Педагогические условия оптимизации информационной подготовки студентов педагогических вузов

Актуальность и постановка проблемы исследования. Современный этап развития цивилизации в целом и российского общества, в частности, обосновано называют не только научно-технической, но и информационной революцией. Это обусловлено тем, что человеческий Метасоциум вышел на более высокий уровень развития мышления, который в самом обобщенном виде можно охарактеризовать как научно — аналитический. Наука и образование становятся не только основными факторами социального и экономического прогресса, но и органично дополняют друг друга, представляя собой их своеобразный синтез. Это подтверждается даже новым названием, принятым для Министерства образования Российской Федерации, которое с 2004 года переименовано как Министерство образования и науки РФ.

О значимости информатизации всего отечественного социум^, его различных отдельных отраслей, например, системы образования и заинтересованных граждан государства, прямо свидетельствует целый ряд основополагающих документов, принятых как на уровне Президента, так и Правительства России. В качестве таковых можно назвать следующие основополагающие документы: «О Концепции модернизации российского образования на период до 2010 года», принятого на уровне Правительства РФ [110]- Президентская программа «по компьютеризации всей образовательной сети страны» [174] и др.

Наиболее характерными признаками вышеуказанных директивнонормативных документов являются: их повсеместное распространение и обязательность исполнения по всем регионам странымассовое внедрение в образовательные сети всех типов и уровнейдоступность как для педагогов, обслуживающего персонала, так и для обучаемых, начиная с дошкольных образовательных учреждений (ДОУ) и вплоть до высшей школы (ВШ), а также системы повышения профессиональной квалификации специалистов (СПК).

Теория и обобщенный опыт передовой педагогической практики свидетельствуют о том, что внедрение уже известных и новых информационных технологий (НИТ) оказывают особое влияние несколько фундаментальных составляющих образовательного процесса. Сюда, прежде всего, относятся:

• радикальные изменения традиционных методик преподавания, которые были нацелены на образовательную систему «педагогобучаемый», которую в современных условиях дополняют, а в некоторых случаях полностью заменяют обучающие системы двух типов: первая система «обучаемый — компьютер», вторая «студент — компьютер — педагог"',.

• подтверждено позитивное воздействие на качество как общего, так и среднего и высшего профессионального образования;

• все вышеизложенное значительно актуализирует проблему классической (традиционной) дидактики и требует ее частичной реконструкции и развития под общим названием «компьютерная дидактика» (Брановский Ю.С., Полат Е. С., Шапошникова T. JL, и др.).

Анализ имеющихся учебных программ по разным предметам показал, что они рассчитаны на использование информационных технологий практически по всем предметам. Разрабатываются соответствующие учебники и пособия по информационным компьютерно — ориентированным технологиям для сопровождения реформы образования в целях подготовки не только учителей школ, но и преподавателей высших (ВУЗ) и средних специальных учебных заведения (ССУЗ) [17, 18, 31, 32, 33, 48, 52, 68, 72, 78, 152, 153, 154]. При этом особое внимание уделяется сельским школам.

Интенсивное развитие вычислительной техники (ВТ), начавшееся с пятидесятых годов прошлого столетия, оказало существенное влияние на все сферы жизни как общества в целом, так и его отдельных граждан и особенно обучающихся в профессиональных школах разных уровней. Современное образование обязано готовить выпускников ВУЗов и ССУЗов к жизнедеятельности не только сегодня в развивающемся информационном обществе, но и на перспективу. Последнее обусловлено тем, что информация становится как основным ресурсом, так и проводником научнотехнического и социально — экономического развития. Она существенно влияет на ускоренное развитие науки и техникиразличных отраслей хозяйствавыполняет специфичные функции в процессах воспитания и, порой, доминирующие в образовании, разноуровневой коммуникации. Последнее имеет исключительное значение в условиях многонационального отечественного социума, а в отдельных отраслях заняла главенствующие позиции.

Теоретические аспекты и специфика процесса подготовки специалистов к педагогической деятельности освящены в трудах Бешенкова С. А., Брановского Ю. С., Гейна А. Г., Гершунского Б. С., Машбица Е. И., Роберт И. Б., Горовой В. И., Гурье Л. И., Яковлева Ю. Б. и др.

