Содержание к диссертации
Введение
Глава I. ФОРМИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННО-НАСЫЩЕННОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ СРЕДСТВАМИ ОБЪЕКТНО- ОРИЕНТИРОВАННОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ КАК
ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА 15
1.1 Состояние и перспективы информационного насыщения образовательного процесса среднего профессионального образования на базе объектно-ориентированного программирования 15
1.2 Объектно-ориентированное программирование как перспективное направление формирования информационно-насыщенной образовательной среды технического колледжа 49
1.3 Педагогические условия формирования информационно-насыщенной образовательной среды средствами объектно-ориентированного
программирования в образовательном процессе технического колледжа 67
Выводы по первой главе 87
Глава II. ОПЫТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ РАБОТА ПО ФОРМИРОВАНИЮ ИНФОРМАЦИОННО-НАСЫЩЕННОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ ТЕХНИЧЕСКОГО КОЛЛЕДЖА СРЕДСТВАМИ ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ 91
2.1 Характеристика базы опытно-экспериментальной работы 91
2.2 Проверка эффективности педагогических условий, реализуемых в экспериментальной модели, в процессе изучения дисциплин профессиональной направленности 108
2.3 Анализ результатов опытно-экспериментальной работы по формированию информационно-насыщенной образовательной среды технического колледжа
средствами объектно-ориентированного программирования 133
Выводы по второй главе 149
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 151
БИБЛИОГРАФИЯ
- Состояние и перспективы информационного насыщения образовательного процесса среднего профессионального образования на базе объектно-ориентированного программирования
- Объектно-ориентированное программирование как перспективное направление формирования информационно-насыщенной образовательной среды технического колледжа
- Характеристика базы опытно-экспериментальной работы
Введение к работе
Одной их главных характеристик современного общества является высокий уровень информатизации многих отраслей жизнедеятельности человека. Существующие темпы информатизации изменили цели и ориентации образовательного процесса, поставили задачу совершенствования профессионального обучения на протяжении всего жизненного пути, обусловили социальную потребность введения информационных технологий в сферу образования. В этой связи преобразуются существующие и внедряются новые формы и технологии образования, которые позволяют повышать профессионализм будущих специалистов на новом качественном уровне.
Актуальность исследования продиктована не только высокими технологическими возможностями современных компьютерных средств, но и, прежде всего, педагогическими потребностями развития образования и повышения его эффективности, в частности, необходимостью формирования навыков самостоятельной образовательной деятельности, исследовательского подхода в обучении, активизации творческого потенциала и повышения качества образования студентов технического колледжа в условиях современного рынка труда. Непрерывно увеличивается обьем и изменяется содержание знаний, умений и навыков, которыми должны владеть современные специалисты. Во всех сферах образования ведутся поиски способов интенсификации и быстрой модернизации системы подготовки, повышения качества обучения с использованием компьютерных технологий, что является одним из направлений реализации Национального проекта «Образование» (115; 118; 119). Применение новых информационных технологий в учебном процессе дает возможность использовать в педагогической практике психолого-педагогические разработки, позволяющие интенсифицировать учебный процесс, реализовывать идеи развивающего обучения на основе инноваций, включающих в себя новое содержание, организационные формы и технологии (В.И.Загвязинский, В.И.Гинецинский, В.В.Белич, А.С.Белкин, А.П.Беляева, И.Г.Пустилышк, 11.Ф.Тальїзина, L.W.Anderson, R.Lewis, N.Paine и др.). Возможности компьютерных технологий
4 как инструмента человеческой деятельности и принципиально нового средства обучения привели к появлению новых методов и организационных форм обучения и более быстрому их внедрению в учебный процесс.
Умение использовать компьютер для решения профессиональных и учебных задач становится обязательным компонентом подготовки любого специалиста. Поэтому перед образованием любого уровня стоит задача подготовки специалистов к использованию компьютерных технологий в будущей профессиональной деятельности.
В развитии учебно-материальных ресурсов колледжей технического профиля можно наметить некоторые направления, наиболее эффективно учитывающие потребности современного образовательного процесса, направленного на развитие личности и ее индивидуальности: свободный доступ студентов к различным источникам информации, включая Internet-ресурсы; возможность различных видов деятельности с информацией, включая ее переструктурирование; творческий подход в области создания различных приложений с использованием языков объектно-ориентированного программирования.
