Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИКО-МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ИССЛЕДОВАНИЯ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ОБУЧЕНИЯ В ВЫСШЕМ ПРОФЕССИОНАЛЬНОМ ОБРАЗОВАНИИ 14
1.1. Мировые тенденции развития образования, их влияние на становление высшего профессионального образования в России 14
1.1.1. Основные направления развития мирового сообщества 14
1.1.2. Основные цели и функции высшего профессионального образования 17
1.1.3. Модернизация образования 20
1.2. Эволюция и диверсификация образовательных технологий в высшей школе ..23
1.2.1. Анализ развития понятия «технология обучения» 23
1.2.2. Диверсификация образовательных технологий в высшей школе 29
1.3. Новые информационные технологии обучения в системе высшего образования 35
1.3.1. Компьютерные технологии в образовании 35
1.3.2. Современная информационно-образовательная среда вуза 38
1.3.3. Инновационные технологии в образовании 39
1.4. Методология и методы исследования 44
1.4.1. Понятие о методологии педагогической науки 44
1.4.2. Общенаучный уровень методологии педагогики 46
1.4.3. Конкретно-методологические принципы педагогических исследований 46
1.4.4. Организация педагогического исследования 51
1.4.5. Система методов и методика педагогического исследования 52
1.5. Выводы по первой главе 55
ГЛАВА 2. ПРОЦЕСС СОЗДАНИЯ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ОБУЧЕНИЯ В ВЫСШЕМ ПРОФЕССИОНАЛЬНОМ ОБРАЗОВАНИИ 57
2.1. Концепция развития инновационных технологий обучения 57
2.1.1. Общие положения 57
2.1.2. Цели и основные задачи концепции развития инновационных технологий обучения 61
2.2. Технология распределенного сетевого обучения 67
2.2.1. Основные положения 67
2.2.2. Социально-психологическая лаборатория сопровождения процесса обучения 72
2.2.3. Взаимодействие социально-психологической лаборатории с другими компонентами информационно-образовательной среды института 79
2.2.4. Коммуникационная структура технологии распределенного сетевого обучения 81
2.2.5. Технологические аспекты организации учебного процесса в региональных представительствах 82
2.3. Развитие структурно-логических схем как основы технологии распределенного сетевого обучения 86
2.4. Учебно-методические комплексы системы высшего профессионального образования 92
2.4.1. Требования к учебно-методическим комплексам 92
2.4.2. Функции учебно-методических комплексов 94
2.4.3. Структурно-логический подход к проектированию учебно-методического комплекса 96
2.5. Электронные учебные издания - основные элементы учебно-методических комплексов 103
2.6. Организационные аспекты учебного процесса 117
2.7. Выводы по второй главе 120
ГЛАВА 3. ТЕХНОЛОГИИ МОНИТОРИНГА КАЧЕСТВА ПОДГОТОВКИ СПЕЦИАЛИСТОВ 123
3.1. Основные задачи мониторинга качества подготовки специалистов 123
3.2. Экспертные системы как инструмент для мониторинга качества подготовки специалистов 137
3.3. Теоретические основы создания инновационных интеллектуальных систем контроля и анализа знаний 145
3.3.1. Анализ предметной области 145
3.3.2. Анализ совокупности знаний 147
3.3.3. Формальная модель представления знаний 153
3.3.4. Организация анализа знания 156
3.3.5. Разработка специализированной экспертной системы 159
3.3.6. Разработка семантической сети 163
3.4. Реализация инновационных экспертных систем контроля и анализа знаний 166
3.4.1. Разработка оболочки локальной экспертной системы «Эксперт-Т» 166
3.4.2. Разработка оболочки сетевой экспертной системы «Эксперт-ТС» 175
3.4.3. Примеры разработки экспертных систем по ряду дисциплин 179
3.4.4. Разработка экспертной системы сертификации качества педагогических тестов 180
3.5. Эффективность разработанных средств контроля и анализа знаний на базе экспертных систем 182
3.6. Выводы по третьей главе 188
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ РАСПРЕДЕЛЕННОГО СЕТЕВОГО ОБУЧЕНИЯ 190
4.1. Методика и организация экспериментальной проверки... 190
4.2. Исследование процессов системы качества подготовки специалистов 191
4.2.1. Реализация процессного подхода к оценке качества подготовки специалистов 191
