Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Формирование информационной компетентности бакалавров по направлению «математика и компьютерные науки» как педагогическая проблема ... 18
1.1. Ориентированность подготовки будущих бакалавров по направлению «математика и компьютерные науки» на формирование их информационной компетентности 18
1.2. Формирование информационной компетентности бакалавров по направлению «математика и компьютерные науки» на основе интегративного и дифференцированного подходов в обучении 40
1.3. Учет индивидуальных особенностей формирования информационной компетентности бакалавров по направлению «математика и компьютерные науки» 58
1.4. Применение средств электронного обучения в подготовке будущих бакалавров по направлению «математика и компьютерные науки»... 75
Выводы по главе 1 98
Глава 2. Организация информационной подготовки будущих бакалавров по направлению «математика и компьютерные науки» средствами электронного обучения 102
2.1. Модель формирования информационной компетентности бакалавров по направлению «математика и компьютерные науки» средствами электронного обучения 102
2.2. Структура и содержание информационной подготовки будущих бакалавров по направлению «математика и компьютерные науки» средствами электронного обучения 116
2.3. Опытно-экспериментальная проверка модели формирования информационной компетентности бакалавров по направлению «математика и компьютерные науки» средствами электронного обучения на примере дисциплин компьютерного цикла 133
Выводы по главе 2 160
Заключение 164
Литература
- Формирование информационной компетентности бакалавров по направлению «математика и компьютерные науки» на основе интегративного и дифференцированного подходов в обучении
- Применение средств электронного обучения в подготовке будущих бакалавров по направлению «математика и компьютерные науки»...
- Структура и содержание информационной подготовки будущих бакалавров по направлению «математика и компьютерные науки» средствами электронного обучения
- Опытно-экспериментальная проверка модели формирования информационной компетентности бакалавров по направлению «математика и компьютерные науки» средствами электронного обучения на примере дисциплин компьютерного цикла
Формирование информационной компетентности бакалавров по направлению «математика и компьютерные науки» на основе интегративного и дифференцированного подходов в обучении
Система высшего профессионального образования в настоящее время развивается в условиях перехода к информационному обществу, когда информация становится важнейшей ценностью, что необходимо учитывать при подготовке кадров. Для каждого вуза приоритетной задачей становится поиск и применение таких способов подготовки студентов, которые бы обеспечивали будущему выпускнику соответствие запросам работодателей, востребованность на рынке труда и способность работать с современными информационными системами в организациях, на инновационных производствах или исследовательских центрах. С этой целью необходимо организовать такое качество подготовки будущих бакалавров в области математики и компьютерных наук, при котором выпускники вуза оказались бы компетентными специалистами в решении своих профессиональных задач. Для этого преподавателям необходимо ясно представлять, какие задачи придется решать бакалаврам в их будущей профессиональной деятельности и так строить процесс обучения, чтобы развивать профессионально-значимые качества будущих выпускников.
Современное образование все более ориентируется на повышение конкурентоспособности личности, творческую инициативу и самостоятельность будущего специалиста. В последнее время для оценки качества образования вместо понятий «образованность», «подготовленность», «воспитанность», «квалифицированность», используемых ранее, стали применяться такие понятия как «компетенции» и «компетентность».
Исследованием компетентностного подхода занимались такие ученые как В. И. Байденко [15], В. А. Болотов [23], Б. С. Гершунский [32], Л. И. Гурье [38], Э. Ф. Зеер [56], И. А. Зимняя [57, 58], Ю. Г. Татур [151], А. В. Хуторской [165,166] и др.
Современные исследователи применяют в своих работах различные определения понятий «компетенция» и «компетентность», но в нашей работе мы будем придерживаться определений этих терминов, которые применительно к системе образования дает А. В. Хуторской.
«Компетенция — это отчужденное, наперед заданное социальное требование [норма) к образовательной подготовке обучаемого, необходимой для его качественной продуктивной деятельности в определенной сфере» [166]. «Компетентность — это владение, обладание обучаемым соответствующей компетенцией, включающее его личностное отношение к ней и предмету деятельности, а также совокупность личностных качеств обучаемого [ценностно-смысловых ориентации, знаний, умений, навыков, способностей), обусловленных опытом его деятельности в определенной социально и личностно значимой сфере» [166].
Наряду с достаточно общими терминами «компетенция» и «компетентность», в работах используются также конкретизирующие их понятия, такие, например, как «профессиональная компетентность».
Е.В. Садон [135], приводит со ссылкой на Ю. К. Чернову и С. Ш. Пал-ферову обобщенное понятие профессиональной компетентности, которого мы будем придерживаться и в настоящей работе. «Под профессиональной компетентностью понимается сформированная в процессе обу чения система компетенции, позиции, влияющих на качество выполнения профессиональных задач». Другими словами: «профессиональная компетентность — это характеристика личности, означающая выполнение собственных действий с необходимым качеством, регламентированным стандартом и нормативными документами» [168].