Однако, вследствие воздействия на обучаемых все более возрастающих потоков информации и влияния целого ряда других причин комплексного характера, они испытывают ряд затруднений и противоречий.

Сюда, в частности, относятся следующие из них:

• необходимость массовой подготовки учителей профильных специальностей, таких как учитель информатики, которых в отечественных школах в городских условиях явно не достаточно, а в сельских они порой вообще отсутствуют;

• несовершенство официально признанных критериев и условий отбора содержания образования для их профессиональной подготовки в разных сферах и уровнях образования;

• не полная разработанность как имеющихся, так и прогнозируемых данных ГОСов разных поколений, которые будут востребованы выпускниками педвузов текущих и последующих выпусков;

• дидактические и методические трудности между отбором нужной информации и чрезмерным объемом последней;

• специфические осложнения территориального характера, возникающие при внедрении НИТ в так называемой отечественной «глубинке» и т. д.

Поэтому проблема информационной подготовки студентов педагогических вузов до сих пор остается не до конца решенной, одной из наиболее актуальных и востребованных проблем педагогики, которая нуждается в дополнительном исследовании.

Разрешение этих и других сопутствующих вопросов проблемного характера возможно при достаточном теоретико — методологическом обосновании, адекватном методическом подкреплении и опытно — экспериментальном подтверждении в ходе апробации на соответствующей репрезентативной выборке.

Все выше изложенное позволяет сформулировать проблему данного исследования: каковы условия оптимизации информационной подготовки будущих учителей математики и информатики для отечественных школ и образовательных учреждений других типов?

Решение указанной проблемы составило цель исследования.

Объект исследования: процесс информационной подготовки будущих учителей математики и информатики.

Предмет исследования: разработка и апробация условий оптимизации профильной подготовки студентов указанных специальностей.

Задачи исследования.

1. Провести сравнительный анализ структуры, содержания и особенностей информационной подготовки в условиях средней и высшей отечественных школ.

2. Теоретически обосновать и спроектировать работоспособную модель оптимизации, содержащую набор необходимых базовых компонентов.

3. Модернизировать известные традиционные методики за счет их адаптации к шести базовым учебным предметам, входящим в предметный блок информационной подготовки и творческой работе студентов в рамках НИРС (написание курсовых и выпускных квалификационных работ по информатике).

4. Выполнить соответствующий объем опытноэкспериментальных исследований, подтверждающий работоспособность предложенной модели и эффективность примененных методик изучения соответствующих учебных дисциплин (см. таблицу VII, с. 74).

Гипотеза исследования. Информационная подготовка будущих учителей может быть существенно улучшена, если:

• спроектировать теоретически обоснованную систему требований к информационной составляющей в сопряженных условиях для обучаемых как в средней, так и в высшей школах;

• создать соответствующую теоретическую модель, характеризующуюся работоспособностью, гибкостью и возможностью реального учета базовых условий оптимизации информационной подготовки студентов педвузов;

• усовершенствовать систему частных методик, адаптированных к преподаванию всего информационного блока изучаемых дисциплин;

• подтвердить теоретические предпосылки и методические разработки валидными данными серии опытно — экспериментальных работ (ОЭР), полученными на широкой репрезентативной выборке.

Методы исследования. Для решения поставленных в данном исследовании задач и проверки гипотетических предположений была использована совокупность общенаучных и педагогических методов, взаимодополняющих и взаимопроверяющих друг друга.

На теоретическом уровне применялись традиционные методы теоретического анализа (сравнительно-сопоставительный, системный, логический, моделирование, обобщение опыта).

На эмпирическом уровне использованы следующие методы исследования: опросно-диагностические (анкетирование, целенаправленные беседы, тестирование, обобщение независимых характеристик) — обсервационные (прямое, косвенное, включенное наблюдение) — праксиометрические (анализ продуктов деятельности студентов разных групп, курсов обучения и преподавателей) — экспериментальные констатирующий, формирующий, диагностический педагогический эксперименты пролонгированного (2000;2004 уч.гг.) характера).

