ИНТЕРАКТИВНАЯ СРЕДА КАК СРЕДСТВО ИНДИВИДУАЛИЗАЦИИ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОБУЧАЮЩИХСЯ СТАРШЕЙ ШКОЛЫ
|
Введение 3
Глава 1. Особенности организации учебной деятельности в неоднородных по способностям группах 6
1.1. Формы работы на уроке и их особенности 6
1.2. Условия и формы индивидуализации обучения 12
1.3. Способы организации работы обучающихся в электронной среде 17
Выводы по главе 1 23
Глава 2. Разработка интерактивной среды для индивидуализации учебной
деятельности 24
2.1. Выбор средств проектирования интерактивной среды 24
2.2. Структура и логика веб-приложения 28
2.3. Рекомендации по использованию интерактивной среды 38
Выводы по главе 2 42
Заключение 43
Библиографический список 46
Приложение 1 54
Приложение 2
Глава 1. Особенности организации учебной деятельности в неоднородных по способностям группах 6
1.1. Формы работы на уроке и их особенности 6
1.2. Условия и формы индивидуализации обучения 12
1.3. Способы организации работы обучающихся в электронной среде 17
Выводы по главе 1 23
Глава 2. Разработка интерактивной среды для индивидуализации учебной
деятельности 24
2.1. Выбор средств проектирования интерактивной среды 24
2.2. Структура и логика веб-приложения 28
2.3. Рекомендации по использованию интерактивной среды 38
Выводы по главе 2 42
Заключение 43
Библиографический список 46
Приложение 1 54
Приложение 2
Система образования сейчас устроена таким образом, что основная форма обучения - урок в классах с наполняемостью 20-30 человек, причем в каждом классе есть обучающиеся с уровнем ниже среднего, средним и выше среднего [46]. Организовать познавательную деятельность так, чтоб каждый из этих обучающихся работал в оптимальном режиме и реализовывал свой потенциал в полной мере очень сложно. Эта проблема далеко не нова, предпринималось много попыток ее решения. Например, в 1920-30ых годах Карлтон Уошберн (виннетка-план), Хелен Паркхерс (дальтон-план) и Петер Петерсон (йена-план) пытались добиться максимальной продуктивности в обучении с помощью реорганизации классно-урочной системы и введения высокой доли индивидуальной работы [55], [77], [32], [33, с. 112-113]. По разным причинам - сложность организации, неподготовленность учителей, расплывчатые системы оценивания и неспособность обучающихся адаптироваться к изменившимся требованиям - эти подходы не получили широкого распространения. В 1954 году Беррес Скиннер разработал метод обучения, получивший название «программированное обучение». Предполагалось, что обучающийся самостоятельно осваивает материал, поделенный на микроэтапы, а затем воспроизводит его; источником знаний при этом мог выступать не только учитель, но также учебник или ЭВМ. У этого метода было много преимуществ - развитие самостоятельности обучающихся, возможность осуществления корректировки образовательного процесса, но также был и существенный недостаток - отсутствие развития творческого начала обучающихся [37].
В настоящее время также существуют образовательные стандарты, которые требуют достижения не только предметных, но кроме того метапредметных и личностных результатов, и рекомендуют применение системно-деятельностного подхода, дающего обучающимся возможность быть субъектом, а не объектом обучения [70], [71].
Наконец, условия информационного изобилия и сильной конкуренции за внимание обучающегося накладывают новые требования к организации обучения, потому что многие варианты выбора, сделанного учителем в ходе учебного процесса, с точки зрения обучающегося выглядят неоптимально, - работа или материал не так привлекательны или привычны, будущие области применения предлагаемых техник кажутся сомнительными и так далее. Информатизация рабочей среды позволит направлять прогресс обучающегося, меняя контекст, в котором он работает, автоматически пряча решения, принятые учителем, и делегируя ряд оставшихся решений обучающемуся явно, добавляя персональную ответственность за свой выбор.
Противоречия: в больших группах обучающиеся с уровнем выше и ниже среднего работают неоптимально, в то время как желательно построить работу так, чтобы все обучающиеся работали на уровне, ограничиваемом только их способностями и текущим состоянием.
Проблема: как организовать образовательный процесс, так чтобы преодолеть непродуктивность обучения в неоднородных по уровню группах?
Цель: разработать информационную среду, позволяющую обучающимся осваивать материал, поделенный на микромодули, перемещаясь по индивидуальным траекториям.
Объект: разработка интерактивной среды.
Предмет: использование интерактивной среды для индивидуализации учебной деятельности обучающихся старшей школы.
