изучают мобильные устройства, облачные и мобильные технологии в рамках предмета «Информатика и ИКТ»; методический - учитель использует мобильные технологии при реализации методов обучения. Соответственно, требуют решения вопросы, во-первых, развития содержания школьного курса информатики в части освоения мо­бильных технологий; во-вторых, развития и использования методов обучения информатике, основанных на мобильных технологиях.
Согласно положениям аналитической записки ЮНЕСКО, мобильные устройства будут и в дальнейшем проникать во все сферы нашей жизни, в том числе в сферу образования. Мобильное обучение отвечает современным тенденциям расширения форм сетевого взаимодействия и поддержки непре­рывного обучения человека.
Стандарты образования нового поколения ФГОС определяют направ­ления развития и модернизации системы образования в Российской Федера­ции. Возрастает роль интерактивности обучения, подчеркивается актуаль­ность междисциплинарного и системно-деятельностного подходов к препо­даванию учебных дисциплин. Появляются новые возможности в области са­мообразования и дистанционного обучения. Стремительное развитие инфор­мационно-коммуникационных технологий за последние десятилетия оказало влияние на все сферы человеческой деятельности, в том числе на образова­ние. Несмотря на широкое распространение мобильных устройств с досту­пом к сети Интернет и дидактическими возможностями их использования в обучении, в отечественной научно-педагогической и методической литерату­ре имеются лишь фрагментарные сведения о применении мобильных техно­логий при изучении школьного курса информатики. Освоение облачных и мобильных технологий должно осуществляться через сознательную и актив­ную деятельность учащихся, поскольку решаемые задачи имеют для них практическую направленность и персональную значимость. Таким образом, концептуальной основой заявленной актуализации курса информатики дол­жен выступать деятельностный подход, развитый в работах Л. С. Выготско­го, А. Н. Леонтьева, Д. Б. Эльконина, П. Я. Гальперина, В. В. Давыдова. Это полностью соответствует требованиями школьных ФГОС, в которых преду­сматривается вовлечение обучающихся в конкретную практическую дея­тельность для достижения личностных, метапредметных и предметных обра­зовательных результатов. Реализация деятельностного подхода в практике преподавания обеспечивается следующей системой дидактических принци­пов [75]:

1. 
   Принцип деятельности. Ученик получает знания не в готовом виде, а добывает их сам в процессе собственной учебной деятельности.
   
2. 
   Принцип непрерывности. Преемственность между всеми ступенями и этапами обучения на уровне реализации технологии, содержания и методик с учетом возрастных психологических особенностей развития детей.
   
3. 
   Принцип целостного представления о мире. Учебное содержание должно отражать современные представления о процессе формирования науки и ее месте в системе других наук.
   
4. 
   Принцип минимакса. Содержание образования предлагается всем учащимся на максимальном уровне (в зоне ближайшего развития), и при этом обеспечивается его усвоение не ниже минимального уровня (ФГОС).
   
5. 
   Принцип психологической комфортности. Снятие всех стрессообра- зующих факторов учебного процесса, создание в школе и на уроках добро­желательной атмосферы, ориентированной на реализацию идей педагогики сотрудничества.
   
6. 
   Принцип вариативности. Формирование у учащихся умения осу­ществлять систематический перебор вариантов и выбирать по заданным условиям оптимальный вариант.
   
7. 
   Принцип творчества. Максимальная ориентация на творческое нача­ло в учебной деятельности школьников, приобретение учащимся собственно­го опыта творческой деятельности.
   

Проведенный анализ позволяет выделить следующие противоречия:

• 
  на научно-педагогическом уровне: между необходимостью отраже­ния значимых современных тенденций развития информационно- коммуникационных технологий и, в частности, облачных и мобильных тех­нологий в школьном курсе информатики и отсутствием теоретических под­ходов к построению соответствующего содержания и решению организаци­онно-процессуальных вопросов;
  
• 
  на научно-методическом уровне: между доказанными мировой обра­зовательной практикой дидактическими возможностями мобильных образо­вательных технологий и отсутствием методики их применения при изучении школьного курса информатики.
  

Необходимость разрешения перечисленных противоречий обусловли­вает актуальность данного исследования, а также его проблему: как обеспе­чить освоение обучающимися современных мобильных технологий в школь­ном курсе информатики с учетом его организационных особенностей и со­держания дисциплины? В рамках указанной проблемы нами определена тема исследования - «Обучение информатике в школе на основе мобильных тех­нологий».