Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТОДА СТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ В РАМКАХ ИДЕЙНО-ПОНЯТИЙНОГО ПОДХОДА В ОБУЧЕНИИ ИНФОРМАТИКЕ
1.1. Метод структурного анализа и проектирования как форма системного подхода в профессионально-педагогических исследованиях 14
1.2. Метод структурного анализа и проектирования как средство построения функциональной модели процесса обучения информатике 26
1.3. Метод структурного анализа и проектирования в разработке идейно-понятийного аппарата курса информатики на факультетах гуманитарного цикла 56
Выводы по первой главе 83
ГЛАВА II. ФОРМИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ БАЗОВЫХ ПОНЯТИЙ ИНФОРМАТИКИ, РАЗРАБОТАННОЙ НА ОСНОВЕ МЕТОДА СТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ
2.1. Цель, задачи и этапы организации опытно-экспериментальной работы 84
2.2. Методика реализации системы понятий по информатике 97
2.3. Анализ и оценка результатов опытно-экспериментальной работы 116
Выводы по второй главе 127
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 128
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ И ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 132
ПРИЛОЖЕНИЯ
- Метод структурного анализа и проектирования как форма системного подхода в профессионально-педагогических исследованиях
- Метод структурного анализа и проектирования как средство построения функциональной модели процесса обучения информатике
- Цель, задачи и этапы организации опытно-экспериментальной работы
Введение к работе
Актуальность исследовании Технический прогресс, стремительное развитие телекоммуникационных технологий предъявляют высокие требования к уровню образования молодежи. Современные задачи, решаемые российским обществом, требуют от выпускников высших учебных заведений овладения конструктивными подходами в выполнении практических задач.
Внедрение интеллектуальных систем, усложнение производства в связи с развитием технологий, а значит и продукта его деятельности, требуют от специалистов высокого уровня знаний, самостоятельного рационального познания при овладении спецификой профессиональной деятельности.
Людям наступающей информационной эпохи все чаще приходится принимать ответственные решения в кризисных или стрессовых ситуациях. Причем для принятия этих решений уже недостаточным представляется опыт предшествующих поколений. На современном этапе очень важно развивать способности самостоятельно анализировать ситуацию, опираясь на понимание общих закономерностей и тенденций развития природных, экономических и социальных процессов, а также способности прогнозировать возможные последствия принимаемых решений. Выпускники вузов, вступающие в мир рыночных отношений, должны владеть целостным, системным видением картины мира, уметь применять полученные знания для решения жизненно важных задач.
Важной предпосылкой для формирования необходимых качеств у студентов гуманитарных специальностей является изучение курса информатики. Его цель: вооружить будущих специалистов в области гуманитарных наук знаниями закономерностей функционирования информации в обществе, умениями работать с ней, применяя новые информационные технологии, умениями применять логический аппарат мыслительных операций в различных жизненных ситуациях Самосовершенствование, активное овладение современными ин
формационными технологиями являются той основой, которая обеспечит практическую востребованность таких специалистов.
Сегодня необходимо уделять внимание не только объему знаний, которым должны овладеть студенты, но и тому, как помочь студенту "творить себя", вопросам самопознания, самообучения, самовоспитания, самообразования. При этом традиционные методы обучения оказываются недостаточными. В последние десятилетия в педагогике появились новые методы обучения — методы проектирования, планирования, моделирования, исследовательский, в которых за основу был выделен системный характер познавательной деятельности.