Гипотеза: если организовать познавательную деятельность с помощью интерактивной среды, которая позволит обучающимся самостоятельно или в малых группах осваивать материал, поделенный на микромодули, то обучающиеся смогут достичь более продуктивных результатов как предметного, так метапредметного и личностного характера.
Задачи:
1) выполнить анализ современной точки зрения на мотивацию обучающихся и методологию классно-урочного занятия в литературе последнего десятилетия;
2) спроектировать набор индивидуализированных заданий по теме «Обыкновенная дробь» для уточнения технического задания к среде;
3) спроектировать тематический план урока, содержащий разветвлённый граф микромодулей, позволяющий как более детально разбирать отдельные вопросы, так и дополнять урок материалом повышенной сложности;
4) отобрать средства разработки интерактивной среды;
5) разработать веб-приложение, позволяющее представлять учебный материал в виде микромодулей;
6) разработать рекомендации по установке и использованию интерактивной среды.
В настоящее время также существуют образовательные стандарты, которые требуют достижения не только предметных, но кроме того метапредметных и личностных результатов, и рекомендуют применение системно-деятельностного подхода, дающего обучающимся возможность быть субъектом, а не объектом обучения [70], [71].
Наконец, условия информационного изобилия и сильной конкуренции за внимание обучающегося накладывают новые требования к организации обучения, потому что многие варианты выбора, сделанного учителем в ходе учебного процесса, с точки зрения обучающегося выглядят неоптимально, - работа или материал не так привлекательны или привычны, будущие области применения предлагаемых техник кажутся сомнительными и так далее. Информатизация рабочей среды позволит направлять прогресс обучающегося, меняя контекст, в котором он работает, автоматически пряча решения, принятые учителем, и делегируя ряд оставшихся решений обучающемуся явно, добавляя персональную ответственность за свой выбор.
Противоречия: в больших группах обучающиеся с уровнем выше и ниже среднего работают неоптимально, в то время как желательно построить работу так, чтобы все обучающиеся работали на уровне, ограничиваемом только их способностями и текущим состоянием.
Проблема: как организовать образовательный процесс, так чтобы преодолеть непродуктивность обучения в неоднородных по уровню группах?
Цель: разработать информационную среду, позволяющую обучающимся осваивать материал, поделенный на микромодули, перемещаясь по индивидуальным траекториям.
Объект: разработка интерактивной среды.
Предмет: использование интерактивной среды для индивидуализации учебной деятельности обучающихся старшей школы.
Гипотеза: если организовать познавательную деятельность с помощью интерактивной среды, которая позволит обучающимся самостоятельно или в малых группах осваивать материал, поделенный на микромодули, то обучающиеся смогут достичь более продуктивных результатов как предметного, так метапредметного и личностного характера.
Задачи:
1) выполнить анализ современной точки зрения на мотивацию обучающихся и методологию классно-урочного занятия в литературе последнего десятилетия;
2) спроектировать набор индивидуализированных заданий по теме «Обыкновенная дробь» для уточнения технического задания к среде;
3) спроектировать тематический план урока, содержащий разветвлённый граф микромодулей, позволяющий как более детально разбирать отдельные вопросы, так и дополнять урок материалом повышенной сложности;
4) отобрать средства разработки интерактивной среды;
5) разработать веб-приложение, позволяющее представлять учебный материал в виде микромодулей;
6) разработать рекомендации по установке и использованию интерактивной среды.
В настоящее время появились крайне выразительные и мощные языки программирования (Python, ECMAScript и другие), вокруг которых сформировались плодотворные экосистемы из талантливых и вдохновленных разработчиков, написано и доступно множество обучающих курсов и самоучителей, в открытом доступе публикуется большинство записей с конференций, семинаров и мит-апов. Написано большое количество отлаженного высококачественного программного обеспечения, апробированного под высочайшей и разнообразной нагрузкой в крупнейших корпорациях и во множестве фирм. Эволюция языков и инструментов двигается в сторону простоты, ясности и компактности.
Помимо появления множества программ, сами спецификации и большинство фундаментальных протоколов получили готовый слой реализации в стандартной библиотеке языка Python (или в расширениях, доступных для всех операционных систем, собранных в централизованные хранилища и устанавливаемых с помощью pip - менеджера зависимостей).
Параллельно, многие комплексные программы разделяются на интерфейсы и библиотеки для работы со специфическими форматами данных или бизнес-логикой, причем библиотеку можно использовать отдельно.
Всё это привело к тому, что во множестве программ содержательная часть прозрачно разделяется на композицию решений и алгоритмов, уже реализованных в виде отлаженных, стабильных и быстрых библиотек, а логика их совместного использования ясно выражается в небольшом количестве кода.
