Диссертация на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Класс: 11. Тема: «Операционная система Linux».
Далее рассматривается опыт применения подкастов через использова­ние скринкаст-записей как форм отчета о выполнении самостоятельной до­машней работы. Такой вариант подразумевает активную работу обучающе­гося по подготовке видеокаст-отчета о ходе его практической работы. Так как операционная система Linux представлена большим числом различных дистрибутивов, а в календарно-тематическом плане на изучение данной темы отведено два часа, целесообразно применить технологию скринкаста следу­ющим образом:

1. 
   Учитель формирует список различных дистрибутивов ОС Linux, размещает их в облачном хранилище курса, где учащиеся могут выбрать тот дистрибутив, который им интересен.
   
2. 
   Учащиеся устанавливают дистрибутив на виртуальную машину, осуществляя запись экрана, а затем размещают ее в облачном хранилище курса для совместного обсуждения (Рис. 7). В качестве виртуальной машины целесообразно использовать приложение Oracle VirtualBox ввиду его бес­платности, открытости и поддержки большинства современных операцион­ных систем.
   

	bfr С>-'Г УМ Virtu, В о. Мседжср^|	^ ш
	« ® Ф Ф в«- 1 Оплате Настооить Покамт» .
		Щ MW й "в*""
■ Т«я [Работет; Orad» W WtualBo.		UEil» ВВ	шрд
1иЬип1:и® Запустить ШЬиШи без установки Установить ЬиЬигПи Проверить диск на наличие ошибок Проверить память Загрузиться с первого жесткого опека | Р1 Справка ?2 Язык РЗ клавиатура Я4 Режимы Специальные возможности Р6 Пар			Ш to.i8t.iso (916.00 «,)
^awconiej

Рис. 7. Запуск Lubuntu 17.04 LTS на виртуальной машине

3. При проведении практического занятия на уроке, учащиеся обраща­ются к видеозаписям своих одноклассников, используя смартфон в качестве второго экрана.
Таким образом, использование метода скринкаста:

• 
  дает возможность учителю контролировать процесс, а не только ре­зультат выполнения работы;
  
• 
  с помощью облачных технологий позволяет осуществить совместное обсуждение и оценивание видеозаписей.
  

Методика применения интерактивного видео
Применение метода интерактивного видео непосредственно на уроке с включением опроса позволяет создать проблемную ситуацию и вывести обу­чающихся на предметную дискуссию. Использование интерактивных видео­инструкций по работе с компьютерными приложениями позволяют связать теорию и практику за счет включения соответствующих вопросов в видеома­териал. Учитель имеет возможность создавать интерактивные видеоуроки, прикрепляя к ним опросы, тесты и ссылки на другие ресурсы.
Пример использования метода интерактивного видео
Класс: 10. Тема: «Построение диаграмм и графиков».
1. Учитель создает обучающее видео или выбирает подходящее из от­крытых источников (Рис. 8).


Рис. 8. Выбор видеофрагмента

2. Учитель подготавливает и размещает вопросы в том месте видео, где это необходимо (Рис. 9).

Рис. 9. Добавление вопросов к видеофрагменту

3. Учитель назначает просмотр видео своему классу (Рис. 10). Assign this lesson to your classroom Who is going to do it

© Add class	□ Информатика 10 класс
	О Ш

Рис. 10. Назначение просмотра видео классу Методика применения мобильных викторин

Применение метода мобильных викторин на уроке позволяет создать ситуацию соревнования между обучающимися, например, с помощью ис­пользования электронных сервисов КаИоо1 [166] и Quizizz [182]. Деятель­ность учителя на этапе подготовки к уроку заключается в формировании за­даний и настройки викторины (порядок отображения вопросов: случайный или последовательный; отображение результатов: ученику и учителю или только учителю; наличие звуковых и графических эффектов и др.). Пример использования метода мобильных викторин Класс: 10. Тема: «Основы языка разметки гипертекста». 1. Учитель создает викторину, которая состоит из вопросов по теме учебного занятия.
QUIZIZZ редактор