Переход к компьютерным технологиям обучения, создание условий для их разработки, апробации и внедрения, поиска разумного сочетания нового с традиционным сложен и требует решения целого комплекса психолого-педагогических, учебно-методических и других проблем. Их можно разделить на ряд направлений: выработка единого комплексного научно-методического подхода к решению проблемы внедрения компьютерных технологий в учебный процесс; разработка методики использования компьютерных технологий в практической деятельности; подготовка педагогических кадров к освоению компьютерных технологий обучения и внедрению их в учебный процесс; подготовка обучающихся к использованию компьютерных технологий для приобретения знаний и умений; материально-техническое оснащение учебного заведения; поиск, разработка и создание соответствующего методического обеспечения.
Технические возможности новых электронных технологий и их развитие определили новые аспекты комплексного подхода к процессу формирования
5 информационно-насыщенной образовательной среды технического колледжа средствами объектно-ориентированного программирования для совершенствования методологии и стратегии отбора содержания, методов и организационных форм обучения в современных условиях информатизации общества, когда все активнее используются разнообразные инструментальные средства быстрой разработки Windows-приложений. Различные парадигмы программирования рассматриваются в работах педагогов в области информатики и компьютеризации образовательного процесса Е.И. Машбица, В.М.Монахова, В.М.Курейчика, Н.Н. Красо вс ко го, Е.П.Велихова, Б.П.Наумова, С.М.Окулова, программистов-профессионалов Г. Буча, А.Я.Архангельского, С.Шлсера, С.Меллора, Н.Д Ру-бенкинга, М.Кэнту. Объектно-ориентированная методология программирования прочно завоевывает свое место в системе разработки программных продуктов и сейчас уже трудно представить себе среду программирования, не реализующую достоинства технологии визуальной разработки приложений. Основой успеха объектно-ориентированного программирования является способность человеческого мозга оперировать объектами в целом, поэтому использование объектов для описания (моделирования) какой-либо проблемы с возможностью скрыть внутри объекта его строение (реализацию) позволяет создавать сложные программные системы, которые можно легко понимать, модернизировать и использовать.
В то же время анализ работ обнаруживает противоречие между требованиями к подготовке специалистов, владеющих компьютерными технологиями, и низким уровнем готовности выпускников колледжа технического профиля к использованию этих технологий в будущей профессиональной деятельности. Это связано с тем, что традиционная система подготовки студентов не позволяет сформировать у них на достаточном уровне умения, связанные с использованием в будущей профессиональной деятельности компьютерных технологий и удовлетворяющие требованиям государственных образовательных стандартов среднего профессионального образования, где ставится задача подготовки специалистов, умеющих использовать в своей работе компьютерные технологии. Все это свидетельствует, что в теории и практике среднего специального обра-
зования есть основное противоречие, состоящее, с одной стороны, во все растущей потребности общества в специалистах, способных к непрерывному самообразованию и профессиональному росту, и с другой - в недостаточной теоретической и научно-методической разработанности дидактических основ формирования готовности студентов к продуктивному взаимодействию с профессионально значимой информацией.
Данное противоречие обусловлено несоответствием между нарастанием объема необходимой для усвоения информации и преобладанием в профессиональной подготовке студентов традиционных технологий, не обеспечивающих в достаточной степени формирования необходимых умений и навыков программирования и его целенаправленного использования для развития творческого потенциала личности.
Проблема исследования заключается в необходимости разработки такого обучающего комплекса, который повышает мотивацию обучения и инициирует развитие процессов познавательной деятельности студентов. Одним из приоритетных направлений информатизации современного общества является информатизация образования - процесс обеспечения сферы образования мето-долоіией и практикой развития и оптимального использования информационных и коммуникационных технологий с целью совершенствования методики и стратегии отбора содержания, методов и организационных форм обучения, воспитания, соответствующих задачам личности в современных условиях информатизации общества; создания обучающих комплексов, ориентированных на развитие умственного потенциала студентов колледжа технического профиля, на формирование навыков самостоятельного приобретения знаний в области визуального программирования, выполнения информационно-образовательной, эксп ери ментально-исследовательской деятельности; разработки тестирующих и диагностирующих методик, обеспечивающих систематический и оперативный контроль и оценку уровня знаний студентов по изучаемым дисциплинам.
Цель исследования: выявить, обосновать и экспериментально проверить педагоі ические условия формирования информационно-насыщенной образова-
7 тельной среды технического колледжа средствами объектно-ориентированного программирования.
Объект исследования - образовательный процесс в системе среднего профессионального образования.
Предмет исследования - процесс формирования информационно-насыщенной образовательной среды технического колледжа средствами объектно-ориентированно! о программирования.