В данной работе использованы подобные решения:
o Tornado: производительный сервер с решённой проблемой C10K;
o Twitter Bootstrap: отзывчивый интерфейс, корректно отображающийся на всех актуальных веб-платформах, от смартфонов до 4K дисплеев;
o jQuery и шаблонизатор абсорбировали всю работу по передаче информации из Python’а на стороне сервера в итоговый код страницы на стороне клиента (и обратно);
о использование динамической природы языка Python и его возможностей по сериализации и десериализации данных позволило прозрачно создавать любую логику обработки действий обучающихся прямо в редакторе локации без необходимости изменения кода серверной части приложения;
о представление на HTML 5 позволяет использовать любые возможности этой платформы - от поддержки рендера LaTeX-выражений любой сложности (библиотека MathJax) до визуализации данных в 1d/2d/3d и так далее.
Всё это очистило код программы до, фактически, компактного конспекта архитектуры просто веб-приложения подобного назначения. Все использованные компоненты ясно изолированы, имеют написанную и легкодоступную документацию, прямо в коде программы при необходимости даны ссылки на соответствующие страницы в сети. Малый объём кода (■•••500 строк на Python и 300 строк в шаблонах), опора на официальные самоучители позволяют расширять пакет практически сразу после постановки задачи.
Использование языка Python даёт доступ к широкому набору компонент самого различного назначения. Язык, фактически, снимает границы между операционными системами, форматами, протоколами и деталями API — программа на Python - это чистый, читаемый конспект решения, который к тому же работает. На Python создаётся и конспектируется множество знаний, которые можно сразу применять:
о библиотека scipy предоставляет решение таких математических задач как системы обыкновенных дифференциальных уравнений, системы линейных уравнений и многих других [18];
библиотека sympy дает средства работы с задачами аналитической
математики [19];
о возможность обрабатывать форматы данных [16];
о пакет, позволяющий использовать криптографию [23];
о приложения для решения задач аналитической химии [5];
о искусственного интеллекта [20];
о машинного обучения [12];
о лингвистического анализа [2], [17];
о и более тысяч других областей (количество пакетов в каталоге программного обеспечения PyPI с февраля 2015 года выросло с ~53 000 до ~142 000).
Все эти и многие другие разделы знаний теперь можно включать в учебный процесс в желаемой форме. Опора на собственный интерфейс позволяет фокусировать внимание обучаемых на желаемом компоненте и гибко проектировать учебный процесс, в отличие от универсальных интерфейсов [6]. Необходимость в подобном переходе диктуется возросшими требованиями государства к верхнему возможному уровню подготовки обучающихся, который можно оценить, например, по требованиям, предъявляемым к участникам олимпиады НТИ (олимпиада Национальной Технологической Инициативы) [60].
Таким образом, использование средств, предоставляемых языком Python, для обучения - естественный ответ на требования современных условий, и не возникает сомнений, что данная сфера в будущем продолжит только развиваться.
Помимо появления множества программ, сами спецификации и большинство фундаментальных протоколов получили готовый слой реализации в стандартной библиотеке языка Python (или в расширениях, доступных для всех операционных систем, собранных в централизованные хранилища и устанавливаемых с помощью pip - менеджера зависимостей).
Параллельно, многие комплексные программы разделяются на интерфейсы и библиотеки для работы со специфическими форматами данных или бизнес-логикой, причем библиотеку можно использовать отдельно.
Всё это привело к тому, что во множестве программ содержательная часть прозрачно разделяется на композицию решений и алгоритмов, уже реализованных в виде отлаженных, стабильных и быстрых библиотек, а логика их совместного использования ясно выражается в небольшом количестве кода.
В данной работе использованы подобные решения:
o Tornado: производительный сервер с решённой проблемой C10K;
o Twitter Bootstrap: отзывчивый интерфейс, корректно отображающийся на всех актуальных веб-платформах, от смартфонов до 4K дисплеев;
o jQuery и шаблонизатор абсорбировали всю работу по передаче информации из Python’а на стороне сервера в итоговый код страницы на стороне клиента (и обратно);
о использование динамической природы языка Python и его возможностей по сериализации и десериализации данных позволило прозрачно создавать любую логику обработки действий обучающихся прямо в редакторе локации без необходимости изменения кода серверной части приложения;
о представление на HTML 5 позволяет использовать любые возможности этой платформы - от поддержки рендера LaTeX-выражений любой сложности (библиотека MathJax) до визуализации данных в 1d/2d/3d и так далее.
