Резюме. Превръщането на съвременните информационни и комуникационни технологии (ИКТ) във фактор за повишаване на качеството на учебната практика в средното училище е сред приоритетите в образователната реформа в България. Наличието на съвременни информационни и комуникационни технологии в класните стаи, макар и задължителна, съвсем не е сред най-съществените детерминанти на успеха в компютърно подпомогнатото обучение. Решаващи за него, както доказва историята на интегриране на компютърните технологии в образованието, са равнището на педагогическите и методическите компетентности и мотивация у учителите за подходящо използване на технологиите в конкретен образователен контекст. В статията са представени резултати от проведено национално представително проучване на компетентности и нагласи на учители от български училища за използване на ИКТ в обучението. Конкретен обект на анализа са част от анкетираните лица, а именно учителите по природни науки от различни видове училища и региони на страната. Резултатите от изследването показват недостатъчна увереност на учителите, както в компютърните им умения, така и във възможностите им за тяхното използване в практиката на обучението. В същото време в теоретичeн план те много ясно открояват ролята на технологиите в преподаването и ученето по природни науки, предвид същността и потенциалните им възможности. Налице е желанието на учителите за повишаване на тяхната квалификация, свързана с компютърната компетентност, както и за промяна на образователната среда чрез възможностите, които предлага електронното обучение.

Ключови думи: science education, teaching and learning, e-learning, ICT in education, teachers’ ICT competency, teachers’ attitudes to ICT

Въведение

В съвременното общество познаването и използването на информационните и комуникационни технологии (ИКТ) е съществен елемент от грамотността на всеки човек и необходимо условие за неговата лична и професионална реализация. В последните години приложението на ИКТ в обучението е един от фокусите на образователните изследвания и е обект на редица национални и международни научни проекти. В различните страни според степента на достъп и приложение на ИКТ в училищната среда, изследванията имат различна насоченост – от проучване на мнения и виждания на учителите за тяхното приложение, през анализ на компетентностите на преподавателите за използване на компютъра в клас, до изследвания, свързани с подходи и методи за по-ефективно интегриране на технологиите в училище (Bee Theng & Chia Hua, 2008; Bingimlas, 2009; Buabend-Andoh, 2012; Lougma et al., 2012; Zhou et al., 2010).

През 2000 г. у нас стартира Национална стратегия1) за въвеждане на ИКТ в българските училища, чийто основни приоритети са свързани с: (a) модернизиране на цялостната образователна система и подобряване на качеството на образование, така че всички ученици да бъдат напълно подготвени за информационното общество, чрез постигане на необходимата компютърна и информационна грамотност; (b) разработване на стандарти за обучение, базирани на един дейностен модел на обучение, на мястото на съществуващия репродуктивен модел; (c) обогатяване на учебното съдържание и въвеждане на иновационни образователни технологии и методи в учебния процес; (d) развиване на уменията на учителите за използване на ИКТ за преподаване и обучение.

Степента на реализирането на посочените цели определя възможностите за успешното използване на електронно обучение в българското училище.

Информационните и комуникационните технологии и обучението по природни науки в училище

Същността и спецификата на природните науки в училище предполага богати възможности за прилагане на информационни и комуникационни технологии в различни аспекти. Някои от тях се свързват с използването им за представяне на учебното съдържание: в информативен план – мултимедийни симулации, анимации, презентации (Кирова, 2011; Kirova, 2012; Lewis, 2004; Musker, 2004; Osborne & Hennessy, 2003; Zabunov & Velichkova, 2009) и дигитални видеозаписи (Lewis, 2004; Osborne & Hannessy, 2003); в дейностен план – събиране, анализ, представяне на данни и умения за тяхното интерпретиране (Barton, 2004; Newton & Rogers, 2003; Osborne & Hannessy, 2003; Wardle, 2004). Osborne & Collins (2000) както и Musker (2004) поставят акцент върху значението на новите технологии в природонаучното образование като средство за повишаване на мотивацията за учене на учениците, за по-задълбочено разбиране и осмисляне на учебното съдържание, а също и за развитие на специфични умения, свързани с него, например анализ и интрепретиране на данни. Не на последно място редица учени насочват вниманието към значението на технологиите като средство за комуникация, общуване и сътрудничество при осъществяване на изследователски учебни дейности между ученици или между ученици и техните преподаватели (Gillespie, 2006; Murphy, 2006; Osborne & Hannessy, 2003).