Гипотеза исследования: эффективность формирования информационно-насыщенной образовательной среды технического колледжа средствами объектно-ориентированного программирования повысится, если будет:
определена структура информационно-насыщенной образовательной среды технического колледжа и ее формирование средствами объектно-ориентированного программирования, ее содержание, характеристики и детерминированные связи с системой профессиональной подготовки;
разработана модель формирования информационно-насыщенной образовательной среды технического колледжа средствами объектно-ориентированного программирования;
выявлен и обоснован комплекс педагогических условий, обеспечивающих эффективность формирования информационно-насыщенной образовательной среды технического колледжа средствами объектно-ориентированного программирования (погружение студентов в информационную образовательную среду, обеспечивающую перенос акцентов с формирования знаний, умений и навыков профессиональной деятельности на развитие мышления; актуализация внутреннего мира обучающегося, его личностного роста, самореализации, становления его самосознания; отбор и творческое преобразование информации с целью построения индивидуального для каждого обучающегося направления саморазвития).
Согласно цели и гипотезе в работе ставились следующие задачи: Па основе изучения философской, психолого-педагогической и методической литературы по проблеме исследования; зарубежного и отечественного опыта информатизации образования:
выявить факторы, влияющие на процесс и результат формирования информационно-насыщенной образовательной среды технического колледжа средствами объектно-ориентированного программирования;
построить экспериментальную модель формирования информационно-насыщенной образовательной среды технического колледжа средствами объектно-ориентированного проіраммирования;
проверить эффективность педагогических условий, чтобы определить наиболее результативные методы и приемы, способствующие формированию информационно-насыщенной образовательной среды технического колледжа средствами объектно-ориентированного программирования;
разработать научно-обоснованные рекомендации по формированию информационно-насыщенной образовательной среды технического колледжа средствами объектно-ориентированного программирования на основе образовательных стандартов и дидактических требований к содержанию.
Для реализации цели, проверки гипотезы и решения поставленных задач используется комплекс методов, взаимопроверяющих и дополняющих друг друїа: теоретический анализ методической литературы, диссертационных исследований, периодических научных изданий, учебных планов и программ по объектно-ориентированному программированию; педагогическое наблюдение за деятельностью студентов и дипломированных специалистов специальности 230105 «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем» по применению объектно-ориентированных языков программирования для автоматизации работы библиотек, бухгалтерии, бизнес-систем и т.д., беседа с преподавателями, студентами, контрольные срезы, анкетирование; диагностический анализ формирования информационно-насыщенной образовательной среды технического колледжа с использованием технологии визуального программирования; прогнозирование и моделирование процесса познавательной деятельности при формировании информационно-насыщенной образовательной среды технического колледжа средствами объектно-ориентированного программирования; проектирование педагогического экспе-
9 римента и прогнозирование результатов исследования; статистическая обработка экспериментальных результатов.
Теоретико-методологическую основу исследования составили концепция информатизации образования, методология прогнозирования и моделирования процессов познавательной деятельности студентов, системного и структурного подходов к формированию информационно-насыщенной образовательной среды технического колледжа на основе обучающих комплексов, которые по своим дидактическим возможностям наиболее близко подходят к естественному обучению «учитель-ученик» и педагогическое воздействие этих обучающих систем заключается в возможности выработки с их помощью умения самостоятельного переноса усвоенных знаний в новую ситуацию; философские положения о всеобщей связи, взаимообусловленности, развитии и целостности реального мира, а также важнейшие положения философии, педагогики и психологии о деятслыюстной и творческой сущности личности и мно-юфакторном характере ее развития, исследования отечественных и зарубежных ученых по вопросам использования компьютерных технологий в учебном процессе.
Теоретическим фундаментом исследования являются теории личности, деятельности и общения (В.Г.Ананьев, Л.С.Выготский, А.Н.Леонтьев, Б.Ф.Ломов, К.К.Платонов, А.В.Петровский, Н.А.Менчинская, Н.Ф.Талызина, С.Л.Рубинштейн, В.А.Сластенин, Б.М.Теплов).
Существенное значение в концептуальном плане имеют положения о сущности педагогического процесса (В.И.Андреев, Р.М.Асадуллин, В.В.Краевский, Ф.Ш.Терегулов), об активизации познавательной деятельности посредством реализации инновационных методов и форм обучения (К.Ш.Ахияров, В.И.Загнязинский, А.С.Гаязов, Ю.К.Бабанский, А.З.Рахимов, И.Я.Лернер, Н.М.Яковлева, П.И.Пидкасистый, М.У.Пискупов, и др.). Принципы и критерии систематизации и отбора содержания обучения компьютерным технологиям рассматривались с опорой на исследования А.Борка, А.П.Ершова, Б.Ф.Скиннера, К.А.Квасневского, Г.Клеймана и др.