Исходя из вышеизложенного, можно заключить, что профессиональная компетентность специалиста является не только мерой оценки качества его образования, но и мерой его профессионализма. Поэтому в ходе модернизации образования особое значение придается так называемому компетентностному подходу, который лег в основу Федеральных государственных образовательных стандартов.
Использование компетентностного подхода позволило прозрачно и непротиворечиво формировать государственные стандарты профессионального образования, в которых содержатся требования к развитию тех общекультурных и профессиональных компетенций, которыми должен обладать будущий бакалавр или магистр для успешного осуществления своей профессиональной деятельности.
В нашей работе исследование формирования компетенций будет рассматриваться для будущих бакалавров, обучающихся по направлению «Математика и компьютерные науки».
Для дальнейшего исследования необходимо проанализировать, к каким видам профессиональной деятельности должны быть готовы выпускники. Анализ федерального государственного образовательного стандарта по направлению «Математика и компьютерные науки» для степени бакалавра [161], действующего в настоящее время, позволяет заключить, что выпускники должны быть способны выполнять широкий круг задач, среди которых можно выделить такие как: проведение научных исследований в областях, использующих математические методы и компьютерные технологии;
Применение средств электронного обучения в подготовке будущих бакалавров по направлению «математика и компьютерные науки»...
Благодаря выстраиванию связей, между всевозможными элементами образовательной системы, применение интегративного подхода позволяет сократить количественную характеристику знаний, получаемых будущими бакалаврами в процессе обучения, сохраняя или даже увеличивая при этом их дидактическую емкость. Это позволяет облегчить решение проблемы отбора учебного материала, необходимого и достаточного для подготовки бакалавра, компетентного в своей предметной области. Поэтому на современном этапе, «в период интенсивного развития информационных технологий и системы Интернет, постоянного обновления технических и научных данных» [45, С. 334] и общего увеличения информационного потока, задача решения данной проблема становится одной из важнейших, а применение интегративного подхода в обучении — объективной необходимостью.
Интегративный подход проявляется в целостно-многомерном видении мира познающим субъектом и выполняет такие педагогические функции как методолого-мировоззренческую, побуждающую, культуро-творческую, логико-развивающую, координационно-проектировочную и т. п. [4]. Все перечисленные функции, на наш взгляд, могут быть использованы для повышения эффективности профессиональной подготовки студентов и способствовать развитию их информационной компетентности.
Применение интегративного подхода, как в рамках любой отдельно взятой дисциплины, так и на междисциплинарном уровне, требует наличия определенных интеграционных механизмов, то есть определенных компонентов образовательной системы, способствующих образованию интеграционных связей. А. Я. Данилюк в своем диссертационном исследовании «Теоретико-методологические основы проектирования интегральных гуманитарных образовательных пространств» [40,С265—280] приводит 4 основных интеграционных механизма в образовании:
Поскольку в настоящем исследовании речь идет не столько о гуманитарном образовании, сколько о формировании информационной компетентности у будущих бакалавров в области математики и IT-технологий, нам представляется необходимым скорректировать указанные виды и выделить следующие механизмы интеграции для бакалавриата направления «Математика и компьютерные науки» [98]:
В литературе встречается большое количество определений понятия «тезаурус». В различных источниках это понятие рассматривается с различных точек зрения. Так, согласно А. Б. Соломонику «тезаурус — это специальным образом организованный словарь, служащий для описания всех существующих слов-концептов внутри одного концептуального поля» [144]. В Большой Советской энциклопедии [25] приводится еще одно определение: «Тезаурус — это множество смысловыражающих единиц некоторого языка с заданной на нём системой семантических отношений». Как можно заметить, в данных определениях понятие истолко вывается в лингвистическом аспекте. Однако, с нашей точки зрения, такие определения для педагогики, является слишком узким и не отражающим некоторые важные аспекты, связанные с образованием.
Другие определения дают представление о тезаурусе, как об информационно-поисковой системе. «Тезаурус — словарь, отражающий смысловые связи между словами или иными смысловыми элементами языка» [2]. И еще одно: «тезаурус есть открытая система одноязычных понятий, полного систематизированного набора терминов и данных о какой-либо области знаний, позволяющей человеку или компьютеру ориентироваться в ней или в соответствующей информационно-поисковой системе» [68]. Эти определения также достаточно узки, и хотя раскрывают рассматриваемое понятие с несколько иной точки зрения, по-прежнему не могут быть применены в нашем случае. В частности, в последнем определении утверждается, что тезаурус есть «система понятий полного систематизированного набора терминов», что не может быть реализовано в реальных условиях, где происходит непрерывное развитие. Также вопрос вызывает тезис об «одноязычности» тезауруса, поскольку в настоящее время многие термины из разных областей знаний часто заимствуются одними языками из других. Удачным в этих определениях является то, что тезаурус рассматривается в них как система, в которой отражены смысловые связи между элементами, принадлежащими некоторой области знаний.