Уже аксиомой для современной педагогики стало положение о том, что организуемое в процессе обучения познание должно быть системным. На необходимость и важность систематизации понятийного аппарата информатики указывают в своих работах Г.А.Гейн, А.П.Ершов, А.А.Кузнецов и др. Системный подход в обучении информатике при подготовке специалистов гуманитарных факультетов отражен в исследованиях С.А.Бешенкова, В.К.Белошапки, И.А.Рудаковой, Т.В.Немчиновой и др, Понимание на системно-структурном уровне особенности взаимосвязи объектов (элементов) дает возможность изучить каждый предмет (объект) в системе и посредством системы в любой области человеческой деятельности
Необходимость глубокого понимания сущности процесса обучения информатике продиктована не только состоянием современной практики и теории обучения, но и сложностью преподавания информатики как дисциплины естественно-математического цикла на гуманитарных факультетах. Для определения структуры процесса обучения информатике, ориентированного на подготовку студентов-гуманитариев, необходимыми условиями являются:
1) определение содержания и структуры учебного материала, которые обеспечивают подготовку студентов гуманитарных факультетов в области информатики, а также этапов овладения понятийным аппаратом в процессе обучения;
2) разработка системы понятий и заданий, которые вводят учащихся в ситуации, моделирующие основные функции при работе с информацией.
При создании системы любого уровня возникает проблема сложности, эффективный подход к решению которой заключается в построении системы из небольшого количества крупных частей, каждую из которых можно декомпозировать на небольшие подсистемы и разрабатывать независимо от других. Это позволяет при разработке подсистем иметь информацию обо всех остальных частях системы. Правильная декомпозиция, как пишет А.М.Вендров, являясь главным способом по преодолению сложности в проектировании систем, соответствует следующим требованиям:
количество связей между отдельными подсистемами должно быть минимальным;
связность отдельных частей внутри каждой подсистемы должна быть максимальной (24, с.60).
Этим требованиям отвечают системы, разработанные на основе метода структурного анализа и проектирования.
Метод структурного анализа и проектирования разработан Дугласом Россом в 1973 г. для создания проектов сложных систем. Данный метод успешно использовался в военных, промышленных, коммерческих организациях для решения широкого круга задач, таких как долгосрочное и стратегическое планирование, автоматизированное производство и проектирование, управление финансами и материально-техническим снабжением и т.д. Универсальность метода по анализу и проектированию систем разной сложности позволила нам применить данный метод в педагогическом исследовании.
В целом, данный метод относится к методам проектирования систем. Методы проектирования, объектом которых является не столько проектирование в общепринятом смысле этого слова, сколько мыслительная деятельность, предшествующая выполнению проектов, призваны способствовать всемерному повышению творческой активности и эффективности работы конструкторов. Творчество в проектных методах проявляет себя в оригинальности формули руемых вопросов, целей, классификации и т.п. В основе этих методов лежит принцип "Проектирование как обучение". Каждый из этих методов рассматривается как способ ответа на один из вопросов, возникающих в процессе познания. Метод превращается в условие, позволяющее перейти от незнания к осознанию нового (к пониманию того, что представляет собой проблема в действительности и каковы возможные решения).
Обучение, как составная часть учебно-воспитательного процесса, является сложным процессом. С помощью метода структурного анализа и проектирования можно представить декомпозицию функций процесса обучения информатике, связи между функциональными подсистемами, разделить управляющие и информационные потоки, осуществить интерактивный обзор процесса обучения, проследить и описать последовательность моделирования.
Данный метод позволяет предварительно спроектировать учебно-воспитательный процесс с последующим воспроизведением, что ведет к стабильности успехов студентов. С его помощью можно разработать соответствующую педагогическую технологию, что позволит: 1) реализовать ее на практике в соответствии с принципом целостности структурной и содержательной частей; 2) разгрузить, целенаправленно и точно изложить содержание обучения; 3) упростить за счет свернутой, сжатой формы понятийного аппарата информатики (реализация экономичности мышления, направленности на минимизацию информационного оформления результата учения при минимуме протяженности— максимум информации).
При анализе различных подходов к объяснению сущности и содержания процесса обучения было выявлено, что большинство авторов стремится раскрыть системную природу обучения, но с позиций структурного представления системы в ее статике. Динамическая же сторона педагогической системы требует раскрытия ее целостности посредством выявления функциональных компонентов. Метод структурного анализа и проектирования позволяет раскрыть динамическую сторону педагогической системы, ее функциональные компоненты, целостность, многообразие связей элементов системы. Данный метод,
посредством моделирования и проектирования функционально-структурных моделей, создает условия для полноты, глубины и последовательности организации и проведения учебного процесса, что, на наш взгляд, является новым в обучении информатике студентов гуманитарных факультетов.