Нами анализировались также труды педагогов и психологов в области ав
томатизированных систем обучения на базе компьютерной и аудиовизуальной
техники (Б.И.Андреев, С.И.Архангельский, В.П.Беспалько, Я.Л.Варшавский,
Л.В.Зайцева, Т.А.Ильина, Г.А.Китайгородская, Л.П.Новицкий,
В.В.Петрусинский, Н.Ф.Талызина), а также теория компьютеризации образования (Л.В.Апатова, Б.С.Гершунский, А.П.Ершов, Е.И. Машбиц, В.М.Монахов, И.В.Роберт и др.).
Достоверность и аргументированность научных результатов подтверждаются теоретической обоснованностью исходных позиций, отвечающих современным достижениям психолого-педагогической науки, использованием разнообразных источников информации, комплексной методики исследования, обеспечивается репрезентативностью выборки, сочетанием качественного и количественного анализа материалов исследования, результаты которого подтверждены экспериментально.
Научное исследование, апробация и введение в практику полученных результатов были выполнены в течение периода с 1998 по 2006 годы и состояли из нескольких этапов.
На первом этапе (1998-1999 гг.) - был проведен анализ философской, психолого-педагогической и методической литературы по исследуемой проблеме, были сформулированы цель, предмет и рабочая гипотеза исследования, была выполнена поисковая стадия эксперимента с целью показа эффективных методов диагностики умений и навыков будущих специалистов в области программирования.
На основе полученных данных были выявлены и изучены педагогические условия формирования информационно-насыщенной образовательной среды технического колледжа средствами объектно-ориентированного программирования и мотивов для взаимодействия с информацией.
Основными методами исследования в данной стадии стали: теоретический анализ научной литературы по исследуемой проблеме, и также наблюдение, опрос, беседа, анализ деятельности студентов.
На втором этапе (1999-2005 гг.) - было выполнено уточнение рабочей гипотезы, цели, проблем исследования, обоснована сущность процесса формирования информационно-насыщенной образовательной среды технического колледжа средствами объектно-ориентированною программирования, разрабатывалась экспериментальная модель, в образовательный процесс колледжа был внедрен комплекс выявленных педагогических условий, формировался эксперимент по определению уровня творческого потенциала студентов в работе с информацией в современных условиях развития новых информационных технологий.
На данной стадии использовались диагностические методы исследования (опрос, интервьюирование, экспертная оценка, анализ результатов деятельности студентов, и т.д.), методы математической статистики.
На третьем этапе (2005-2006 гг.) - была выполнена проверка эффективности педагогических условий посредством контроля формирования информационно-насыщенной образовательной среды технического колледжа средствами объектно-ориентированного программирования, осуществлялся количественный и качественный анализ, обработка и систематизация результатов исследования, были сделаны теоретические и экспериментальные заключения, оформлялось диссертационное исследование.
На данном этапе были применены обсервационные методы (прямое и косвенное наблюдение, длительное фиксирование), аналитические методы (анализ результатов учебно-познавательной деятельности студентов) и методов математической статистики (при определении объема репрезентативной выборки).
База исследования. Экспериментальной базой исследования был Нефте-камский машиностроительный техникум, апробация некоторых положений эксперимента была ировсдена в Нефтекамском нефтяном колледже. Более 500 студентов и преподавателей были вовлечены в экспериментальное исследование.
Научная новизна исследования состоит втом, что:
определены содержание и структурные элементы информационно-насыщенной образовательной среды технического колледжа и ее формирование средствами объектно-ориентированного программирования; характеристики и детерминированные связи с системой профессиональной подготовки, обусловленные непрерывным и постоянно развивающимся и развивающим студента характером;
выявлена и обоснована совокупность педагогических условий формирования информационно-насыщенной образовательной среды технического колледжа средствами объектно-ориентированного программирования (погружение студентов в информационную образовательную среду, обеспечивающую перенос акцентов с формирования знаний, умений и навыков профессиональной деятельности на развитие мышления; актуализация внутреннего мира обучающегося, его личностною роста, самореализации, становления его самосознания; отбор и творческое преобразование информации с целью построения индивидуальною для каждого обучающегося направления саморазвития);
построена экспериментальная модель формирования информационно-насыщенной образовательной среды техническою колледжа средствами объектно-ориентированною программирования, использование которой в образовательном процессе приводит к ютовности студента к оперативному поиску, к целесообразному выбору и преобразованию информации с целью саморазвития и решения целого ряда образовательных и социально-педагогических задач (умения в области визуального программирования, навыки самообразования, конкурентоспособность, адаптация в современных условиях рынка труда).