Наиболее уместным в настоящем исследовании, с нашей точки зрения, является определение тезауруса, данное с позиций педагогики: «Тезаурус — это запас информации, который постепенно пополняясь, служит фундаментом, является информационной базой любого вида деятельности, образования, формирования и развития» [68].
Структура и содержание информационной подготовки будущих бакалавров по направлению «математика и компьютерные науки» средствами электронного обучения
Основой электронного обучения являются электронные образова тельные ресурсы, которые обычно определяются как учебные материалы, для воспроизведения которых используются электронные устройства. Однако такое определение слишком широко, и поэтому под него подпадают такие учебные материалы как, например, видеофильмы и аудиозаписи, для использования которых компьютер не требуется. Поэтому в настоящей работе нас будут интересовать только определенные виды электронных образовательных ресурсов. Чаще всего электронные образовательные ресурсы подразделяются на 4 вида [114]: 1) текстографические; 2) гипертекстово-текстографические; 3} аудиовизуальные; 4) мультимедийные. 1. Текстографические электронные образовательные ресурсы представляют собой вариант обычного учебного пособия (учебника), представленного в электронной форме. 2. Текстографические электронные ресурсы, содержащие гипертекстовые связи между элементами, позволяют при помощи ссылок осуществлять переходы на другие элементы того же ресурса или на другие [связанные по смыслу) ресурсы. Таким образом, навигация по тексту происходит нелинейно и позволяет облегчить процесс усвоения материала за счет быстрого перехода к разъяснениям или дополнительным материалам. 3. Аудиовизуальные ресурсы полностью состоят из видео или аудио содержимого и, вообще говоря, могут быть просмотрены не только с помощью компьютера, но и на бытовых проигрывающих устройствах. 4. Наиболее интересным видом электронных образовательных ресурсов для нашего исследования являются мультимедийные ресурсы, сочетающие в себе различные способы представления информации: и тек-стографический, и гипертекстовый, и аудиовизуальный. В дальнейшем мы будем вести речь именно о мультимедийных образовательных ресурсах.
Современный мультимедийный электронный ресурс обязан обладать рядом специфических качеств. К ним относятся: интерактивность, адаптируемость, коммуникативность и обновляемость.
Интерактивность — это свойство, существенно отличающее мультимедийные электронные ресурсы от всех прочих. Интерактивные ресурсы позволяют обучающемуся не только получать информацию, но и осуществлять взаимодействие с ним, за счет того, что программная оболочка ресурса определенным образом реагирует на действия и ответы пользователя, предоставляя различное содержание.
Адаптируемость подразумевает возможность электронному ресурсу подстраиваться под определенного пользователя, который с ним в данный момент работает. Это свойство позволяет формировать индивидуальную траекторию обучения для каждого студента.
Свойство коммуникативности обеспечивает наличие возможности осуществлять общение в синхронном или асинхронном режимах между преподавателями и студентами, а также между студентами, изучающими один и тот же курс. Данное свойство позволяет также осуществлять контроль и корректировку процесса обучения на любом его этапе. Обновляемость обеспечивает возможность поддержки содержания ресурсов в актуальном состоянии без существенных затрат усилий и материальных средств.
Рассмотрим возможности использования электронного обучения в качестве средства реализации применяемых нами подходов.
Прежде всего, рассмотрим реализацию интеграционных механизмов (интеграцию учебных языков и развитие профессионального тезауруса, создание единой учебной среды, формирование общего проблемного поля профессиональной деятельности и образования} средствами электронных образовательных технологий.
1. Решение задачи повышения успешности формирования профессионального тезауруса у бакалавров по направлению «Математика и компьютерные науки» облегчается благодаря использованию системы электронного обучения. Она может позволить преподавателям точнее выстраивать образовательный процесс в соответствии не только с учебной программой отдельно взятого учебного курса, но и в связи с образовательными программами других дисциплин, изучаемых в соответствии с ФГОС по определенному направлению. Возможность выстраивания программных связей между различными электронными образовательными ресурсами позволяет преподавателям осуществлять мониторинг прохождения программы учебной дисциплины в связи с программами прохождения прочих курсов. В некоторых случаях использование электронной системы управления учебным процессом позволяет отследить уровень подготовки каждого студента, оценить степень усвоения им программы каждой учебной дисциплины и организовать получение доступа конкретного студента к последующим материалам, представленным не только в рамках одного курса, но и в последующих дисциплинах. Кроме того, различные программные компоненты планирования, присутствующие в большинстве систем управления обучением, позволяют упростить синхронизацию содержания обучения студентов в различных электронных учебных курсах.