В исследовании реализованы статистические методы обработки полученного массива численных данных с использованием методик, адаптированным к решаемым задачам. В отдельных случаях количественный анализ проводился на основе предложенных формул, позволяющих оценивать требуемые параметры.

Методологическую основу исследования составили: философская трактовка всеобщей связи и взаимообусловленности явленийконцепции нового мышления, взаимосвязи теории и практики, объективных и субъективных факторов развития общества и его образовательных систем.

Теоретической основой выполненного исследования явились идеи и концепции, раскрывающие: сущность образовательного и педагогического процессов (Бабанский Ю.К., Пидкасистый П. И., Подласый И. П., Белозерцев Е. П., Коротов В. М., Лихачев Б. Т., Макаренко A.C., Скаткин М. Н., Сластенин В. А., Сухомлинский В. А., Ушинский К. Д. и др.) — проблемы дидактики (Лернер И.Я., Огородников И. Т., Бондаревская Е. В., Смирнов С. Д., Фокин Ю. Г., Гарунов М. Г., Семушкина Л. Г., Чернышев А. П. и др.) — проблемы теории образования, в том числе высшего педагогического (Архангельский С.И., Брановский Ю. С., Ащепков В. Т., Герушинский Б. С., Горовая В. И., Коган М. С, Краевский В. В., Леонтьев А. Н., Сластенин В. А., Талызина Н. Ф., Якунин В. Я. и др.) — пути оптимизации обучения (Бабанский Ю.К., Вербицкий A.A., Лернер И. Я., Звягинский В. И. и др.) — особенности взаимной адаптации студентов и преподавателей, как сложного, взаимозависимого и многофакторного явления и процесса (Есарева З.Ф., Талызина Н. Ф., Сластенин В. А., Мороз А. Г., Ащепков В. Т., Кочетов А. И., и др.) проблемы информатизации образования (Ю.С. Брановский, Т. Д. Шапошникова, Б. С. Гершунский, М. И. Желдак и др.).

Организация и этапы исследования. Источником требуемой информации для решения поставленных в исследовании задач явился передовой опыт подготовки специалистов — педагогов в Армавирском государственном педагогическом университете (АГПУ).

Основная опытно — экспериментальная работа проводилась на базе математического факультета АГПУ. Исследованием были охвачены студенты первых — четвертых курсов отделения «математики и информатики» в количестве около 210 человек. Кроме того, в процессе ОЭР были фрагментарно задействованы преподаватели кафедры «информатики и информационных технологий обучения» базового вуза численностью до 15 человек.

Исследование проводилось в несколько этапов:

I этап (2000/01 уч. г.) — выявление проблемы исследования на практикебиблиографический поиск необходимых первоисточниковопределение степени разработанности темы НИР, формулирование необходимых элементов теоретического аппаратаформулирование цели, задач, гипотезы исследованияначало опытно — экспериментальной работы.

II этап (2001/02 — 2002/03 уч. гг.) — теоретическое обоснование и последующая разработка модели оптимизации профессиональной.

— и подготовкидальнейшая модернизация известных традиционных методик и их адаптация ко всем преподаваемым учебным предметампродолжение опытной экспериментальной работы и сопоставление полученных данных с реальными результатами в рамках контрольных и экспертных групп студентовпубликация наработанных материалов исследования как в тематических сборниках, так и в трудах научно — практических конференций разных уровней.

III этап (2003/04 уч.г.) — внедрение результатов НИР в процесс информационной подготовки студентов профильных специальностейсистематизация полученных данных выполненного исследованияпредставление полученного материала в виде диссертации.

Научная новизна исследования:

• выполнен сравнительный анализ причин наличия разных уровней информационной подготовки у выпускников средних школ и доказана необходимость их последовательной нивелировки в условиях базового педвуза;

• обоснована необходимость глубокой профессионально-информационной подготовки будущих учителей математики для отечественных школ в современных условиях;

• сконструирована компактная работоспособная модель профильной подготовки специалистов, отвечающая условиям модульной гибкости.