Теоретическая значимость исследования состоит в определении дидактических требований к содержанию и организации работы студентов в области технологии разработки программного обеспечения на основе объектно-ориентированною программирования; в разработке модели формирования информационно-насыщенной образовательной среды технического колледжа средствами объектно-ориентированною программирования; в раскрытии объективно существующих дидактических условий, методов и приемов формирования информационно-насыщенной образовательной среды технического кол-
13 леджа средствами объектно-ориентированиого программирования и создании максимально блаюприятных условий для саморазвития личности в процессе учебно-познавательной деятельности.
Практическая значимость исследовании состоит в построении экспериментальной комплексной программы формирования информационно-насыщенной образовательной среды технического колледжа средствами объектно-ориентированного программирования, в разработке дидактических средств и научно-обоснованных рекомендаций по формированию информационно-насыщенной образовательной среды технического колледжа средствами объектно-ориентированного программирования. Составлены программа и методические рекомендации по курсу «Технология разработки программных продуктов», «Разработка и эксплуатация удаленных баз данных», «Разработка и эксплуатация автоматизированных информационных систем», методические рекомендации «Лабораторно-практические работы по программированию в среде Delphi», которые будут полезны для студентов в процессе изучения основ объектно-ориентированного программирования и существенно повышающие эффективность процесса их подготовки к дальнейшей творческой работе над созданием приложений к автоматизации различных бизнес-систем.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечены исходными методологическими принципами; адекватностью используемых методов целям и проблемам исследования; квалифицированной проверкой результатов исследования в строго учитываемых и контролируемых условиях; применением методов статистической обработки экспериментальных данных.
Па защиту выносятся следующие положения:
- содержание и структура процесса формирования информационно-насыщенной образовательной среды технического колледжа средствами объектно-ориентированного программирования, состоящее из включения и комплексного использования в образовательном процессе современных информационных технологий (программно-телекоммуникационное и педагогическое пространство с едиными технологическими средствами ведения учебного процесса);
комплекс педагогических условий, способствующих формированию информационно-насыщенной образовательной среды технических колледжей средствами объектно-ориентированного программирования (погружение студентов в информационную образовательную среду, обеспечивающую перенос акцентов с формирования знаний, умений и навыков профессиональной деятельности на развитие мышления; актуализация внутреннего мира обучающегося, его личностного роста, самореализации, становления его самосознания; отбор и творческое преобразование информации с целью построения индивидуального для каждого обучающегося направления саморазвития);
модель формирования информационно-насыщенной образовательной среды технического колледжа средствами объектно-ориентированного программирования.
Апробация и внедрение результатов исследования. Результаты исследования проверялись и корректировались в ходе опытно-экспериментальной работы, обсуждались на заседаниях кафедр научных основ управления школой и педагогики Башкирского государственного педагогического университета предметно-цикловой комиссии информатики и вычислительной техники Неф-текамского машиностроительного техникума, отражены в публикациях и выступлениях на Всероссийских (Уфа - 1999 г., Нефтекамск - 2005 г.), Межрегиональных (Челябинск-2000 г.), X юбилейной Международной конференции «Информационные технологии в образовании» ИТО-2000, XV юбилейной Международной конференции «Информационные технологии в образовании» ИТО-2005 в г. Москве.
Структура диссертации: работа состоит из введения, двух глав, заключения, библиографии из 212 наименований, содержит 9 таблиц, 11 рисунков.
Состояние и перспективы информационного насыщения образовательного процесса среднего профессионального образования на базе объектно-ориентированного программирования
Переход к рыночной экономике поставил большинство учебных заведений перед задачей повышения качества подготовки специалистов со средним профессиональном образованием, совершенствования всех направлений развития СПО в соответствии с основными положениями «Национальной доктрины образования в Российской Федерации», «Федеральной программы развития образования на 2000-2005 гг.», «Концепции модернизации российского образования на период до 2010 года» и «Проіраммьі развития среднего профессионального образования России» на 2000-2005 гг.
Современное образование построено на принципах отношения к человеку как к наибольшей ценности, что требует высокой технологичности образовательного процесса на основе внедрения в образование современного эффективного и продуктивного дидактического инструментария, высокоэффективных информационных технологий (45, с.208). Мы полагаем, что сегодня наиболее продуктивными и перспективными в образовании являются технологии, позволяющие организовать учебный процесс с учетом профессиональной направленности обучения (142, с.35), а также с ориентацией на личность, ее интересы, склонности и способности (45, с.43). Повышение эффективности образовательных технологий возможно только при условии преобладания на всех этапах учебного процесса творческой, поисковой деятельности студентов.