4.2.2. Информационные системы поддержки принятия решений в организации учебного процесса 194
4.3. Разработка системы поддержки принятия решений 195
4.3.1. Состав и структура системы поддержки принятия решений 195
4.3.2. Средства программной реализации педагогического эксперимента 199
4.4. Оценка обоснованности принимаемых решений на фазах работы с абитуриентами и учебного процесса 207
4.4.1. Разработка и исследование когнитивных карт для прогноза социального заказа и потребностей учебного процесса 207
4.4.2. Психологическое исследование контингента абитуриентов и идентификация области профессиональной деятельности 214
4.5. Контроль качества учебного процесса на основе
оперативного анализа данных 219
4.5.1. Промежуточный контроль качества процесса обучения на основе бесповторных выборок 219
4.5.2. Определение случайности расхождений качества учебного процесса в выборочном тестировании 222
4.5.3. Оценка влияния факторов трудовой деятельности обучающихся на результаты обучения с помощью методов взаимосопряженности 223
4.6. Анализ результирующих итогов обучения и показателей
востребованности выпускников 226
4.6.1. Показатели внедрения технологии распределенного сетевого обучения и их влияние на итоговую успеваемость 226
4.6.2. Оценка степени социальной адаптации выпускников на основе многофакторного регрессионного анализа 229
4.7. Выводы по четвертой главе 234
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 236
ЛИТЕРАТУРА 244
ПРИЛОЖЕНИЕ 289
- Основные направления развития мирового сообщества
- Цели и основные задачи концепции развития инновационных технологий обучения
- Основные задачи мониторинга качества подготовки специалистов
Введение к работе
Право каждой личности на получение образования по способностям утверждается в статье 26 Всеобщей декларации прав человека. В Европейской конвенции о правах человека записано, что никому не может быть отказано в праве на образование, и право на образование требует государственного регулирования. В демократичном обществе гражданину предоставляется свобода выбора той формы образования, которая наиболее полно соответствует способностям человека, его профессиональной деятельности.
Президент Российской Федерации В.В. Путин в своем выступлении на VII съезде Российского союза ректоров в 2002 г. назвал образовательную политику делом государственной важности, подчеркнув, что «если будет перспективное образование, то будет и эффективное государство».
Современное состояние развития системы образования характеризуется возрастанием роли информационных технологий обучения. Усвоение студентами знаний с помощью информационных и коммуникационных технологий происходит значительно быстрее, чем посредством обычных технологий. Эти технологии изменяют характер развития, приобретения и распространения знаний, позволяют углублять и расширять содержание изучаемых дисциплин, быстро обновлять его, применять более эффективные методы обучения, а также значительно расширяют доступ к образованию.
«Страна сможет пройти по пути прогресса и процветания только, если все ее население будет достаточно образованным, если каждый без исключения человек получит возможности для достойного саморазвития, раскрытия своих задатков и способностей» [293]. Существенно большую доступность системы образования можно обеспечить путем использования возможностей самообразования с применением перспективных телекоммуникационных, дистанционных образовательных технологий, используемых для доставки учебного материала, его самостоятельного изучения,
организации диалогового обмена между преподавателем и обучающимся, когда процесс обучения независим от времени и территориального пространства. Доступность образования во многом связана с информатизацией образования. Глобальная компьютерная сеть Интернет открыла доступ к самому большому хранилищу информации и знаний, интегрируя информационные ресурсы в единую информационную образовательную среду. Это приводит к повышению значимости работ по разработке и внедрению новых информационных технологий, в частности, компьютерных, телекоммуникационных технологий в образование.