Успешното и пълноценно реализиране на посочените възможности на ИКТ в обучението по природни науки изисква определени компетентности не само от страна на учениците, но най-вече от страна на техните учители. В европейската референтна рамка тези компетентности се определят като „дигитални” и включват увереното и критично използване на технологиите на информационното общество за работа, забавление и общуване. Основните умения в областта на ИКТ се свързват с използване на компютри за намиране, оценяване, съхраняване, представяне и обмен на информация; общуване и участие в мрежи със сходни интереси чрез Интернет. 2)

До каква степен учителите по природни науки имат готовност за включване на ИКТ в обучението на учениците е обект на настоящото изследване.

Цел на изследването

Цел на изследването е изграждане на обобщена картина за компетентностите и вижданията на българските учители по природни науки за приложението на информационните и комуникационни технологии в преподаването и ученето в средното училище. Изследването дава отговор на следните въпроси: Какви са уменията на учителите за работа с компютри, компютърни приложения и Интернет? Доколко те се чувстват уверени в различни аспекти на приложение на ИКТ в обучението? Какви са вижданията им за възможностите за по-нататъшно приложение на ИКТ в обучението по природни науки?

Параметри на изследването

Период на провеждане: 2010 година; Метод на изследване: анкетно проучване; Инструментариум: анкета с отворени и затворени въпроси като в настоящата статия се коментират отговорите на онези от тях, които се отнасят до поставените изследователски въпроси. Анкетата е разработена като адаптация на изследователския инструментариум от „SITES 2006.”3)

Обем и състав на извадката

В националното анкетно изследване е използвана 3-стъпкова стратифицирана клъстърна извадка според 2 критерия: „Тип училище” и „Културно-образователна област.” Пропорциите са определени според данните на Националния статистически институт (НСИ) към 01.12.2009 г.

На стъпка 1 се избират училищата според типа им (начално училище, основно училище, средно общообразователно училище и прогимназии и профилирани и непрофилирани гимназии). Това става с метода PPS (Probabilities Proportional to Their Size), т. е. вероятността училище от даден тип да попадне в извадката е пропорционална на броя на учениците, които учат в него. На стъпка 2 се избира Културно-образователна област от избраните вече училища (клъстер). На стъпка 3 от списъка на всички учители в училището в дадената културно-образователна област се избират чрез проста случайна извадка трима учители.

Анализът в настоящата статия е фокусиран върху учителите по природни науки от различни райони на България – 41 на брой. От тях 36 са жени и 5 мъже. В изследваната извадка няма учители под 30 годишна възраст.

В Таблица 1 са представени данни за разпределението на учителите по възраст и вида на населеното място, където се намира училището.

Професионалната характеристика на участвалите в изследването учители е представена чрез техния педагогически стаж, образователно-квалификационна степен, специалности и преподавани от тях учебни предмети (Таблици 2 и 3).

Резултати и обсъждане

Задължително условие за успешното използване на съвременните информационни и комуникационни технологиите в училище е тяхната наличност, както и наличността на надеждна информационна инфроструктура и специалист, който да я поддържа. Проучването показва, че разпределението на компютри в българските училища е твърде неравномерно. Недостигът на компютри и подходящи компютърни програми, както и липсващата или неподходяща връзка с Интернет могат да окажат негативно влияние и дори да пречат на качественото провеждане на учебния час. По данни на PISA4) в Япония, Норвегия, САЩ, Великобритания, Хонконг (Китай) и Лихтенщайн един компютър в училище се използва от 4 и по-малко ученици. За сравнение в България средно 25 ученици използват един компютър за обучение в училище като само част от тях са свързани в Интернет. По данни от това изследване едва 8,5% от българските ученици посочват, че имат възможност да използват компютър ежедневно в училище, а около 61,5% от учениците използват компютър в училище веднъж или два пъти седмично. В същото време около 60% от българските ученици споделят, че използват компютър почти всеки ден у дома. Данните от проучването на PISA са от независим източник, но са с шестгодишна давност, а в последните години в страната не са правени проучвания в тази област, въпреки изразходваните финансови средства за снабдяване на българските училища с качествени компютри, високоскоростен интернет и компютърно обучение на заетите в средното образование.