Многие страны мира связывают будущее с достижениями в области научно-технического прогресса, особенно в сфере информационных профессионально-ориентированных технологий обучения, прежде всего информационно-компьютерной поддержки различных учебных курсов. Компьютерная грамотность существенно повышает интеллектуальные возможности человека, способствует принятию оптимальных решений в наиболее сложных ситуациях и расширяет перспективы развития экономики и техники, науки, культуры и образования. Характерными выражениями этого прогресса, как давно уже доказано, являются электронизация (и ее часть - компьютеризация) и информатизация общества, причем дополнительной особенностью является то, что повседневная деятельность на основе полного, динамичного и своевременного знания становится не уделом избранных, а необходимостью для каждого (61, с.З 14).
Глубокие социальные преобразования, вызванные существующим уровнем и перспективами развития общества, потребовали совершенствования всех частей образовательного процесса, реализации основных изменений в системе общего и среднего профессионального образования, таких как систематизация знаний в области информатики и информационных технологий, полученных в основной школе и их углубление с учетом выбранного профиля обучения; создание основы для дальнейшего профессионального обучения (92, с.15-25). В стране предприняты серьезные попытки модернизации школы, средних специальных образовательных учреждений, высших учебных заведений с целью создания однородной системы непрерывного образования (68, с.7-61; 31).
Государственные образовательные стандарты определяют основные направления развития современного образования. Мы полагаем, что для их успешной реализации в учебных заведениях среднего профессионального образования, осуществляющих подготовку квалифицированных специалистов, профессионалов, актуальны как вопросы поиска эффективных технологий обучения, так и проблемы совершенствования содержательной стороны учебного процесса: фундаментализация, профессионализация, гуманитаризация, деидео-логизация, демократизация, информатизация, индивидуализация, обеспечение непрерывности обучения, с учетом федерального и регионального компонентов. Профессионализация (обеспечение подготовки высококвалифицированно 17 го специалиста) и гуманитаризация (формирование и развитие культурного, духовного человека) являются ведущими направлениями развития образования. Это вызвано тем, что данные задачи определяют содержание, функции, основные проблемы системы образования.
Показателями оценки основных содержательных линий модели структуры образовательною процесса являются степень отражения основополагающих постулатов базовой науки, степень включенности важнейших понятий, обоснованность (логичность) распределения понятий по группам, совокупность задач, разрешимых с помощью основных методов познания, выявление «общего» и «особенного» в протекании информационных процессов в системах самой разной природы {технические и социотехнические, живой и неживой природы, общественные системы и человек как система духовных, нравственных, интеллектуальных, физических качеств), их инвариантных и вариативных составляющих (92, с.15-25).
Современная цивилизация вступила в эпоху информатизации, где основная деятельность связана с поиском, сбором, хранением, преобразованием и использованием информации для эффективного функционирования всей экономики, необходимым и возможным становится научный подход к информационным процессам (189, с.5-13). Под влиянием процесса информатизации в настоящее время складывается новая общественная структура- информационное общество. По В.А.Извозчикову (70), «будем понимать под термином «информационное» (компьютеризированное) общество то, во все сферы жизни и деятельности членов которою включены компьютер, телематика, другие средства информатики в качестве орудий интеллектуального труда, открывающих широкий доступ к сокровищам библиотек, позволяющих...моделировать реальные и прогнозируемые события, процессы, явления, управлять производством, автоматизировать обучение и т.д.» (112, с.14). Информационное общество характеризуется высоким уровнем информационных технологий, развитыми инфраструктурами, процессами ускоренной автоматизации и роботизации всех отраслей производства и управления, радикальными изменениями социальных структур (189, с.5-13), непрерывностью общего и профессиональною образо 18 вания в течение всей жизни человека... «в непрерывно возникающих новых условиях, прежде всего в условиях широкой информатизации общества» (45, с.210).
В этих условиях средства объектно-ориентированной разработки программных систем и обучающих комплексов открывают следующие основные возможности: изменение методологии и стратегии отбора содержания образования, введение новых интегрированных предметов, внесение изменений в обучение традиционным дисциплинам; повышение эффективности обучения, его индивидуализация и дифференциация, организация новых форм взаимодействия в процессе обучения и изменение содержания и характера деятельности обучающею и обучающегося; совершенствование управления учебным процессом, cm планирование, оріанизация контроля, модернизация механизмов управления системой образования.