Какой тег обозначает "поле для вво^
Введите параметра i
Ф INPUT

Какой тег обозначает "поле для ввода"

Нет верного ответа

Рис. 11. Создание викторины (веб-сервис Quizizz)

2. Непосредственно на уроке учителем запускается викторина.
0 [emogahe ]
Use any device to open ¡oin.quizizz.com and enter 067705
2. Enter game code
Ш Основы языка разметки гипертекста

O.uizizz

О START
1 Questions

Waiting for participants to join...
Рис. 12. Запуск викторины
3. Результаты викторины могут отображаться как индивидуально, так и в виде командного зачета, что позволяет использовать метод мобильных вик­торин при работе по группам. На результативность влияет не только пра­вильность ответов, но и скорость ответа обучающихся.
Методика применения веб-квеста
Для применения метода веб-квеста на уроке, педагог формирует про­блемные предметные задания и встраивает их в электронный квест, доступ­ный через сеть Интернет. Во время проведения занятия учитель выступает в роли коллеги для обучающихся и совместно с ними пытается пройти испы­тания, предусмотренные квестом. Урок, построенный на такой основе, может быть направлен как на изучение нового, так и на повторение материала.
Пример использования метода веб-квестов
Класс: 10. Тема: «Кодирование и обработка числовой информации».
1. Поскольку тема урока замыкает раздел «Информационные техноло­гии», в котором помимо кодирования числовой информации рассматрива­лись также вопросы кодирования графической и звуковой информбыло ации, целесообразно подготовить веб-квест, включающий в себя задания из преды­дущих уроков. Подготовка заданий для загрузки в веб-квест осуществлялась с помощью редактора презентаций с последующим сохранением в формате изображений.
3. Получив уникальный номер квеста, учитель осуществляет его запуск (или выдает в качестве домашнего задания). Выполнение заданий квеста мо­жет происходить при непосредственном участии педагога, так и индивиду­ально каждым обучающимся (на собственном мобильном устройстве или компьютере). Пример квеста по теме «Кодирование и обработка числовой информации» доступен по ссылке: https://pro-informatika.ru/code/. Методика применения облачного исследования Применение метода облачного исследования на уроке сопровождается активной совместной деятельностью группы обучающихся в процессе реше­ния проблемной ситуации, заранее подготовленной педагогом и размещен­ной в облачном хранилище курса. На подготовительном этапе педагог фор­мулирует проблему, описывает ее учащимся и предоставляет доступ к необ­ходимым для ее устранения учебным материалам.

2. Выбрав начальную обстановку квеста среди разработанных (Рис. 13), в нее были загружены подготовленные предметные задания.



Рис. 13. Выбор начальной обстановки для квеста «выход из комнаты»

Пример использования метода облачного исследования Класс: 10. Тема: «Кодирование звуковой информации». Тема кодирования звуковой информации является важной с точки зре­ния развития у обучающихся навыков решения соответствующих задач. Для более глубокого понимания учащимися принципов кодирования звуковой информации, в том числе для раскрытия понятия частоты дискретизации, практическая работа включает в себя исследовательскую составляющую.
Так, для ее выполнения были подготовлены звуковые файлы одинаковые по содержанию, однако, закодированные с различными параметрами (глубина кодирования и частота дискретизации звуковой частоты различны). Учащим­ся предлагается прослушать записи, сделать выводы о качестве каждой из них, провести анализ свойств файлов, решить теоретические задачи и соотне­сти полученные результаты с практической частью.

1. 
   Учитель формирует задачи и осуществляет подготовку звуковых файлов для прослушивания.
   
2. 
   Материалы практической работы выкладываются в «облачную» си­стему курса с возможностью прослушивания аудиозаписей как на мобильных устройствах обучающихся, так и на компьютерах в кабинете информатики.
   