Поиск новых подходов в профессиональной подготовке студентов отражен в исследованиях Г. Г. Гранатова, В.В.Краевского, А.Я.Наина, Н.М.Яковлевой и др., теория активизации познавательной деятельности студентов рассмотрена в работах В.А.Беликова, А.В.Усовой, В.П.Ушачева и др., проблема дифференцированного многоуровневого обучения информатике рассматривается в работах В.К.Белошапки, С.А.Бешенкова и др.
Анализ теории и практики отечественного образования показал, что в процессе преподавания информатики на факультетах гуманитарной направленности возникают противоречия между:
1) высокими требованиями, предъявляемыми современным обществом к выпускникам высшей школы по умению работать с информационными технологиям и низкой образовательной культурой студентов первокурсников в области информатики на факультетах гуманитарного цикла;
2) направленностью базовых учебных дисциплин гуманитарных факультетов на развитие индуктивного и интуитивно-образного мышления студентов и необходимым дедуктивным и формальным логическим мышлением, отвечающем эффективному обучению информатике.
Данные противоречия определили проблему исследования: каковы условия применения метода структурного анализа и проектирования в рамках идейно-понятийного подхода в обучении информатике студентов на факультетах гуманитарного цикла.
Вышесказанное определило тему исследования: "Метод структурного анализа и проектирования в обучении информатике студентов гуманитарных факультетов".
Актуальность исследования обусловлена массовостью внедрения и использования метода структурного анализа и проектирования во всех сферах
жизнедеятельности нашего современника, но практически полным отсутствием на сегодняшний день профессионально-педагогических исследований но ею прикладному использованию в разработке содержания курса информатики на факультетах гуманитарного цикла и, как следствие из этого, в разработке системы основных понятий информатики.
Цель исследования заключается в теоретическом и практическом обосновании использования метода структурного анализа и проектирования в рамках идейно-понятийного подхода в обучении информатике на факультетах гуманитарного цикла.
Объект исследования — процесс обучения информатике на факультетах гуманитарного цикла.
Предмет исследования — условия совершенствования обучения информатике студентов гуманитарных специальностей на основе метода структурного анализа и проектирования в рамках идейно-понятийного подхода.
Гипотеза исследования. Эффективность обучения информатике студентов гуманитарных специальностей существенно повысится при органичном использовании метода структурного анализа и проектирования.
1) в построении функциональной модели процесса обучения информатике;
2) в разработке содержания курса информатики в рамках идейно-понятийного подхода.
В соответствии с поставленной целью и выдвинутой гипотезой были сформулированы следующие задачи:
1) оценить актуальность применения метода структурного анализа и проектирования в обучении информатике;
2) разработать функциональную модель процесса обучения информатике на основе этого метода;
3) смоделировать последовательность действий по применению метода структурного анализа и проектирования в преподавании информатики на факультетах гуманитарного цикла;
4) разработать и провести опытно-экспериментальную апробацию метода структурного анализа и проектирования на занятиях по информатике для студентов гуманитарных факультетов.
Общей теоретико-методологической основой исследования на философском уровне является положение диалектики о всеобщей связи в природе, объективной основой которой выступает материальная общность всех объектов и процессов действительности; обществе, выраженной в единстве и взаимодействии всех сторон сложного социального "организма" и мышлении, как отражение всеобщей связи и взаимообусловленности явлений объективного мира.
На общенаучном уровне этому положению соответствует системный подход к действительности (В.Г.Афанасьев, В.П.Беспалько. И.В.Блауберг, В.И.Кремянский, Д.Марка, К.МакГоуэн, Э.Г.Юдин и др.), деятельностный подход (Л.С. Выготский, А.Н.Леонтьев, С.Л.Рубинштейн и др.).