Вузы, используя новые информационно-коммуникационные технологии, в духе открытости и международного сотрудничества должны обеспечивать высокое качество образования, всеобщее распространение и доступность знаний, содействовать обучению на протяжении всей жизни посредством:
разработки учебных материалов, интегрированных в локальные и глобальные сети;
применения информационно-коммуникационных технологий в областях преподавания, подготовки кадров и научных исследований;
создания новых форм учебной среды, начиная от средств дистанционного обучения (ДО) до «виртуальных» вузов и систем образования;
«создания возможностей для обучения взрослых с использованием гибких, открытых и творческих методов» [35].
Необходимым условием эффективного использования информационно-коммуникационных технологий в процессе обучения является качественное информационное наполнение и правильная организация этого процесса. В связи с этим возрастает роль педагога-исследователя, который должен владеть новыми информационными технологиями. Теоретические и практические вопросы разработки инновационных технологий обучения,
электронных учебно-методических комплексов (УМК) представляют большой научный и практический интерес.
На протяжении последних лет Пензенский технологический институт развивает инновационные технологий обучения, создав для их реализации соответствующую инфраструктуру и организационно-методическое обеспечение [169, 254, 258, 263, 268].
Анализ современного этапа развития инновационных технологий обучения позволил выявить наиболее существенные противоречия:
новые информационные технологии, средства вычислительной техники и телекоммуникаций предоставляют развитые возможности для организации процесса обучения, а уровень их применения в учебных заведениях высшего профессионального образования недостаточно высок;
профессионально-образовательная мобильность современного квалифицированного специалиста должна быть высокой, а обновление учебно-методических комплексов специальных дисциплин осуществляется недостаточно оперативно;
в целях совершенствования организации учебного процесса необходима оценка его качества на основе оперативного анализа данных, а потенциал внедряемых информационных технологий в сфере мониторинга учебного процесса недостаточен.
Названные противоречия обусловили выбор темы исследования, проблема которого сформулирована следующим образом: каковы тенденции и педагогические условия эффективного использования инновационных информационных технологий обучения в высшем профессиональном образовании?
Цель исследования - теоретически обосновать и практически реализовать концепцию развития инновационных технологий обучения как важнейшего инструмента достижения высокого качества высшего профессионального образования в соответствии с потребностями развития лич-
ности, экономики и общества на основе современных информационно-коммуникационных технологий.
Объект исследования - образовательный процесс в высшей школе.
Предмет исследования - инновационные информационные технологии для учебных заведений высшего профессионального образования.
Задачи исследования:
Обосновать совокупность положений, определяющих теоретико-методологические предпосылки исследования инновационных технологий обучения в высшем профессиональном образовании.
Раскрыть сущность современных инновационных технологий обучения высшего профессионального образования.
Создать информационно-образовательную среду с использованием технологии распределенного сетевого обучения для повышения качества и обеспечения личностно-ориентированной направленности обучения, а также предоставления равных возможностей получения образования вне зависимости от места проживания обучающихся и состояния информационных телекоммуникаций.
Разработать систему мониторинга качества подготовки специалистов с использованием инновационных технологий обучения в учебных заведениях высшего профессионального образования.
Определить и экспериментально обосновать оптимальные педагогические условия обеспечения эффективности инновационных технологий обучения для высшего профессионального образования.
Гипотеза исследования. Инновационные технологии обучения для высшего профессионального образования существенно повышают качество и эффективность подготовки специалистов, если:
- в образовательном процессе использованы достижения современных информационных и телекоммуникационных технологий;
- реализовано личностно-ориентированное обучение, предусматри
вающее дифференцированный подход с учетом уровня знания обучаемого,
его профессиональной пригодности к самостоятельным активным дейст
виям;
- находит применение технология распределенного сетевого обучения, интегрирующая техническое, информационное, методическое, программное обеспечение образовательного процесса и формирующая информационно-образовательную среду учебных заведений высшего профессионального образования.
Методологические основы исследования составили: диалектический метод познания как основа научной педагогики, идеи личностно-ориентированного профессионального образования, теория развивающего обучения, системный подход к анализу педагогических явлений, основы педагогической квалиметрии. Нормативной методологией исследования выступают системно-целостный, личностно-деятельностный к культурологический подходы.