Основна цел на стратегията за въвеждане на ИКТ в българските училища е свързана с развиване на уменията на учителите за използване на ИКТ за преподаване и обучение. В следващото изложение обект на анализ ще бъдат отговорите на изследваната извадка учители по въпроси, групирани в следните направления в съответствие с поставените изследователски въпроси:

1. Компютърни умения на учителите по природни науки (компютърна текстообработка, електронни таблици, работа с електронни бази данни, презентационен софтуер, електронна поща, Интернет).

2. Увереност на учителите да използват технологиите: (i) при представяне на учебно съдържание (създаване на анимации, намиране на подходящи ресурси, разработване и използване на презентации); (ii) за интегрирането им в урока (подбор ИКТ и използване на Интернет за различни учебни ситуации); (iii) за организиране на екипна работа (използване на ИКТ за съвместна работа с други колеги, с ученици, участие в дискусионни форуми и др.).

3. Виждания на учителите за възможностите на ИКТ за подобряване на преподаването.

Резултати и анализ на анкетни въпроси свързани с компютърни умения Важно е да се подчертае, че мнозинството от анкетираните учители имат достъп до компютър у дома (само 7 посочват, че нямат такъв), което логично насочва към заключението, че за състоянието на качеството на интегриране на технологиите в учебния процес причините не могат да се търсят в липсата на достъп до компютър.

Обобщените резултати от отговорите на учителите по отношение на самооценката им за тяхната компетентност в определени компютърни умения са представени на Фиг. 1. Скалата, по която те дават своите отговори е петстепенна цифрово-вербална със стойности: 1 – почти не съм компетентен, 2 – компетентен съм за основни дейности, 3 – за повечето дейности, 4 – почти за всичко, 5 – не зная.

Както се вижда от графиката, като цяло, броят на отговорите е основно в лявата част на скалата. Сравнително малък е процентът на учителите (под 25%), които използват основните компютърни умения почти за всички дейности. Сравнително по-голям (но по-малък от 50%) е броят на отговорите на учителите, които притежават умения за работа в Интернет. Учителите от изследваната извадка, обаче, имат ясна самооценка за своите компютърни умения, като нито един от тях не е дал отговор „Не зная” на поставената група въпроси.

Тези отговори на учителите в голяма степен корелират и с отговорите за тяхната увереност в използването на посочените умения (Фиг. 2).

От Фиг. 2 се вижда, че учителите се чувстват сравнително уверени в тези основни дейности, които са свързани с Интернет, с работа с операционната система и текстообработка. Забелязва се все пак, че отговорите в дясната част на скалата не надвишават 50%. За сравнение изследването на PISA4) показва, че 60% от учениците самостоятелно използват текстообработващи програми (20% с чужда помощ), 75 % от тях посочват, че самостоятелно общуват онлайн (10% с чужда помощ), 74,3% самостоятелно търсят информация в интернет (9,6% с чужда помощ), 70% свалят музика (12% с чужда помощ), 68,7% самостоятелно пишат и изпращат писма по електронната поща (13,2% с чужда помощ), 67,3% самостоятелно записват данни върху CD (14,4% с чужда помощ), 66,8% самостоятелно свалят файлове и програми от интернет (14,5% с чужда помощ).

Очевидна е разликата в компютърните умения на учителите и техните ученици. Тези резултати са очаквани като се има предвид както разнообразието на неформални контексти на използване на технологиите от обучаваните, така и ранното включване на учениците в изучаването на информационните технологии в училище.

Отговорите на учителите и от гледна точка на демографските им характеристики също са анализирани. Обобщенията на отговорите „чувствам се компетентен/тна за повечето дейности и за всички дейности” за цялата група въпроси при самооценка на компетентностите показва следните резултати: за основните три възрастови групи: 30-39 години – 35%; 40-49 години – 36%; 50-59 години – 51%; според вида на населеното място на училището: областен център – 46%; общински център – 39%; необщински център – 33%.

Прави впечатление, че учителите от високата възрастова група имат най-висока самооценка за своите умения. Резултатът за учителите от областните центрове може да се обясни с по-големите възможности за допълнителна квалификация и достъп до образователни и Интернет услуги в по-големите градове.

Резултати и анализ на анкетни въпроси, свързани с увереността на учителите да използват технологиите в различни области.

На Фиг. 3 са представени обобщените резултати от отговорите, свързани с увереността на учителите да използват технологиите при представяне на учебно съдържание. Те показват, че учителите не се чувстват особено уверени в тази дейност. Под 30% са отговорите на учителите, които до известна степен могат да създават и използват анимации, да разработват сами презентации и да подбират ситуации, подходящи за използване на ИКТ. Сравнително по-голям е броят на отговорите им (но под 40%), свързани с използване на учебни ресурси от Интернет.