На конкретно-научном уровне — оптимизация учебно-воспитательного процесса и вузовской подготовки студента (Ю.К.Бабанский, Л.В.Занков, З.И.Калмыкова, Е.Н.Кабанова-Меллер, П.И.Пидкасистый, В.А.Сластенин, А.В.Усова и др.), методика формирования научных понятий (Л.С.Выготский, П.Я.Гальперин, В.В.Давыдов, А.Н.Леонтьев, Н.А.Менчинская, Н.Ф.Талызина, А.В.Усова, М.Н.Шардаков и др.).
Особое значение на нашу работу оказали исследования в области проектирования и конструирования систем (А.МВендров, Я.Дитрих, Д.Джонс, Д.Росс, Д.Марка, К.МакГоуэн, П.Хилл); идеи структурирования и систематизации в педагогических исследованиях (С.И.Архангельский, В.К.Белошапка, В.П.Беспалько, С.А.Бешенков, Т.А.Ильина, И.А.Рудакова, Г.Н.Сериков, Н.Ф.Талызина и др.); теория организации и структурирования учебного материала (П.И.Пидкасистый, А.Я.Сохор, С.А.Шапоринский, П.М.Эрдниев и др.); исследования по проблемам психологии обучения (Л.Б.Ительсон, С.Л.Рубинштейн, Э.Стоуне и др.).
Организация, база и основные этапы исследования.
Теоретические и экспериментальные исследования проводились с 1995 по 2001 год в Магнитогорском государственном университете (МаГУ). Всего исследованием было охвачено более 300 человек — студенты (факультеты: исторический и социальной работы; педагогики и методик начального образования, дошкольного воспитания) и учащиеся лицея десятых классов гуманитарного профиля.
Исследование по выбранной нами проблеме проводилось в три этапа. На первом этапе (1995-1997 гг.) был проведен теоретический анализ философской, психолого-педагогической, методической и специальной литературы, а также диссертационных исследований по проблеме исследования с целью определения методологических основ создания системы формируеШЙ оняТгцр определения возможности успешного применения метода структурного анализа и проектирования в педагогическом процессе.
На данном этапе исследования теоретически и в ходе пробного эксперимента была подтверждена идея об эффективности применения метода структурного анализа и проектирования в рамках идейно-понятийного подхода в обучении информатике, сформулирована цель и рабочая гипотеза исследования. Методы исследования: теоретический анализ литературы по направлениям, связанным с исследованием проблемы; анализ процесса обучения информатике на факультетах гуманитарного цикла.
На втором этапе (1998-1999 гг.) уточнялась и корректировалась рабочая гипотеза исследования, анализировался системный подход, строилась функциональная модель процесса обучения информатике, разрабатывалась методика развития системы понятий курса информатики на основе идейно-понятийного подхода, метода структурного анализа и проектирования, продолжались пробные и формирующие педагогические эксперименты. Результаты теоретического исследования применялись на практике — в рамках курса информатики на факультетах гуманитарного цикла. Методы исследования: системный анализ, метод структурного анализа и проектирования, метод дополнительности.
На третьем этапе (2000-2001 гг.) проводилась формирующая и систематическая опытно-экспериментальная работа, на основе статистических данных корректировалась методика создания системы понятий, базирующаяся на методе структурного анализа и проектирования, идейно-понятийном подходе. Разработанные на базе метода структурного анализа и проектирования методические рекомендации по изучению курса информатики апробированы на учебных занятиях. Завершением работы на данном этапе явилось оформление результатов теоретического исследования и педагогического эксперимента в форме диссертации. Методы исследования: анкетирование, тестирование, оценивание (рейтинг), самооценка, методы математической статистики.
Научная новизна исследования заключается в построении функциональной модели процесса обучения информатике на факультетах гуманитарного цикла и разработке содержания курса информатики посредством метода структурного анализа и проектирования в рамках идейно-понятийного подхода.