3. 
   Обучающиеся прослушивают аудиозаписи, индивидуально (или ра­ботая в группе) описывают свою субъективную оценку качества записей, а затем решают подготовленные педагогом задачи.
   
4. 
   Сравнивания полученные результаты решения задач, информацию о файлах аудиозаписей и их качестве, делают выводы по практической части: описывают, как влияет изменение частоты дискретизации на качество звуко­записи, как меняется объем файлов и почему это происходит.
   

Методика применения дополненной реальности
Применение технологий дополненной реальности позволяют расши­рить формы представления учебного контента, актуализировать его, а также развивать у обучающихся навыки работы с программными продуктами, ис­пользующими алгоритмы распознавания образов. Дополненная реальность является удобным средством доставки учебного контента и не требует значи­тельных затрат времени на его распространение. Простейшим маркером для активации дополненной реальности может являться QR-код.
Необходимые технические условия: установленные на мобильные устройства программные продукты для распознавания маркеров активации дополненной реальности; наличие доступа к сервисам создания и расшиф­ровки QR-кодов.
На подготовительном этапе учителем формируются дополнительные методические образовательные ресурсы, которые размещаются в облачном хранилище, а затем ссылки на них кодируются в виде QR-кодов или других меток. С их помощью обучающиеся могут по мере необходимости быстро получать доступ к учебным материалам и образовательным ресурсам через собственные мобильные устройства.
Преимущества использования дополненной реальности в обучении:

• 
  облегчается получение доступа к дополнительным учебным матери­алам, так как в QR-коде или иной метке может быть закодирована ссылка на информацию в любом формате (текст, изображение, ви­део, аудио и др.)
  
• 
  применяя смартфоны для сканирования QR-кодов и меток, учащиеся опосредовано учатся использовать эту технологию;
  
• 
  достигается индивидуальный подход в части планирования обучаю­щимися собственной учебной деятельности: у них появляется воз­можность выбирать в какой последовательности считывать QR-коды или метки иного вида, возвращаться к некоторым из них по мере необходимости;
  
• 
  одна и та же метка может быть использована многократно.
  

Пример использования метода дополненной реальности
Класс: 10. Тема: «Практическая работа «Настройка браузера».
1. Учитель выбирает какой объект будет являться меткой для актива­ции дополненной реальности. Удачной меткой является устаревшая иллю­страция или практическая работа, которая описана в учебнике. Например, в практической работе «Настройка браузера» иллюстрации учебника не соот­ветствуют современным версиям браузеров. Меткой выбрана первая иллю­
страция, которая заменяется на актуальный видеофрагмент с описанием про­цесса настройки современных браузеров (см. Рис. 14).
Практическая работа "Настройка браузера" ни

Категория
Навигатор
j ♦ BhpujmVi вид
Открывэть при запуске Навигатора » Журнал поссшят ' —¹
<~ Пустую страницу
(* Li® «гм-гук. стражцу
Г Поукднюк прооютренм>»о страницу
начальная страт«

Ч
Select
X
Delete
П ,
Mask
а.
Zoom In
Q.
Zoom Out

Языки
Прилежен! «я "Угеьй" серфимг
П«*Ж В I VTPfiHi'Tf
Вкладе* Затру*»^-
Щ Капсновщик
¿НПочта и гонферетт lhttp://H.metod«.ru
Гри нмвтт киогкн "К качели загрузится начал

Рис. 14. Выбор метки (устаревшая иллюстрация практической работы)
2. Учитель создает слой дополнительной реальности. В качестве такого слоя может использоваться изображение (или их серия), видеофрагмент, текст или ссылка на внешний ресурс.


Рис. 15. Выбор слоя дополненной реальности (изображение-ссылка)

3. Учитель сохраняет элемент дополненной реальности с меткой и пуб­ликует в своем «канале».

Для работы с подготовленным контентом, обучающиеся: • устанавливают приложение HP Reveal;

• 
  подключаются к «каналу» учителя;
  
• 
  сканируют метки с помощью мобильных устройств, работают с до­полненной реальностью.
  