Подобни са резултатите и от отговорите на учителите на въпросите, свързани с увереността им да използват ИКТ за организация на дейността в екипна работа (участие в дискусионни форуми с ученици и други колеги, подпомагане на ученици чрез онлайн комуникация (Фиг. 4). За сравнение 75% от учениците посочват, че самостоятелно общуват онлайн (10% с чужда помощ).

Демографският анализ на отговорите на учителите за тяхната увереност общо по тези две групи въпроси показа че „уверен/а за повечето дейности и за всички дейности” са: 40% от 30-39 годишните; 43% от 40-49 годишните; 58% от 50-59 годишните. Най-уверени в осъществяване на учебни дейности с помощта на ИКТ са учителите от областните центрове – 53% от отговорите. Учителите от общинските и необщински центрове по тези въпроси показват умерена увереност – съответно 43% и 49%.

Резултати и анализ на анкетни въпроси, свързани с възможностите на ИКТ за подобряване на преподаването

Тази група въпроси е свързана с приоритетите, които учителите дават на ИКТ за подобряване на преподаването в близко бъдеще. Въпросите са групирани в две направления: доколко ИКТ ще подпомогне съвместната дейност на учителите и учениците и за какви дейности в процеса на обучение по природни науки ИКТ ще бъдат най-полезни. Учителите представят отговорите си по тези въпроси в 4-степенна скала: изобщо не представлява приоритет, нисък приоритет, среден приоритет, висок приоритет.

Обобщението на резултатите от първата група въпроси за среден и висок приоритет, показва че: за 69% от учителите ИКТ ще бъдат полезни за по-ефективното проследяване на прогреса на учениците; 80% от тях смятат, че ИКТ ще са подходящи за индивидуализиране на работата с учениците; 68% - за организиране на дейности, свързани с оценяване и самооценяване на учениците; 86% считат, че ИКТ ще подпомогне в значителна степен представянето на новите знания чрез презентации.

Вижданията на учителите за дейности на учениците, в които могат да се прилагат ИКТ са обобщени в Таблица 4.

Прави впечатление, че учителите виждат много и различни възможности за интегриране на новите технологии в дейността на учениците. Според нас ниският резултат по последната дейност се дължи на това, че в българското училище няма практика за използване на знания и помощ от външни експерти, въпреки че при развитието на технологиите за видеоконферентни връзки такива дейности са напълно възможни в рамките на училищната среда.

В анкетата бяха предвидени и въпроси със свободни отговори, свързани с ползата от ИКТ за прякото им приложение в процеса на преподаване. Отговорите на учителите се групират около следните направления: успешно усвояване на химичната символика чрез подходящи виртуални модели; възможности за виртуални демонстрации на опасни за здравето експерименти; анимиране на сложни теории, процеси и явления за по-доброто разбиране на тяхната същност; възможности за графично представяне на закономерности; елементи на интерактивно обучение чрез използване на мултимедия, свързана с решаване на различни по вид задачи; използване на мултимедийни презентации при преподаване на новото учебно съдържание.

Оценявайки същността на природонаучното обучение и теоретико-експерименталния му характер, всички посочени мнения имат своето категорично основание.

Заключение

Проведеното проучване на мненията на учителите относно използването на информационните и комуникационни технологии в обучението показва необходимостта от повишаване на техните компетентности в тази област. На първо място това е свързано с овладяване на основни компютърни умения. Като се имат предвид изложената статистика за компютърните умения на учениците съвсем естествен е изводът за необходимостта от синхронизирането на тези умения между учители и ученици, което би довело до успешното използване на електронното обучение в природните науки. На второ място е необходимо запълването на сериозния дефицит на компетенции за използване на придобитите технологични умения в разнообразен педагогически контекст за повишаване на качеството научебния опит на обучаемите. Налице е положителната нагласа на учителите към интегриране на новите технологии в тяхната работа, което ясно проличава от приоритетите, които те им дават.

От друга страна учителите са мотивирани и категорично заявяват желанието за повишаване на своята квалификация в това направление. В последните години подобни квалификации не са изключение и дават добри резултати.