Всё это очистило код программы до, фактически, компактного конспекта архитектуры просто веб-приложения подобного назначения. Все использованные компоненты ясно изолированы, имеют написанную и легкодоступную документацию, прямо в коде программы при необходимости даны ссылки на соответствующие страницы в сети. Малый объём кода (■•••500 строк на Python и 300 строк в шаблонах), опора на официальные самоучители позволяют расширять пакет практически сразу после постановки задачи.
Использование языка Python даёт доступ к широкому набору компонент самого различного назначения. Язык, фактически, снимает границы между операционными системами, форматами, протоколами и деталями API — программа на Python - это чистый, читаемый конспект решения, который к тому же работает. На Python создаётся и конспектируется множество знаний, которые можно сразу применять:
о библиотека scipy предоставляет решение таких математических задач как системы обыкновенных дифференциальных уравнений, системы линейных уравнений и многих других [18];
библиотека sympy дает средства работы с задачами аналитической
математики [19];
о возможность обрабатывать форматы данных [16];
о пакет, позволяющий использовать криптографию [23];
о приложения для решения задач аналитической химии [5];
о искусственного интеллекта [20];
о машинного обучения [12];
о лингвистического анализа [2], [17];
о и более тысяч других областей (количество пакетов в каталоге программного обеспечения PyPI с февраля 2015 года выросло с ~53 000 до ~142 000).
Все эти и многие другие разделы знаний теперь можно включать в учебный процесс в желаемой форме. Опора на собственный интерфейс позволяет фокусировать внимание обучаемых на желаемом компоненте и гибко проектировать учебный процесс, в отличие от универсальных интерфейсов [6]. Необходимость в подобном переходе диктуется возросшими требованиями государства к верхнему возможному уровню подготовки обучающихся, который можно оценить, например, по требованиям, предъявляемым к участникам олимпиады НТИ (олимпиада Национальной Технологической Инициативы) [60].
Таким образом, использование средств, предоставляемых языком Python, для обучения - естественный ответ на требования современных условий, и не возникает сомнений, что данная сфера в будущем продолжит только развиваться.
Подобные работы
- ИНТЕРНЕТ-РЕСУРСЫ КАК СРЕДСТВО ПОВЫШЕНИЯ УЧЕБНОЙ МОТИВАЦИИ СТАРШИХ ШКОЛЬНИКОВ
Бакалаврская работа, психология. Язык работы: Русский. Цена: 5750 р. Год сдачи: 2017 - Активизация познавательной деятельности старшеклассников во внеурочной работе по безопасности жизнедеятельности
Магистерская диссертация, педагогика. Язык работы: Русский. Цена: 4860 р. Год сдачи: 2018 - ПОЛИХУДОЖЕСТВЕННАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ СРЕДА КАК УСЛОВИЕ ДОСТИЖЕНИЯ ЛИЧНОСТНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ОБУЧЕНИЯ В УЧРЕЖДЕНИИ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
Дипломные работы, ВКР, педагогика. Язык работы: Русский. Цена: 4370 р. Год сдачи: 2018 - Электронно-образовательные контенты как средство реализации дополнительного математического образования школьников
Диссертации (РГБ), педагогика. Язык работы: Русский. Цена: 4200 р. Год сдачи: 2021 - Задачи по математике как средство выявления качеств знаний обучающихся общеобразовательной школы
Диссертации (РГБ), педагогика. Язык работы: Русский. Цена: 4200 р. Год сдачи: 2018 - Электронная среда Moodle как средство развития устной иноязычной речи
обучающихся в 10-11 классах
Магистерская диссертация, педагогика. Язык работы: Русский. Цена: 4650 р. Год сдачи: 2019 - Неформальные методы работы с обучающимися как средство повышения культуры чтения в современной детской и подростковой прозе
Дипломные работы, ВКР, педагогика. Язык работы: Русский. Цена: 6500 р. Год сдачи: 2019 - РАЗВИТИЕ НАВЫКОВ ГОВОРЕНИЯ У ОБУЧАЮЩИХСЯ ОСНОВНОЙ ШКОЛЫ НА УРОКАХ АНГЛИЙСКОГО ЯЗЫКА С ПОМОЩЬЮ МУЛЬТФИЛЬМОВ
Дипломные работы, ВКР, педагогика. Язык работы: Русский. Цена: 4315 р. Год сдачи: 2023 - Дистанционный проект «Математика вокруг нас» как средство взаимодействия обучающихся с ОВЗ
Магистерская диссертация, педагогика. Язык работы: Русский. Цена: 4900 р. Год сдачи: 2017