Объектно-ориентированное программирование как перспективное направление формирования информационно-насыщенной образовательной среды технического колледжа
Достижения научно-технического прогресса на рубеже XX - XXI веков привели к смене следующих парадигм в промышленности - от энергетических к информационным технологиям; в образовании - от подготовки узких профессионалов к системному решению созидательных проблем (интеграция фундаментальности и гибкости) (155). С момента начала интенсивного развития новых информационных технологий появилась проблема их взаимодействия с фундаментальным образованием и необходимость анализа основных представлений информационных понятий в контексте проблем обучения (75, с. 177). В связи с этим дидактика приобретает новые и углубляет старые понятия с учетом последних достижений в области программирования и создания искусственного интеллекта, что меняет подходы к созданию алгоритмов, программ и требования к ним в ходе эволюции аппаратных средств компьютерных систем (112, с.68-71). Основное назначение программирования состоит в том, чтобы обеспечить вычислительное устройство инструкциями, необходимыми ему для выполнения конкретных вычислений. Эдсгер В. Дейкстра сформулировал это утверждение так: «Программирование - это соединение человеческой способности к мышлению со способностью к манипулированию символами, осуществляемому для разработки средств манипулирования символами (программ). Лишь предоставив компьютеру такое средство манипулирования символами, мы действительно превращаем ею в инструмент для вычислений». (192, с.30) Утверждение о том, что деятельность значительной части специалистов в информатике связана с программированием, близко к истине. При программировании изучается, анализируется и собирается воедино «совокупность последовательных действий (операций), производимых над информацией для получения какого-либо результата» (124, с.26-31; 123). Из этого следует, что при программировании в первую очередь рассматриваются вопросы, связанные с поиском, отбором, хранением, передачей, кодированием, обработкой и защитой информации. Программа является информационной моделью, формализованным описанием моделируемого объекта (точнее - решаемой проблемы) на одном из языков кодирования информации (192).
Несмотря на то, что основная математическая модель в процессе эволюции вычислительного устройства существенно не изменилась, разработка языков высокого уровня перевернула наши представления о программировании. С увеличением объема программ и сложности используемых в них данных разработка правильных алгоритмов перестала быть главной задачей. По отношению к традициям императивного профаммирования введение объектов и переход к объектно-ориентированной методологии можно считать самыми радикальными изменениями за всю историю профаммирования (192, с.ЗО).
Информационно-насыщенная образовательная среда - это профаммно-телекоммуникационная среда, обеспечивающая едиными технологическими средствами ведение учебного процесса, его информационную поддержку и документирование в среде Internet любому числу учебных заведений, независимое от их профессиональной специализации и уровня образования.
Сегодня основное направление развития технологии профаммирования -это объектно-ориентированное программирование (ООП). Сущность объектно-ориентированного программирования состоит в возможности создания Windows-приложений высокой сложности, не прибегая к фундаментальным основам профаммирования. В наши дни многие имеют хотя бы самое общее представление об объектной методологии разработки профаммных продуктов, так как объектно-ориентированная технология все шире применяется в промышленных и бизнес-системах (192, с.26). При разработке реальных объектно-ориентированных систем из множества возможных необходимо выбрать какой-либо один язык профаммирования (или интегрированную среду разработки), на котором будет строиться реализация системы.
Характеристика базы опытно-экспериментальной работы
Современное образовательное учреждение среднего профессионального образования решает различные задачи, среди которых наиболее важная - подготовить молодого человека к жизни в условиях информационного общества. «Сегодня актуальна не задача профессионального совершенствования в простом его смысле, а задача приобретения профессиональной компетентности, лежащей в основе деятельности человека в новых, непредвиденных на данном этапе развития производственных отношений, условиях и ситуациях» (45, с. 13).
В Государственном образовательном стандарте РФ изложены основные требования к качеству образования, среди которых умение ориентироваться в мировом информационном пространстве и владение навыками работы с постоянно меняющимися массивами информации. При формальном владении информацией, когда информация только потребляется, но не перерабатывается, атрофируются способности и мотивация к самостоятельному поиску и творческой переработке информации. Современному специалисту недостаточно просто уметь работать с компьютером, он должен владеть умениями и навыками аналитической переработки информации, работы в различных средах программирования.
Освоение объектно-ориентированного программирования позволяет глубже проникать » суть работы компьютера и операционной системы, помогает овладеть современными информационными технологиями, постигать сущность организации и функционирования современных прикладных пакетов и систем и более эффективно использовать их в своей деятельности. Работа с визуальными компонентами и объектами Delphi значительно упрощает понимание и ускоряет разрабоїку интерфейсов проіраммньїх модулей, обучающих комплексов, а прекрасные визуальные возможности и отладчики, особенно в Delphi 5.0 и выше, позволяют отслеживать их реальное функционирование.