Методы исследования: системный анализ, методы интеллектуальных информационных систем, метод экспертных оценок, метод нейросетевой экспертной оценки с использованием когнитивных карт (метод Б. Коско), моделирование с помощью семантических сетей, педагогический эксперимент, метод включенного наблюдения, статистические методы.
Наиболее существенные результаты, полученные лично соискателем. Научная новизна:
создана концепция, раскрывающая педагогические основы использования разработанных автором инновационных технологий обучения в учебном заведении высшего профессионального образования;
синтезирована структура информационно-образовательной среды с использованием технологии распределенного сетевого обучения, разработанной для обеспечения повышения качества и личностно-
ориентированной направленности обучения, а также равных возможностей получения образования вне зависимости от места проживания обучающихся и состояния информационных телекоммуникаций;
разработаны экспертные системы контроля и анализа качества знаний, адаптирующиеся к уровню знания обучающегося, а также процедура организации анализа знаний при тестировании;
обоснована интеллектуальная система мониторинга качества подготовки специалистов с использованием инновационных технологий обучения в учебном заведении высшего профессионального образования, имеющая обратную связь «предприятие - специалист»;
проведена оценка результатов внедрения инновационных технологий обучения в учебном заведении высшего профессионального образования.
Теоретическая значимость:
установлены причинно-следственные связи и закономерности становления и развития инновационных технологий обучения в высшем профессиональном образовании (зависимость этого процесса от состояния информационно-образовательной среды, от уровня развития технологии распределенного сетевого обучения на основе использования современных информационных технологий и средств телекоммуникаций, от параметров экспертной системы контроля и анализа качества знаний и др.);
обоснована концепция развития инновационных технологий обучения, создающая теоретические предпосылки для прогнозирования и оптимизации процесса развития инновационных технологий обучения в высшем профессиональном образовании.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Концепция развития инновационных технологий обучения строится на основе системного, философского, личностно-деятельностного, индивидуально-творческого и психологического подходов.
2. Структура информационно-образовательной среды формируется на
основе технологии распределенного сетевого обучения с использованием
современных информационных технологий, средств вычислительной тех
ники и телекоммуникаций: Интернет, компьютерных сетей образователь
ных учреждений, представительств и мобильных классов.
Технология распределенного сетевого обучения, являющаяся результатом проведенных исследований, базируется на гибридных телекоммуникационных технологиях, обеспечивает повышение качества и личностно-ориентированную направленность обучения, а также равные возможности получения образования вне зависимости от места проживания и состояния информационных коммуникаций. Основное отличие разработанной технологии от традиционных Интернет-технологий состоит в том, что обучаемые, лишаясь возможности прямого (в реальном времени) доступа к образовательным ресурсам, получают взамен гарантию устойчивого доступа к постоянно обновляемым копиям учебно-методических комплексов дисциплин.
Экспертные системы контроля и анализа качества знаний, предложенные в работе, адаптируются к уровню знания обучающегося, что достигается специальной организацией процедуры анализа знаний при тестировании.
Система мониторинга качества подготовки специалистов с использованием инновационных технологий обучения, исследованная в работе, решает основные задачи профориентации обучаемых, контроля их профессиональной направленности и уровня подготовки, организации «обратной связи» с предприятиями и выпускниками.
Методы оценки результатов внедрения инновационных технологий обучения в информационно-образовательную среду, содержащиеся в исследовании, выявляют их эффективность с помощью информационной системы статистической обработки результатов педагогического эксперимента.
к'Щу ^щш^И'Щщщ^ып-^П' '''^у'Ш^Ш^^'^^^ЧЩЩ
Основные направления развития мирового сообщества
«...В науке и высоких технологиях произошли глубокие прорывы, которые могут использовать лишь высокообразованные люди» Ш]. В последние десятилетия в мире набрали силу процессы, вызвавшие кардинальные изменения: интенсивное развитие науки и наукоемких технологий, электронно-коммуникационная революция, глобальная информатизация, интеграция мировой экономики. Информационные технологии развиваются опережающими темпами, а информация приобретает все большее значение в жизни общества, в том числе для международной деятельности. Основой прогрессивного развития каждой страны и всего человечества в целом является сам человек, его нравственная позиция, культура, образованность, многоплановая природосообразная деятельность, профессиональная компетентность. В обществе «знания становятся капиталом и главным ресурсом экономики» [293].