Безусловно, электронные системы управления образовательным процессом отлично подходят и для осуществления более простых задач планирования в рамках отдельно взятого курса, позволяя осуществить общеизвестные дидактические принципы последовательности изложения, системности изучения материала, систематичности, доступности и понятности.
Опытно-экспериментальная проверка модели формирования информационной компетентности бакалавров по направлению «математика и компьютерные науки» средствами электронного обучения на примере дисциплин компьютерного цикла
В этот период исследование происходило в контрольной и экспериментальной группах. Контрольная и экспериментальные группы были образованы естественным образом, поскольку, как уже отмечалось нами ранее, в соответствии с учебным планом, одна академическая группа разделяется на две подгруппы для изучения дисциплин компьютерного цикла. В контрольной группе занятия проводились стандартным образом, без применения разработанной нами модели, другим преподавателем.
При обучении студентов экспериментальных групп активно использовалась единая электронная среда на базе LMS MOODLE, используемая в Казанском [Приволжском) федеральном университете. Нами в ней были созданы электронные образовательные ресурсы по дисциплинам компьютерного цикла, в которых размещался необходимый теоретический материал, тесты для осуществления самоконтроля будущих бакалавров, а также для замера уровня развития знаниевого компонента их информационной компетентности. Также в электронных курсах имелся вариативный набор уровневых лабораторных заданий по изучаемым темам. Будущим бакалаврам предоставлялась возможность выбора уровня сложности заданий. Это позволяло обучающимся находить для себя компромисс между посильностыо заданий и количеством баллов, получаемых за их выполнение. Кроме того, у студентов была возможность выбора того или иного практического примера, на базе которого им было бы интереснее изучать предложенную тему. Таким образом, в соответствии с применяемой совокупностью педагогических подходов обеспечивалась индивидуализация траектории обучения в рамках общей учебной программы.
Помимо собственно выполнения заданий, перед студентами ставилась задача их защиты. Такой способ контроля выполнения не только позволял преподавателю удостовериться в самостоятельности студента, но и способствовал развитию профессионального тезауруса будущих бакалавров, поскольку они были вынуждены постоянно оперировать профессиональной терминологией и соотносить ее со своими практическими действиями.
Немаловажную роль в ходе эксперимента сыграли занятия, проводимые с использованием интерактивных методов и форм (деловые игры [97], веб-квесты [94]), в рамках которых студентам поручалось командное создание некоторого проекта. Вносимый при этом элемент соревновательности, работы в команде, распределение по профессиональным ролям и большая доля самостоятельности при использовании информационных технологий включали практически все механизмы реализации применяемой совокупности педагогических подходов.
В начале формирующего эксперимента, а также в конце каждого года обучения (после изучения каждого учебного курса], как в контрольной, так и в экспериментальной группах проводились замеры уровней развития компонентов информационной компетентности у будущих бакалавров по направлению «Математика и компьютерные науки».
Формирующий эксперимент проводился в двух потоках: первый поток, состоящий из экспериментальной и контрольной групп ЭГ1 и КГ1 — бакалавры, поступившие на 1 курс в 2011/12 уч. году, и второй поток, со стоящий из экспериментальной и контрольной групп ЭГ2 и КГ2 — бакалавры по направлению «Математика и компьютерные науки», поступившие на 1 курс в 2012/13 уч. году.
В качестве входного контроля в первом потоке использовались результаты, полученные после первого года обучения студентов. Для получения результатов входного контроля во втором потоке студентам было предложено пройти входное тестирование, построенное на основе вариантов ЕГЭ по информатике.
Так же, как и во время констатирующего этапа эксперимента, нами был изучен вопрос взаимосвязи личностного компонента информационной компетентности бакалавров по направлению «Математика и компьютерные науки» со знаниевым и операционально-деятельностным компонентами. В результате корреляционного анализа было установлено, что как в контрольных, так и в экспериментальных группах, и до, и после проведения формирующего эксперимента, между указанными компонентами информационной компетентности имеется значимая связь, о чем свидетельствует коэффициент корреляции по Пирсону (вычисляемый средствами табличного процессора), имеющий значение не ниже 0,77. Результаты входного контроля приведены в приложениях 6 и 7. Обработка данных наблюдений показала примерно равный показатель сформированности компонентов информационной компетентности у контрольной и экспериментальной групп, как в первом, так и во втором потоке.