Следует отметить игровую составляющую применения дополненной реальности и повышение мотивации за счет того, что:

• 
  учащимся заранее не известно, что именно скрывается за меткой (появляется естественный интерес выяснить виртуальное содержание);
  
• 
  учащиеся используют смартфоны в незнакомой для них обстановке;
  
• 
  процесс получения доступа к учебному контенту сопряжен с извле­чением цифровой информации из объектов реального мира (с активной дея­тельностью, а не пассивным восприятием).
  

Благодаря использованию технологий дополненной реальности удалось разнообразить и актуализировать учебный материал, представленный в УМК. Вместо черно-белых статичных изображений учебника, элементы дополнен­ной реальности позволили диверсифицировать учебный контент по типу. Например, в силу того, что большая часть представленных практических ра­бот утратило свою актуальность по причине отрыва от современных версий программных продуктов, нами были подготовлены альтернативные практи­ческие работы, которые появлялись у учащихся при наведении смартфона на метки в учебнике.
Методика применения визуального программирования
Необходимые технические условия: доступ к сервису визуального про­граммирования; мобильные устройства и/или компьютеры.
Подготовительный этап при использовании метода визуального про­граммирования предполагает разработку учителем практических работ, свя­занных с курсом алгоритмизации и программирования. Одним из перспек­тивных инструментов визуального программирования является Google Blockly, так как он имеет больше возможностей, чем Scratch и Кумир, а также позволяет осуществить переход к таким языкам программирования, как Ja­vaScript, Python, PHP, Dart.
Преимущества использования метода визуального программирования по сравнению с традиционным подходом:

• 
  развитие навыка алгоритмического мышления осуществляется на ос­нове простых действий с заранее заготовленными визуальными бло­ками языка Blockly;
  
• 
  сервис визуального программирования Google Blockly позволяет легко переключаться на другие языки программирования, что дает возможность изучать несколько из них, проводя аналогии и рассмат­ривая особенности конструкций языков.
  

Методика применения мобильного проектирования
Необходимые технические условия реализации метода: мобильные устройства обучающихся.
На подготовительном этапе учитель помогает обучающимся опреде­лить направления мобильной разработки для выполнения индивидуальной (или групповой) проектно-исследовательской работы. Используя открытые информационные источники, обучающиеся анализируют рынок программно­го обеспечения для мобильных устройств и определяют возможные темы проектов с учетом личностных стремлений. Поскольку сфера применения разрабатываемых мобильных приложений может быть разнообразной, это позволяет поставить исследовательскую задачу непосредственно в зоне ин­дивидуальных интересов учащихся. Учащиеся разрабатывают собственные мобильные приложения, тестируют и апробируют их, выкладывают в общий доступ.
Метод мобильного проектирования:

• 
  повышает интерес обучающихся к участию в проектно- исследовательской работе за счет использования личных мобильных устройств в качестве целевых платформ для разработки программ;
  
• 
  отвечает современным потребностям рынка труда к программистам в части умений разработки приложений для мобильных операционных систем.
  

Методика применения мобильного поиска
Необходимые технические условия реализации метода: мобильные устройства обучающихся с доступом к сети Интернет.
При использовании метода мобильного поиска на подготовительном этапе учителем заготавливаются проблемные учебные ситуации, в которых обучающимся необходимо осуществить поиск дополнительной информации, используя сеть Интернет. Используя мобильные устройства, обучающиеся могут обращаться к различным модулям телефона: к микрофону (для голосо­вого поиска или поиска мелодии), к встроенной фотокамере (для поиска по картинке), к программной клавиатуре (для поиска через текстовый запрос).
Преимущества использования метода мобильного поиска в сравнении с традиционным поиском через персональные компьютеры:

• 
  данный метод позволяет опосредованно изучить различные методы поиска информации с помощью мобильного устройства при непо­средственном изучении любой учебной темы;
  
• 
  помимо использования поисковых технологий, у обучающихся раз­вивается навык работы с различными встроенными в мобильные устройства модулями ввода информации.
  