Общество все больше развивается на знаниях, а высшее образование и научные исследования в настоящее время выступают в качестве важнейших компонентов культурного, социально-экономического и экологически устойчивого развития человека, сообществ и наций [35]. Уровень развития национальной системы образования является не только важнейшим условием экономической и политической независимости стран, но и необходимым условием эффективного вхождения в мировое экономическое сообщество и содействия социальному прогрессу.
Можно выделить следующие тенденции, которые будут иметь определяющее значение для дальнейшего развития мирового сообщества:
- Ускорение темпов социального и экономического развития.
- Динамичное развитие науки как мощного социального института и важнейшей составляющей научно-технического прогресса, усиление воздействия науки на производство, экономику, общество, природу. Со второй половины XX века началась эпоха стремительного развития разных отраслей науки. Проникая во все сферы материального и духовного производства, политической и идеологической жизни общества, наука превратилась в непосредственную производительную силу, важнейший компонент научно-технического прогресса.
- Сокращение сферы неквалифицированного и малоквалифицированного труда, постоянный рост требований к профессиональной квалификации работающих, необходимость быстрой переподготовки кадров.
- Глобализация экономической деятельности, выражающаяся во все большем расширении и углублении международных связей в сфере инвестиций, производства, финансов, научно-технического прогресса, образования. Новые глобальные проблемы могут быть решены лишь путем международного сотрудничества в рамках мирового сообщества.
- Либерализация международной экономической деятельности, которая вызывает постепенное ослабление препятствий на пути международного движения товаров, услуг, объектов интеллектуальной собственности, труда, капитала, финансовых ресурсов.
- Регионализация мировой экономики, выражающаяся в формировании межгосударственных объединений (зон свободной торговли, таможенных союзов, «общих рынков», экономических сообществ и т. п.), пре дусматривающих создание благоприятных условий для развития сотрудничества между странами-участницами.
- Глобальная информатизация и переход к постиндустриальному, информационному обществу, выражающаяся во все более широком использовании компьютерных систем, телекоммуникаций, сети Интернет в современной экономике, науке, образовании, культуре.
- Рост влияния человеческого фактора, который в развитых странах относится к национальному богатству.
Все это усиливает значимость высшего образования для всех слоев трудоспособного населения и целостности личности человека [18], приводит к постоянному повышению спроса на высшее образование.
Преимущества современных информационных технологий и коммуникаций приводят к глобализации рынка образовательных услуг, интегрирующей национальные образовательные системы в глобальное сообщество и открытый рынок. С середины XX века ведущие мировые державы начали рассматривать международные образовательные обмены и программы как часть своей внешней политики. Международное сотрудничество способствует развитию высшего образования.
«Условия существования человечества в XXI веке требуют перехода к новой стратегии развития общества на основе знаний и высокоэффективных технологий. Формирование перспективной системы образования, особенно с учетом тенденций становления виртуальных сред обучения, является одним из важнейших направлений развития мирового сообщества» [331].
Цели и основные задачи концепции развития инновационных технологий обучения
В результате обучения с использованием инновационных технологий у обучаемого должна быть сформирована интегрированная, систематизированная совокупность профессиональных знаний, умений и навыков, способность к самостоятельной деятельности, творческой инициативе, личной ответственности, социальная активность и адаптируемость.
Создание механизма устойчивого развития системы образования является целью модернизации образования. Модернизация образования не может быть проведена только на основе его компьютеризации за счет развития вычислительной техники. Новые информационные технологии, технологии обучения как системы средств, форм и методов обучения предоставляют педагогам огромные возможности для удовлетворения образова тельных потребностей обучаемых на современном уровне. Определение перспектив развития и внедрения новых технологий обучения требует научного обоснования и проведения психолого-педагогических исследований, результатом которых является концепция развития инновационных технологий обучения учебного заведения высшего профессионального образования.