Компоненты поддержки работы с базами данных (БД) позволяют легко создавать, модифицировать и обрабатывать информацию БД, практически без проірамчирования выполнять поиск и выборку нужной информации, как из локальных так и удаленных БД, используя открытый интерфейс доступа (ODBC). Знание же основ объектно-ориентированного программирования в Delphi превращает студентов колледжа в профессионала но управлению СОМ-серверами Word и Excel. Кроме расширения возможностей работы с БД, в частности, проектирование БД в популярных CASE-технологиях, реализующих, как правило, модель сущность-связь и изучаемых на 4 курсе специализации и управление прикладными программами пакета MS Office из созданною приложения, знакомство с объектно-ориентированным программированием упрощает изучение и понимание структуры, методов проектирования и технологии программирования в визуальной среде разработки программного обеспечения, основанной на объектно-ориентированной методологии.
Важной особенностью является и то, что идеология работы, принятая в Delphi, с локальными программными приложениями переводится в приложения архитектуры клиенг/сервер практически без какого-либо дополнительного программирования. Сопутствующим, но не менее важным, результатом является приобретение студентами практики постановки задач и проектирования их решения, как-то, формализации определения цели, ее декомпозиции и вычленения подзадач, создание описаний принимаемых промежуточных решений и соответствующих процедур обработки, приобретение других знаний, навыков и умений из арсенала проектирования сложных программных систем.
В полном объеме вес это планируется к изучению с 3 по 4 курс специализации. Основные вехи этого спецкурса - основы алгоритмизации и программирования в объектно-ориентированном языке Pascal на 2 и 3 курсе, визуальное проектирование и программирование в Delphi на 3-м, объектно-ориентированное моделирование и работа с локальными и удаленными БД во второй половине 3 и на 4 курсе.
В профессиональный блок входят следующие дисциплины: основы алгоритмизации и программирования, численные методы, математическая статистика, объектно-ориентированное программирование, физические основы и архитектура ЭВМ, системное программирование, операционные системы, вычислительные системы и сети, модели данных и системы управления базами данных, разработка и эксплуатация удаленных баз данных. Особенностью этого блока является то, что основой каждой из дисциплин являются соответствующие математические модели, в то же время разного рода технические детали (конкретные языки программирования, архитектурные особенности конкретных ЭВМ и пакетов прикладных программ) изучаются по ходу дела как примеры конкретного воплощения математических моделей. Так, в курсе «Основы алгоритмизации и программирования» закладываются основы алгоритмизации при попутном изучении универсальных языков программирования. Курсы по архитектуре ЭВМ, системному программированию и операционным системам дают представление о программно-аппаратной среде, с которой будет работать специалист. В курсе основ алгоритмизации и программирования постигается суть алгоритмизации: изучается теория сложности вычислений, фундаментальные классы алгоритмов, без которых невозможно создать ни одну программную систему. При этом особое внимание уделяется эффективности алгоритмов, что необходимо для создания конкурентоспособных программных продуктов. Итогами изучения дисциплин профессионального блока являются курсовые и дипломная работы. При их выполнении студенты создают законченные программные продукты.
Линия информационных технологий и объектно-ориентированное программирование должна получить дальнейшее развитие, а в ряде аспектов следует изменить методику изучения информационных технологий. В нашей опытно-экспериментальной работе важным аспектом методики обучения информационным технологиям является развитие единого подхода к их изучению, формированию представлений о научных основах информационно-насыщенной образовательной среды. Реализация этого подхода может быть отражена на основе следующих принципов:
- изучение информационных технологий не должно быть сведено к освоению конкретных средств информационных и коммуникационных технологий, необходимо, прежде всего, формировать научные основы, базу для освоения новых технологий;
- необходимой предпосылкой усвоения информационных технологий является предварительное изучение вопросов строения, видов, свойств, форм представления и т.д. информации, способов ее записи, алгоритмов ее преобразования, которые рассматриваются в курсе информатики;
- при изучении информационных технологий, с одной стороны, должны получить развитие и конкретизацию все основные содержательные линии общеобразовательного курса информатики (информации, представления информации, информационных процессов, алгоритмов, формализации и моделирования, информационных технологий, телекоммуникаций), с другой стороны, эти содержательные линии выступают научной основой изучаемых информационных технологий;
- ключевыми вопросами изучения информационных технологий, обеспечивающими единство методического подхода к их изучению, являются вопросы единства средств и методов представления информации разного типа, функциональной полноты и минимизации операций по обработке информации, алгоритмической основы реализации технологий.