Теоретическая значимость исследования состоит в том, что в рамках развития педагогического тезауруса конкретизированы определения «информационной технологии», «информационные технологии обучения», которые до сих пор существовали в обобщенном видевпервые предложена модельная блок — структура условий оптимизации информационной подготовки, учитывающая психологические, организационные, дидактические и методические компоненты.

Практическая значимость выполненного исследования заключается в комплексной разработке методических и программных средств, обеспечивающих эффективное освоение студентами учебных курсов «Программное обеспечение ЭВМ», «Основы программирования», «Программирование», «Информационные технологии в математике», «Элементы компьютерной алгебры», «Практикум решения задач на ЭВМ», рекомендаций по написанию и защите курсовых работ по информатике [29].

Результаты исследования и предложенные рекомендации могут быть использованы не только при подготовке учителей по специальности «математика и информатика», но и будущих специалистов, обучающихся по иным специальностям, например «учитель физики и информатики», «учитель информатики и английского языка» и т. д.

Положения, выносимые не защиту:

1. Обоснованная и апробированная система методов дидактического выравнивания исходных уровней информационной подготовки поступивших первокурсников Армавирского государственного педагогического университета позволяет приведести их основную массу к тому приемлемому уровню знаний, умений и навыков, который дает им возможность в дальнейшем успешно осваивать вузовскую программу;

2. Представленная дидактическая модель оптимизации информационной подготовки студентов, обучающихся по специальности «математика и информатика», обеспечивает значительное повышение эффективности профильной подготовки будущих педагогов. Внедрение разработанной модели в учебно-воспитательный процесс студентов математического факультета позволяет повысить качество профессионального образования;

3. Соответствующая организация и методическое, аппаратное и программное обеспечение учебного процесса должны гибко учитывать четыре блока условий, приводящих к оптимизации процесса обучения студентов рассматриваемого факультета.

Достоверность и обоснованность результатов проведенного опытно — экспериментального исследования обеспечивается четкостью исходных методологических позицийдостаточным объемом выборки экспериментального исследованиянеоднократной проверкой теоретических и экспериментальных данныхединством количественного и качественного анализаприменением комплекса теоретических, эмпирических и статистических методов, адекватных цели, предмету, задачам исследования, внедрением результатов исследования в образовательную практику АГПУ.

Апробация материалов исследования. Основные положения диссертационного исследования докладывались и обсуждались на Международной научной конференции «56 — ые Герценовские чтения» (Санкт — Петербург, 2003), на VII межрегиональной научно — практической конференции «Актуальные проблемы непрерывного технологического образования» (Шадринск, 2003), на межрегиональной конференции «Развитие внутривузовских систем обеспечения качества образования» (Армавир, 2004), на региональной научно — практической конференции «Теоретические и практические аспекты модернизации математического образования» (Армавир, 2003), на региональной научно — практической конференции «Развитие непрерывного педагогического образования в новых социально — экономических условиях на Кубани» (Армавир, 2002), на межвузовской научно — практической конференции «Качество непрерывного педагогического образования: проблемы и решения» (Ростов — на — Дону, 2002), на научно — практической конференции «Развивающий компонент в современном образовании» (Армавир, 2002), на заседаниях кафедры информатики и ИТО АГПУ (Армавир, 2000;2004).

Результаты исследования внедрены в учебном процессе подготовки будущих учителей математики и информатики Армавирского государственного педагогического университета, что подтверждено соответствующими Актом и Справкой.

Структура диссертации: Работа изложена на 169 страницах машинописного текста и состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы, включающего 179 наименований. Она содержит 17 таблиц и иллюстрирована 23 рисунками. В приложении вынесен материал методического характера и примеры решения наиболее типичных задач.

Выводы по II главе.

1. Апробация модельных представлений в ходе ОЭР показала, что несмотря на различную природу того или иного условия оптимизации информационной подготовки студентов, они образуют взаимозависимый комплекс, который достаточно продуктивно срабатывает всякий раз, когда учитываются все его составляющие в оптимальном сочетании, а также их удельные веса, определяемые фактическим изученным материалом, курсом обучения и т. д.

