Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретические основы организации самостоятельной познавательной деятельности студентов в условиях информационно-образовательной среды вуза 15
1.1. Самостоятельная познавательная деятельность будущих специалистов в теории и практике педагогической науки 15
1.2. Информационно-образовательная среда вуза как средство организации самостоятельной познавательной деятельности будущих инженеров в обучении математике 34
1.3. Организационно-педагогические условия процесса самостоятельной познавательной деятельности в обучении математике будущих инженеров в условиях информационно-образовательной среды вуза 58
Выводы по первой главе 72
Глава 2. Практика реализации процесса самостоятельной познавательной деятельности будущих инженеров в обучении математике на основе информационно образовательной среды вуза 75
2.1. Модель организации самостоятельной познавательной деятельности будущих инженеров в процессе обучения математике в условиях информационно-образовательной среды вуза 75
2.2. Учебно-методическое и организационное обеспечение процесса самостоятельной познавательной деятельности в обучении математике 96
2.3. Технология организации опытно-экспериментальной работы нее анализ 124
Выводы по второй главе 130
Заключение 132
Список использованной литература
- Информационно-образовательная среда вуза как средство организации самостоятельной познавательной деятельности будущих инженеров в обучении математике
- Организационно-педагогические условия процесса самостоятельной познавательной деятельности в обучении математике будущих инженеров в условиях информационно-образовательной среды вуза
- Учебно-методическое и организационное обеспечение процесса самостоятельной познавательной деятельности в обучении математике
- Технология организации опытно-экспериментальной работы нее анализ
Введение к работе
Актуальность исследования. Сущность новых требований к подготовке кадров состоит в создании условий для осуществления последующей эффективной профессиональной деятельности в условиях быстрого изменения содержания труда и необходимости эффективного обновления прикладных знаний. В настоящее время в высшем образовании наметилась устойчивая тенденция нацеленности студента на самостоятельную работу. Самостоятельная работа является неотъемлемой частью учебного процесса. В соответствии с требованиями новых Государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования и Федеральных государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования Российской Федерации самостоятельная работа студентов очной формы обучения должна составлять не менее 50% от общего объема часов, предусмотренных для освоения основной образовательной программы, для очно–заочной и заочной – до 90%.
Причин, вызвавших необходимость перенесения акцентов в образовании с информационных форм и методов обучения на развивающие, превращающие студента из пассивного слушателя в активно думающего участника воспитательно-образовательного процесса, много. Это и потребность общества в инициативных, грамотных специалистах; и возросший поток информации, которую надо уметь перерабатывать и использовать; и быстрое развитие техники, которое требует постоянного послевузовского обучения. Для разрешения этих задач необходимо изменить подходы к организации самостоятельной работы студентов с тем, чтобы повысить качество обучения, развить творческие способности, стремление обучающихся к непрерывному приобретению новых знаний. Основная стратегия должна состоять в создании психолого-дидактических условий, порождении интеллектуальной инициативы и активизации мышления студентов в процессе их самостоятельной работы.
Проблема организации самостоятельной деятельности студентов в процессе обучения является одной из актуальных в современной педагогике.
Актуальность проблемы овладения студентами методами самостоятельной познавательной деятельности обусловлена тем, что в период обучения в вузе закладываются основы профессионализма, формируются умения самостоятельной профессиональной деятельности. В связи с этим особенно важно, чтобы студенты, овладевая знаниями и способами их добывания, осознавали, что самостоятельная работа призвана завершать задачи всех других видов учебной работы, ибо никакие знания, не ставшие объектом собственной деятельности, не могут считаться подлинным достоянием личности.
Информатизация рассматривается сейчас как инновационный процесс создания глобальной инфраструктуры электронных средств хранения, обработки и передачи различного вида информации. Этот процесс предполагает внедрение средств вычислительной техники и информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) в различные сферы человеческой деятельности, в том числе в системы образования.
Необходимость внедрения информационных технологий в учебный процесс давно не вызывает сомнений. Однако применение информационных технологий в ходе профессиональной подготовки специалистов инженерного профиля имеет свои особенности.
Главной целью инженерного образования является подготовка специалистов, обладающих высоким уровнем профессиональной квалификации, компетентностью в избранном деле и комплексом личностных качеств, актуальных в современных условиях информатизации профессиональной деятельности, представляющих социальную значимость и ценностную потребность для вступающего в трудовую жизнь молодого человека.
В образовательном процессе высшего учебного заведения создание информационно-образовательной среды является актуальным на современном этапе развития педагогики. Анализ психолого-педагогической и методической литературы, изучение ряда диссертационных работ позволяют сделать вывод о том, что применение информационных и коммуникационных технологий в образовательном процессе помогает организации педагогического процесса, дает большие возможности для выявления и развития творческих способностей, способствует подготовке будущего специалиста.