Наши изследвания, свързани с проучване на мнението на учители и ученици за настоящата образователната среда (Boiadjieva et al., 2011) показват желанието и на двете страни за нейната промяна, както и за промяна в методиката на преподаване. В този смисъл, на подпомогнатото от технологииге обучение може да се гледа като на една възможност за разчупване на стереотипа на преподаване и учене и за реализиране на един по-интерактивен и качествен учебен процес.

Благодарност. Изследването е финансирано и осъществено с помощта на Фонд „Научни изследвания“ като част от научната програма по проект “Интегрален Университетски център за изследване, създаване и осигуряване на качество на електронното учене в разнообразен образователен контекст” (№ INZ01/0111).

БЕЛЕЖКИ

1. http://helpdesk.mon.bg/files/strategia_ikt.pdf

2. Ключови компетентности – Европейска референтна програма. Министерство на образованието и науката, Дирекция “Политика в общото образование”, София, 2007.

3. http://www.sites2006.net/appendix/SITES2006_TeacherQuestionnaire.pdf

4. Природните науки, училището и утрешният свят. Резултати от участието на България в Програмата за международното оценяване на учениците – PISA 2006. ЦКОКО, 2007

ЛИТЕРАТУРА

Кирова, М. (2011). Възможности на интерактивната мултимедия за представяне на учебно съдържание по химия (сс. 274-280). В: Електронно дистанционно или обучението на 21-ви век. Сборник научни доклади от международна конференция. 6-8 април, София, България.

Barton, R. (2004). Why use computers in practical science (pp. 27-39). In: Barton, R. (Ed.) Teaching secondary science with ICT. Buckingham: Open University Press.

Bee Theng, L. & Chia Hua, S. (2008). Exploring the extend of ICT adoption among secondary school teachers in Malaysia. Intern. J. Computing & ICT Research, 2(2) , 19-36.

Bingimlas, K.L. (2009). Barriers of successful integration of ICT in teaching and learning environment: a review of the literature. Eurasia J. Math. Sci. & Techn. Educ., 5, 235-245.

Boiadjieva, E., Kirova, M. Tafrova-Grigorova, A. & Hollenbeck, J.E. (2011). Science learning environment in the Bulgarian school: students‘ beliefs. Chemistry, 20, 43-56.

Buabeng – Andoh, C. (2012). An exploration of teachers’ skills, perceptions and practice of ICT in teaching and learning in the Ghanaian second-cycle schools. Contemporary Educational Technology, 3(1), 36-49.

Gillespie, H. (2006). Unlocking learning and teaching with ICT: indentifying and overcoming barriers. London: David Fulton.

Kirova, M. (2012). Specific requirements for chemical multimedia and their application for formative evaluation. GESJ: Education Science & Psychology, 20(1), 46-51.

Lewis, S. (2004). Using ICT to enhance teaching and learning chemistry. London: RSC.

Lougma, K., Krunsvall, J. & Ümarik, M. (2012). E-learning as innovation: exploring innovativeness of the VET teachers’ community in Estonia. Computers & Education 58, 808-817.

Murphy, C. (2006). The impact of ICT on primary science (pp. 13-32). In: Warwick, P., Wilson, E. & Winterbottom, M. (Eds.). Teaching and learning primary science with ICT. Maidenhead: Open University Press.

Musker, R. (2004). Using ICT in a secondary science department (pp. 7-24). In: Barton, R. (Ed.). Teaching secondary science with ICT. Maidenhead: Open University Press.

Newton, L. & Rogers, L. (2003). Thinking frameworks for planning ICT in science lessons. School Science Review, 84(309), 113-120.

Osborne, J. & Collins, S. (2000). Pupils’ and parents’ views of the school science curriculum. School Science Review, 82(298), 23-31.

Osborne, J. & Hennessy, S. (2003). Literature review in science education and the role of ICT: promise, problems and future directions. London: Futurelab.

Wardle, J. (2004). Handling and interpreting data in school science (pp. 107-126). In: Barton, R. (Ed.) Teaching secondary science with ICT. Maidenhead: Open University Press.

Zabunov, S. & Velichkova., K. (2009). Teaching physics using virtual laboratory exercises in the environment of an adaptive e-learning system. Chemistry, 18, 299-313.

Zhou, Q., Hu, J. & Gao, S. (2010). Chemistry teachers’ attitude towards ICT in Xi’an. Procedia Social & Behavioral Sciences, 2, 4629-4637.