Теоретическая значимость исследования состоит в том, что созданные на основе метода структурного анализа и проектирования функциональные модели, система понятий позволяют более эффективно осуществлять подготовку студентов к профессиональной деятельности.
Практическая значимость исследования заключается в разработке: 1) содержания курса информатики на основе метода структурного анализа и проектирования в рамках идейно-понятийного подхода; 2) дидактических материалов и их внедрения в учебный процесс.
Обоснованность и достоверность результатов исследования обеспечивалась анализом теоретических положений по проблеме исследования, моделированием процесса обучения информатике на факультетах гуманитарного цикла, репрезентативностью выборки обследованных студентов, подтверждением гипотезы исследования, обработкой результатов эксперимента методами математической статистики с использованием ЭВМ, результатами внедрения методических разработок по материалам исследования в практику обучения информатике на факультетах гуманитарной ориентации.
Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялась посредством выступлений на ежегодных научно-практических конференциях преподавателей Магнитогорского государственного университета (1998-2001гг.), Всероссийской научной конференции "Организационно-управленческие инновации в системе педагогического образования" (Барнаул, 1999), научно-практической конференции (Новосибирск, 1996), Республиканской научно-практической конференции "НИТ в образовании" (Магнитогорск, 1995), на научно-методических семинарах кафедры информационных технологий, семинарах аспирантов и соискателей Магнитогорского государственного университета (МаГУ).
На защиту выносятся следующие положения.
1. Функциональная модель "Обучение информатике студентов гуманитарных факультетов", разработанная посредством метода структурного анализа и проектирования, способствует оптимизации процесса обучения студентов гуманитарных факультетов информатике.
2.Система базовых понятий курса информатики, разработанная на основе метода структурного анализа и проектирования в рамках идейно-понятийного подхода, содействует эффекгивному усвоению учебного материала информатики.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, содержит список использованной литературы, приложений.
Во введении обосновывается актуальность темы, раскрывается научный аппарат исследования: цель, объект, предмет, гипотеза, задачи, этапы, методология и методы, научная новизна, теоретическая и практическая значимость исследования, содержатся сведения об апробации результатов, излагаются положения, выносимые на защиту.
В первой, главе — "Теоретические основы использования метода структурного анализа и проектирования в рамках идейно-понятийного подхода в обучении информатике" — представлен анализ проблемы в теории и практике высшего образования, создана функциональная модель процесса обучения ин
форматике, на основе которой разработана система базовых понятий информатики.
Во второй главе — "Формирование системы базовых понятий информатики, разработанной на основе метода структурного анализа и проектирования" — описываются цель, задачи и этапы организации опытно-экспериментальной работы. На конкретных примерах показана методика обучения информатике на факультетах гуманитарного цикла на основе идейно-понятийного подхода и метода структурного анализа и проектирования, определен и обоснован выбор критериев успешности обучения, приведены результаты экспериментального обучения и их интерпретация
В заключении даны основные выводы исследования, свидетельствующие о правомерности рабочей гипотезы, цели, задач исследования и успешности педагогических экспериментов.
В приложении приводятся: функциональная модель "Формирование понятия"; задания в соответствии с уровнями усвоения учебного материала; тесты по информатике для студентов гуманитарных факультетов.
Библиография представлена списком литературы из 168 источников, в диссертации приведены: 24 схемы, 21 таблица, 5 рисунков, 4 гистограммы.
В определении структуры диссертации выделены три её логические части: основание, ядро, следствия.
К основанию исследования отнесены основные теоретические предпосылки: анализ отечественной и зарубежной литературы в аспекте темы исследования; требования, предъявляемые к преподаванию информатики в образовательных учреждениях на современном этапе.
К ядру относится модель процесса обучения информатике, на основе которой строится система понятий, созданная на основе метода структурного анализа и проектирования в рамках идейно-понятийного подхода.
K_cjjej[cxBJi jvi исследования относится способ моделирования систем в педагогике на основе метода структурного анализа и проектирования.