Таким образом, удалось описать и привести конкретные примеры реа­лизации системы методов мобильного обучения с позиции деятельности учи­теля и ученика, а также необходимых технических условий применения каж­дого метода.

2.3. Показатели и критерии результативности применения системы методов мобильного обучения информатике
В работе Б. Е. Стариченко [106] отмечается, что доказательство резуль­тативности и эффективности любой педагогической новации должно преду­сматривать следующие этапы:

1. 
   Выделение показателей, характеризующих необходимые качества ис­следуемой педагогической системы.
   
2. 
   Определение процедуры измерения показателей.
   
3. 
   Выбор схем и методов статистической обработки результатов; доказа­тельство возможности их применения.
   
4. 
   Обоснование критериев результативности.
   
5. 
   Обсуждение и интерпретация результатов.
   

Отталкиваясь от данных утверждений, были определены показатели и критерии результативности применения системы методов мобильного обуче­ния в школе.
1. Выделение показателей При выделении показателей, характеризующих результат нашей рабо­ты, мы исходили из следующих положений:
Во-первых, должно быть проверено выполнение необходимого крите­рия успешности любой педагогической новации - она по сравнению с суще­ствующими и применяемыми традиционными методиками обучения не должна ухудшать результат освоения дисциплины учащимися по установ­ленным ФГОС и рабочей программой показателям.
Во-вторых, должна быть обеспечена комплексность и полнота оценки с отражением мнения о предлагаемых новациях учащихся, как потребителей об­разовательных услуг, с одной стороны, так и экспертов-методистов, с другой.
В-третьих, также должны быть использованы показатели, отражаю­щие новизну и оригинальность предлагаемых педагогических решений.
На основе указанных положений в нашей работе был использован сле­дующий комплекс показателей результативности:

• 
  оценка итоговой контрольной работы для проверки необходимого критерия успешности освоения материала дисциплины «Информатика и ИКТ» учениками 10-11 классов;
  
• 
  результаты итоговой практической работы - для оценки сформированности у учащихся умений, связанных с использовани­ем мобильных устройств и облачных технологий;
  
• 
  показатели, характеризующие отношение учащихся к применению мобильных устройств в учебных целях;
  
• 
  показатели поэлементной экспертной оценки применения пред­ложенной в работе системы методов мобильного обучения ин­форматике.
  