Формирование и развитие такой среды на основе применения информационных и коммуникационных технологий позволяют создавать оптимальные условия для развития и совершенствования педагогической деятельности, формирования информационной культуры участников образовательного процесса и обеспечивают развитие личности обучающихся.
В условиях информатизации образования технический вуз является тем учебным заведением, в котором могут быть созданы необходимые предпосылки к формированию у студентов потребности в самостоятельной познавательной деятельности, применения информационных и коммуникационных технологий в образовательных целях.
Проблема повышения эффективности самостоятельной работы, совершенствование методик ее проведения и средств, используемых для получения большего педагогического эффекта, постоянно находилась и находится в поле зрения отечественных дидактов. Изучению сущности самостоятельной работы уделяли большое внимание в своих трудах С.И. Архангельский, М.А. Данилов, Б.П. Есипов, И.И. Ильясов, П.И. Пидкасистый, М.Н. Скаткин, А.В. Усова, К.Д. Ушинский, и др.
Е.Л. Белкин, И.Я. Лернер, А.Н. Леонтьев, П.И. Пидкасистый, И.Э. Унт и др. подробно рассматривали классификацию видов и форм организации самостоятельной работы, контроля и самоконтроля.
В некоторых публикациях (М.А. Данилов, Л.В. Жарова, Б.П. Есипов, И.Т. Огородников и др.) приводятся определения понятий «самостоятельная работа», «самостоятельная познавательная деятельность», «самостоятельность».
В работах Л.И. Божович, П.Я. Гальперина, И.А. Гуриной, С.Л. Рубинштейна, Н.С. Пурышевой, Н.Ф. Талызиной, Т.И. Шамовой, О.В. Шпак и других ученых исследовались различные системы организации самостоятельной работы и способы повышения ее эффективности. Способы и условия совершенствования самостоятельной работы являются предметом многих диссертационных исследований.
Вопросы по организации и осуществлению самостоятельной работы студентов в научной литературе получили достаточно глубокую разработку. Например, достаточно подробно и широко исследованы сущность самостоятельной работы, ее цели, задачи и структура (С.И. Архангельский, Б.П. Есипов, А.С. Лында, В.Я. Ляудис, П.И. Пидкасистый, А.В. Усова и др.). Всесторонне изучены формы организации самостоятельной работы студентов и определены подходы к их классификации (Е.Л. Белкин, И.Я. Лернер, П.И. Пидкасистый, И.Э. Унт и др.).
Вопросы информатизации образования рассматриваются в работах многих современных исследователей (Я.А. Ваграменко, А.А. Кузнецов, И.В. Роберт, А.Н. Тихонов и др.). В них отмечается необходимость использования средств ИКТ с целью совершенствования организационных форм и методов обучения, воспитания, обеспечивающих развитие обучающегося, формирования умений осуществления самостоятельной учебной деятельности по сбору, обработке, передаче информации об изучаемых объектах, явлениях, процессах и пр.
Значительный вклад в разработку проблем самостоятельной работы в подготовке будущих специалистов внесли Г.М. Гаджиев, М.Г. Гарунов, И.И. Ильясов, Д.М. Маллаев, А.Н. Нюдюрмагомедов и другие ученые.
В работах ряда авторов (Г.Д. Глейзер, Т.В. Капустина, С.С. Кравцов, И.В. Роберт, Л.Л. Якобсон и др.) подчеркивается необходимость использования средств ИКТ при изучении математики.
В исследованиях С.М. Ганеева, С.Г. Иванова, С.И. Макарова, Е.В. Шульгина и др. подчеркивается необходимость использования электронных средств учебного назначения при изучении математики.
В ряде исследований (А.Ш. Бакмаев, Т.Г. Везиров, Т.В. Капустина, И.В. Роберт и др.) отмечается целесообразность использования в процессе осуществления учебной деятельности при изучении математики специализированных программных продуктов (MathCad, Matlab, Matematica и др.), обеспечивающих возможность выполнения построений на экране математических объектов, графиков функций, диаграмм, описывающих динамику изучаемых закономерностей.
Практика показала, что самостоятельную работу в техническом вузе нельзя чем-либо заменить, и она должна обязательно носить систематический и непрерывный характер в течение всего периода обучения. Поэтому разработка и внедрение в широкую практику воспитательно-образовательного процесса эффективных методик организации самостоятельной работы являются для технических вузов насущной необходимостью.