Метод структурного анализа и проектирования как форма системного подхода в профессионально-педагогических исследованиях
Человек, действуя в современном мире, оперирует многочисленными системами — лингвистическими, логическими, психологическими. Он входит в окружающие его производственные, организационные и т.п. системы. Теоретически любой объект научного исследования можно рассматривать как особую систему, процесс познания которого возможен с позиций системного подхода. "Нет системы вообще, а есть конкретные тела и группы тел, выступающие как реальные объективно существующие системы. Значит, объективно система — форма проявления материи, а субъективно она — отражение в сознании системности объективного мира" (1, с.11).
Системный подход интегрирует в себе методологические, общенаучные принципы и положения, в основе которых лежат понятия системы и системности. Принцип (идея) системности предполагает возможность исследования объектов как систем, при этом выявляется многообразие связей и отношений как внутри самого объекта, так и в его взаимоотношениях с внешней средой. Объект рассматривается, как целостное образование, свойства которого не сводятся к свойствам его элементов и не выводятся из них. "Системный подход, или системный метод представляет собой эксплицитное выражение процедур определения объектов как систем и способов их специфически системного исследования (описания, объяснения, предсказания, конструирования и т.д.)"(132, с. 27).
В основе системного подхода лежит положение о том, что сложный объект характеризуется не только особенностями составляющих частей, но и характером связей, отношений между ними. Системные исследования выявляют функционирование и развитие объекта в его внутренних и внешних (касающихся его взаимоотношений со средой) характеристиках (20).
"Системная постановка проблемы влечет за собой целый ряд следствий. Во-первых, это должна быть новая постановка проблемы, позволяющая по-новому увидеть объект. ... Во-вторых, должен быть выполнен минимум условий, делающих...исследование системным. К числу таких ...условий относятся, постановка проблемы целостности или связности объекта, исследование связей объекта, в частности, вычленение системообразующих связей, выявление структурных характеристик объекта и т.п." (20, с.84)
В работах отечественных философов И.В.Блауберга, В.Н.Садовского, Э.Г.Юдина и других проведен глубокий анализ различных определений понятия "система" и рассмотрена специфика системного исследования, требования, которым это исследование должно удовлетворять, основной понятийный аппарат.
Важнейшими аспектами системного подхода при познании объекта как целого являются.
1) раскрытие сущности предмета, определение системных и интегра-тивных его качеств;
2) определение состава объекта, качественных и количественных характеристик его компонентов;
3) установление всей совокупности структурных связей, то есть внутренней организации, взаимосвязи составляющих компонентов;
4) выделение функций объекта и его частей;
5) установление связей с внешней средой;
6) определение начала и источника возникновения, перспективы развития объекта, превращение его в качественно новый целостный объект (7).
При исследовании и практическом преобразовании систем (объектов) используются один или комбинации перечисленных аспектов. Частным случаем системного подхода является системный анализ, который, как пишет В.Н.Садовский, имеет ограничения: 1) по типу объектов —- рассматриваются только искусственные (возникшие при участии человека системы); 2) по характеру проблем — в основном принятие решений в управлении (132). Анализ есть расчленение целого на образующие его части в соответствии с присущими системному объекту закономерностями, его составом, структурой и функциями, с учетом внутрисистемных связей. Анализ позволяет проникнуть вовнутрь целого с расчетом последующего восстановления системы в первоначальном виде. Системный анализ применяется в основном для совершенствования организации, управления, упорядочивания структуры и функций системы и направлен на решение проблемных ситуаций, достижение целей в меньшие сроки, с меньшими затратами (7).
В науке и практике распространенным является структурный подход. В определении особенностей системы, ее свойств большое значение имеет структура. "Структура — внутренняя форма системы, представляющая собой способ взаимосвязи, взаимодействия образующих ее компонентов" (7, с.24).