2. Определение процедуры измерения показателей Результаты освоения дисциплины определялись с помощью проведе­ния стандартных итоговых контрольных работ, рекомендованных для ис­пользования с УМК «Информатика и ИКТ» [122-124] под редакцией Н. Д. Угриновича в форме компьютерного теста [41, 132, 133, 134]. Полу­ченные учащимся первичные баллы пересчитывались в долю выполнения те­ста - именно она служила показателем успешности. Оценка выполнения те­стовых заданий производилась по дихотомической шкале без назначения ве­совой значимости трудности заданий.
Уровень сформированности умений, связанных с работой с мобильны­ми устройствами и облачными технологиями, устанавливался на основе практической работы (Приложение 1). Содержание практической работы связано с тематическим содержанием дисциплины и предполагает использо­вание мобильных устройств и технологий в ходе ее выполнения. Например, теме «Системы оптического распознавания текстов» соответствует задание, связанное со сканированием и распознаванием текста документа с помощью мобильного устройства.
Отношение учащихся к применению мобильных устройств в учебных целях выявлялось на основании онлайн-анкетирования через облачный веб-сервис «Google Формы» (Приложение 2). Вопросы анкеты подбирались таким образом, чтобы можно было оценить и выявить степень уверенности обучающихся в собственных умениях и навыках работы с мобильным устройством, с какими трудностями приходилось сталкиваться в процессе использования мобильных устройств в образовательных целях, испытывали ли учащиеся эмоциональный дискомфорт при работе с мобильным устрой­ством, какие формы работы вызвали наибольший интерес, степень удовле­творенности учеников использованием мобильных устройств в обучении. Помимо выявления мнений обучающихся по вопросам использования мето­дов мобильного обучения, часть анкеты была направлена на установление уровня мотивации обучающихся к участию в проектно-исследовательской работе, связанной с программированием приложений под мобильные плат­формы.
Экспертная оценка выявлялась на основе метода поэлементного анали­за. В анкету экспертов были включены вопросы, связанные с двумя аспекта­ми мобильных технологий в обучении: методическим и содержательным. В качестве экспертов были привлечены четыре преподавателя Института ма­тематики, физики, информатики и технологий УрГПУ, четыре учителя ин­форматики школ г. Екатеринбурга и Московской области. Эксперты имели возможность ознакомиться с элементами разработанной системы методов и их реализацией для курса «Информатика и ИКТ» 10-11 класса.
3. Выбор схем и методов статистической обработки результатов; доказательство возможности их применения
Поскольку программа изучения предмета и стандартные контрольно- измерительные материалы по предмету «Информатика и ИКТ» оставались неизменными на протяжении нашего исследования, имелась возможность сопоставления результатов экспериментальных групп, обучение которых строилось на основе мобильных и облачных технологий (10 и 11 класс 2017/2018 уч. г. и 2018/2019 уч. г.) и контрольных групп, которые не исполь­зовали мобильные технологии в обучении (10 и 11 класс 2016/2017 уч. г.). Сравнение по группам производилось на основе критерия Фишера.
Определение уровня сформированности операциональных умений по работе с мобильными технологиями и устройствами проводилось на основе модифицированного поэлементного операционного анализа результатов ито­говой практической работы.
Оценка отношения учащихся к использованию мобильных технологий в обучении информатике производилась на основании частотных характери­стик ответов анкеты.
4. Обоснование критериев результативности
Критерием успешности освоения предмета является отсутствие отри­цательных изменений предметных результатов освоения информатики у учащихся экспериментальной группы по сравнению с учениками контроль­ной группы. Гипотеза о существовании статистически достоверных различий в доле обучающихся, достигших отметок «хорошо» и «отлично» по результа­там итоговых контрольных работ проверялась с помощью критерия Фишера.
Критерием сформированности у школьников операциональных умений применять мобильные технологии является средняя доля успешного освое­ния элементов работы с мобильными устройствами на уровне более 80%. Успешность освоения элемента работы с мобильными устройствам учащи­мися выявляется по результатам выполнения индивидуальной практической работы.
Критерием стабильности и воспроизводимости результатов служит отсутствие статистически достоверных различий показателей эксперимен­тальных групп двух последующих лет обучения.
Критерием позитивного отношения учащихся к предложенным в нашем исследовании методам мобильного обучения информатике служит их принятие и поддержка, выявляемая по итогам анкетирования.
Таким образом, приведенные показатели и критерии взаимосвязаны и позволяют комплексно оценить различные аспекты результативности приме­нения мобильных технологий при изучении школьного курса информатики.
Выводы по материалам главы 2

1. 
   На основе календарно-тематического планирования изучения дисци­плины «Информатика и ИКТ» в 10-11 классе и предложенных в настоящей работе теоретических подходов, удалось построить систему методов мобиль­ного обучения; предложены кроссплатформенные, доступные программные инструменты для каждого из методов мобильного обучения.
   
2. 
   Описана методика применения системы методов мобильного обуче­ния; сформулированы необходимые технические условия реализации каждо­го метода; описана деятельность учителя и ученика при работе с мобильны­ми устройствами, образовательными ресурсами и приложениями.
   
3. 
   Выделены показатели и критерии результативности предлагаемой системы методов мобильного обучения, на основе которых можно провести ее комплексную оценку по двум составляющим: методической и содержа­тельной.