Концепция развития инновационных технологий обучения определяет:
- цель и задачи создания информационно-образовательной среды учебного заведения высшего профессионального образования на основе внедрения современных информационных технологий, средств вычислительной техники и телекоммуникаций;
- основные принципы построения и использования ресурсов информационно-образовательной среды учебного заведения высшего профессионального образования;
- пути развития и совершенствования информационно-образовательной среды.
Основной целью развития инновационных технологий обучения является удовлетворение потребностей:
- личности - в самосовершенствовании, интеллектуальном, культурном развитии посредством получения высшего профессионального образования, переподготовки и повышения квалификации;
- общества и государства - в воспитании социально активных и адаптирующихся к результатам и последствиям научно-технического прогресса граждан;
- экономики - в подготовке компетентных, квалифицированных специалистов, эффективно работающих на благо общества. Концепция развития инновационных технологий обучения должна учитывать и прогнозировать основные тенденции развития экономики и общества, актуальные и перспективные потребности рынка труда.
Цель создания концепции развития инновационных технологий обучения - это обеспечение прогрессивного развития информационно-образовательной среды учебного заведения посредством разработки и использования инновационных технологий в процессе обучения. Эта цель может быть достигнута решением комплекса приоритетных задач:
- разработка и внедрение инновационных технологий обучения на основе использования новых информационных технологий, бурного прогресса средств вычислительной техники и телекоммуникаций;
- модернизация материально-технической базы, инфраструктуры учебных заведений, создание эффективного пространства информационно-образовательной среды высших учебных заведений;
- активизация научно-исследовательской, учебно-методической деятельности преподавателей как основной движущей силы инноваций.
Формируемая с использованием инновационных технологий обучения информационно-образовательная среда учебного заведения должна решать следующие основные задачи.
Основные задачи мониторинга качества подготовки специалистов
В соответствии с «Концепцией модернизации Российского образования на период до 2010 года», главной задачей в этой области является повышение качества образования. Как показывает зарубежный опыт, внедрение систем качества в сфере образования приводит к повышению конкурентоспособности выпускников, снижает затраты на повышение качества и гарантирует работодателям стабильно высокое качество их подготовки. По этой причине конкуренция образовательных учреждений на рынке труда как поставщиков специалистов есть, по существу, борьба их систем качества.
Исходя из многолетнего, к сожалению, в основном зарубежного опыта, достижение требуемого уровня качества и его дальнейшее совершенствование наиболее успешно осуществляется на основе внедрения систем качества в соответствии с требованиями ИСО 9000. Понятие «качество образования» в настоящее время в России находится на стадии осмысления, еще окончательно не сформулировано, не нашло отражения в нормативных документах (Федеральные законы в области образования, ГОС высшего профессионального образования и др.), но общие представления существа проблемы уже сложились. В соответствии с этими представлениями [66], внутривузовская система качества должна содержать следующие основные компоненты (подсистемы):
- подсистема качества целей (принятых норм, т.е. законов, ГОС высшего профессионального образования и др.);
- подсистема качества абитуриентов; подсистема качества условий работы вуза (финансовое, материально-техническое, информационное и учебно-методическое обеспечение); подсистема качества результата (востребованность выпускников).
Программно-информационную и техническую поддержку функционирования всех компонентов системы качества института осуществляет статистическая информационная система, о которой более подробно пойдет речь в следующей главе.
В настоящей главе остановимся на системе контроля и анализа качества [168], под управлением которой функционирует система качества Пензенского технологического института. На ее основе осуществляется мониторинг качества подготовки специалистов, и она призвана решать следующие основные задачи:
1. Ранняя профориентация учащихся.
2. Входной контроль профессиональной направленности и уровня подготовки абитуриентов.
3. Текущий и промежуточный контроль усвоения знаний студентов.
4. Итоговый контроль знаний, умений и навыков выпускников.
5. Мониторинг качества подготовки специалистов и выработка предложений по улучшению качества их подготовки специалистов.