2. Выравнивание исходных уровней информационной подготовки основной массы студентов достигается в процессе изучения дисциплин: «Программное обеспечение ЭВМ» и «Основы программирования», что является важной предпосылкой для освоения последующих информационно — ориентированных курсов.

3. Изучение следующего блока дисциплин: «Программирование», «Практикум решения задач на ЭВМ» способствовало усвоению наиболее распространенных и применяемых на практике языков программирования Turbo Pascal 7.0 и Delphi 6.

4. Практика преподавания в течение 2001 — 2004 уч. гг. показывает, что использование разработанных нами методик позволяет успешно осваивать дисциплины, преподаваемые на 4 и 5 курсах и выйти на заключительный этап профессиональной подготовки выпускников — к работе над выпускными квалификационными работами и их последующей защите на ГАК.

5. Проведенное исследование доказывает, что при теоретически обоснованной, методически подкрепленной, экспериментально апробированной и четкой организации учебного процесса можно достигнуть оптимальных результатов и в итоге сформировать не только успешно обучающихся, творчески мыслящих студентов, а по окончанию вуза и компетентных специалистов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Исходя из всего вышеизложенного, можно кратко сформулировать следующие выводы:

1. Из данных литературы следует, что проблема оптимизации информационной подготовки студентов фактически состоит из двух локальных проблем. Первая из них связана с характерными особенностями информатизации и компьютеризации школьного процесса образования, а вторая с характерными чертами ее проведения в вузе.

2. Расширение всемерной компьютеризации образовательных учреждений различных типов и уровней сопровождается воздействием целого ряда факторов различного происхождения: различными уровнями профессионализма как школьных учителей, так и вузовских преподавателейразличной оснащенностью машинным и программным обеспечением образовательных заведенийпротиворечиями в уже сложившихся и вновь приобретаемых традицияхне всегда адекватным отношением к использованию различного рода инноваций в обученииразличными уровнями исходной подготовки обучаемых.

3. Отечественная система образования придерживается традиционных принципов дидактики, которые порой насчитывают несколько столетий и продолжают доминировать при преподавании как в вузах, так и в общеобразовательной школе.

С другой стороны, в последнее десятилетие происходит широкое внедрение ПИТ в образовательные системы. Последнее связано с теми тенденциями, которые появляются в наиболее цивилизованных и экономически развитых странах.

4. Разработана теоретическая модель информационной подготовки будущих учителей математики и информатики, которая носит комплексный характер. Она становится оптимальной как по продуктивности обучения, так и по времени всякий раз, когда учитываются все его составляющие в оптимальном сочетании, а также их удельные веса, определяемые фактически изученным материалом, курсом обучения и т. д.

5. Найдено решение локальной подпроблемы выравнивания исходной информационной подготовки массива вновь поступивших первокурсников математического факультета. Это достигнуто за счет изучения предметов «Программное обеспечение ЭВМ», и «Основы программирования».

Наибольшая продуктивность достигнута при освоении языков программирования, предусмотренных учебными программами и используемыми в учебном процессе. В ходе ОЭР, которые реализовывались на предложенных нами адаптированных методиках, в экспериментальной группе, по сравнению с контрольной, эффективность обучения составила 13%, при этом нами прогнозируется еще большее ее увеличение. В рамках курса «Программное обеспечение ЭВМ» успеваемость обучаемых увеличилась с 3,3 баллов до 3,9, «Основы программирования» с 2,8 до 3,1 баллов, а по предмету «Практикум решения задач на ЭВМ» средний балл вырос на 0,4 балла.

Из выполненных как теоретических так и опытно — экспериментальных исследований следует, что поставленная гипотеза подтверждена, основные цели достигнуты, а поставленные задачи решены.

В качестве перспективного направления нашей дальнейшей НИР предполагается продолжить усвоение наших методик с выходом на такую не маловажную, востребованную и актуальную часть педагогической науки и практики информационной подготовки, как «компьютерная дидактика».

В заключении, выражаю признательность профессору В. Т. Ащепкову за консультации по теме НИР.