Содержанием структурного подхода является "...познание структуры, внутренней взаимосвязи компонентов целостной системы" (7, с.36). На его основе раскрывается "архитектура" целого, внутренний механизм его функционирования, пути взаимодействия целого с окружающей средой.
Структурный подход — дает возможность показать логическую структуру изучаемого представления, понятия во взаимосвязи всех составляющих компонентов, создает условия для более глубокого и точного раскрытия изучаемых явлений, закономерностей. Частным случаем структурного подхода является структурный анализ.
Структурный анализ — метод исследования системы, которое начинается с ее общего обзора и затем детализируется, приобретая, иерархическую структуру, с все большим числом уровней. Он позволяет решить следующие задачи:
1) выявить закономерные взаимосвязи элементов системы, которые придают ей целостность и устойчивость. "Элементами называются объекты, которые в совокупности образуют систему" (1, с. 12); 2) определить степень сложности системы, которая зависит от количества уровней, на которых расположены элементы (4, с.45).
Цель использования такого подхода состоит в определении оптимальных условий при изучении предметной области
В методологическом плане структурный метод позволяет исследовать объект от глобального его рассмотрения в целом к его расчленению и дифференцированному изучению его строения и функционирования. Все методы структурного подхода базируются на ряде общих принципов.
? принцип декомпозиции — разбиение системы на небольшие подсистемы, каждую из которых можно разрабатывать независимо от других;
? принцип иерархического упорядочивания — организация составных частей системы в иерархические древовидные структуры с добавлением новых деталей на каждом уровне;
? принцип абстрагирования — выделение существенных аспектов системы и отвлечение от несущественных;
? принцип непротиворечивости — обоснованность и согласованность элементов системы;
? принцип структурирования информации — информация должна быть структурирована и иерархически организована (24, с.61).
Однако строение объекта не дает еще знания о собственно структуре этого объекта. Структура определяет части объекта не только со стороны основных (субстратных) свойств, но и с точки зрения их мест в рамках исследуемого целого по выполняемым ими функциям. Исторически познание целого можно представить в виде логической цепочки: мысль движется от состава системы (из чего состоит) к структуре (внутреннему строению), затем к функциям (как действует) (7).
Метод структурного анализа и проектирования как средство построения функциональной модели процесса обучения информатике
В основании метода структурного анализа и проектирования лежит методология системного моделирования. Применение моделирования в научном познании продиктовано необходимостью раскрыть такие стороны объектов, которые либо невозможно постигнуть путем непосредственного изучения, либо невыгодно изучать их таким образом из экономических соображений.
"Моделирование — исследование каких-либо объектов (конкретных или абстрактных) на моделях" (73, с.312).
"Под моделью понимается такая мысленно представляемая или материально реализованная система, которая, отображая или воспроизводя объект исследования, способна замещать его так, что ее изучение дает нам новую информацию об этом объекте" (159, с. 19).
Проблеме применения моделей в педагогических исследованиях посвящено немало работ. В своих исследованиях авторы стремятся найти закономерности процесса научения знаниям.
Модели в педагогических исследованиях выполняют гносеологические функции: иллюстративную, трансляционную, объяснительную, предсказательную. С помощью моделей возможно иллюстрировать ту или иную область знаний, умений, способностей педагога, учащегося определить какими они должны быть с точки зрения искомого результата.
Анализ классической схемы процесса познания, включающей в себя два компонента — объект познания и познающий субъект, показывает, что эффективность познавательной деятельности человека может быть увеличена двумя путями:
1) путем усиления его естественных возможностей, используемых в акте познания;
2) путем замещения объекта познания другим объектом, имеющим определенные преимущества.
Первому пути соответствует создание приборов, а второму — использование моделей. Опосредованное познание обладает рядом преимуществ по сравнению с непосредственным, т.к. посредники позволяют:
? отражать такие объекты и их свойства, которые человеку непосредственно не даны;
? ускорять процесс познания и осуществлять познание быстро изменяющихся объектов;
? устранять возможную необъективность субъекта при оценке состояния объекта;
? экономно эффективно расходовать физические, чувственные и мыслительные возможности человека (129).
Функциональное описание необходимо для осознания важности системы, определения ее места, оценки отношения к другим системам. С этого начинается познание системы и без этого невозможно ее использование. Функциональная модель создает правильную ориентацию в отношении внешних связей системы, ее контактов с окружающим миром, направлений ее возможного изменения.
В основе функционального описания лежит положение о том, что любая система выполняет некоторые функции — просто существует, имея свое назначение, служит областью существования другой системы, обслуживает систему более высокого порядка, является контрольной для некоторого класса систем, служит средством или исходным материалом для создания более совершенной системы. Система может быть однофункциональной или многофункциональной, описание ее иерархично.
Функциональная модель процесса обучения информатике есть многофункциональная педагогическая система, в основе которой лежит проектирование педагогических функций системы "Обучение информатике студентов гуманитарных факультетов". Обучение, как составная часть учебно-воспитательного процесса является сложным процессом, в основе которого лежат деятельности преподавателя и учащегося. Обучение характеризуется как деятельность преподавателя и деятельность учащихся, как двусторонний процесс их взаимодействия, как процесс передачи знаний учителем (преподавание) и процесс усвоения знаний учащимся (учение), как руководство процессом учения.
Процесс обучения рассматривается на основе сложившейся в учебной практике последовательности овладения знаниями, восприятием учебного материала, пониманием, запоминанием, закреплением и применением знаний на практике (это основные этапы овладения учащимися знаний, умений и навыков).
Цель, задачи и этапы организации опытно-экспериментальной работы
В первой главе диссертации были рассмотрены теоретические аспекты проблемы исследования, создана функциональная модель процесса обучения информатике, разработана система базовых понятий информатики на факультетах гуманитарного цикла на основе метода структурного анализа и проектирования.
Во второй главе описываются организация, методика, анализ и результаты педагогического эксперимента. Опытно-экспериментальная работа явилась практическим развитием теоретических положений, сформулированных в первой главе.
Эксперимент проводился на базе Магнитогорского государственного университета. Целью эксперимента была проверка успешности обучения информатике на факультетах гуманитарного цикла путем исследования и реализации системы понятий посредством комплекса заданий, при этом ставились следующие задачи:
1) выяснить отношение студентов-гуманитариев к предмету "Информатика";
2) установить пределы и уровни оценки и самооценки студентами знаний по информатике;
3) оценить уровень выполнения заданий в соответствии с вводом в систему понятий элементов метода дополнительности и структурного анализа и проектирования;
4) оценить эффективность обучения информатике на факультетах гуманитарного цикла при использовании этих методов.
К основанию экспериментальной работы был отнесен констатирующий эксперимент, на стадии которого, определены.
? условия и место проведения эксперимента;
? выбор методов проведения констатирующего эксперимента.
? определение уровня начальных знаний студентов;
? определены уровни обученности студентов.
К ядру экспериментальной работы был отнесен формирующий эксперимент, на стадии которого были определены:
? основной критерий успешности обучения информатике;
? выбор критериев сформированности знаний по информатике;
? критерии уровней;
? показатели уровней;
? методы проведения формирующего эксперимента.
К следствиям экспериментальной работы отнесен анализ:
? сбор и обработка данных;
? проверка гипотезы на основе статистики;
? интерпретация результатов.
Местом проведения констатирующего и формирующего экспериментов стали факультеты исторический, социальной работы, педагогики и методик начального образования. Задействованы были студенты первых курсов, всего 108 человек. В целях эксперимента были созданы контрольные и экспериментальные группы. Работа в контрольных группах велась традиционно. В экспериментальных группах целенаправленно применялся метод структурного анализа и проектирования, идейно-понятийный подход при обучении информатике.
Констатирующий эксперимент был проведен в естественных условиях обычной учебной аудитории. На данном этапе экспериментальной работы применялись методы оценивания (рейтинг) и самооценки.