За последние годы в основном созданы концептуальные подходы и принципы разработки и функционирования информационно-коммуникационной среды.
Проблемы создания информационно-образовательной среды стали предметом целого ряда исследований (М.И. Башмаков, С.Г. Григорьев, К.Г. Кречетников, А.А. Кузнецов, С.В. Панюкова, Е.С. Полат, И.В. Роберт, А.П. Тряпицина и др.).
Необходимым условием успешной оптимизации самостоятельной работы студентов в учебном процессе является эффективное учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы с использованием информационных технологий, поэтому практическую ценность представляет опыт разработки дидактических программированных учебных материалов (В.Н. Агеев, Ю.Г. Древе, Т.А. Ильина и др.).
Необходимость исследовательского поиска новых подходов к организации самостоятельной познавательной деятельности студентов в современных условиях, где информационные и коммуникационные технологии являются неотъемлемой ее частью, связывается с разрешением следующих противоречий между:
признанием приоритета целостного формирования социально активного, творческого специалиста и понижением роли самостоятельной познавательной деятельности студентов;
динамичным развитием информационных технологий, средств дидактического сопровождения и сохранением традиционных моделей учебной деятельности студентов;
потребностями преподавателей в овладении способами моделирования обучения с применением информационных технологий и отсутствием реализации процессов системных технологий.
Актуальность решения этих проблем настоятельно требует пересмотра сложившейся практики организации самостоятельной работы студентов в условиях информационно-образовательной среды вуза. Это определяет потребность в определении педагогических условий организации самостоятельной работы студентов и обусловливает выбор темы нашего исследования: «Организация самостоятельной познавательной деятельности будущих инженеров в условиях информационно-образовательной среды вуза».
Объект исследования – процесс профессиональной подготовки будущих инженеров в высшем учебном заведении.
Предмет исследования – педагогические формы, методы и средства обеспечения самостоятельной познавательной деятельности будущих инженеров в процессе обучения математике в условиях информационно-образовательной среды вуза.
Цель исследования – теоретическое обоснование и выявление эффективности организационно-педагогических условий организации самостоятельной познавательной деятельности будущих инженеров на основе информационно-образовательной среды вуза (на примере курса «Математика»).
Гипотеза исследования – организация целостной системы самостоятельной работы студентов в процессе обучения математике в техническом вузе будет более эффективной, если:
осуществить системную активизацию качеств: мотивационной готовности, информационно-образовательной подготовки, организационно-технологической и рефлексивно-оценочной самостоятельности студентов;
эффективнее использовать педагогические возможности комплексного применения информационно-образовательной среды вуза;
моделировать организацию самостоятельной познавательной деятельности будущих инженеров в процессе обучения математике в условиях информационно-образовательной среды вуза;
разработать учебно-методическое и организационное обеспечение процесса самостоятельной познавательной деятельности в обучении математике.
В соответствии с поставленной целью и гипотезой определены следующие задачи:
-
Осуществить теоретический анализ сущности и структуры самостоятельной познавательной деятельности студентов в современной системе обучения.
-
Определить дидактические возможности информационно-образовательной среды вуза в условиях самостоятельной познавательной деятельности будущих инженеров.
-
Выявить организационно-педагогические условия, способствующие организации самостоятельной познавательной деятельности студентов технического вуза в условиях информационно-образовательной среды.
-
Разработать и экспериментально проверить эффективность модели организации самостоятельной познавательной деятельности будущих инженеров в процессе обучении математике в условиях информационно-образовательной среды вуза.
Методологическую основу исследования составили положения деятельностного подхода к управлению самостоятельной работой студентов (О.С. Анисимов, И.Я. Зимняя, Д.М. Маллаев, С.Л. Рубинштейн и др.); принципы информатизации образования (Ю.С. Брановский, А.А. Кузнецов, И.В. Роберт и др.); современное понимание роли и функций информационно-образовательной среды вуза (Г.М. Гаджиев, А.А. Кузнецов, С.В. Панюкова, Е.С. Полат, И.В. Роберт, А.П. Тряпицына и др.); современные концепции информатизации образования, проектирования дидактических и компьютерных средств (М.И. Башмаков, Т.Г. Везиров, В.А. Извозчиков, Е.И. Машбиц и др.).
Теоретической основой исследования являются теория развития самостоятельности и активности учеников и студентов в учебной деятельности (Д.М. Абдурзакова, Ф.Н. Алипханова, Б.П. Есипов, Л.В. Жарова, А.Н. Нюдюрмагомедов, П.И. Пидкасистый, А.В. Усова и др.); исследования, посвященные проблемам информационных технологий обучения и возможностей их применения (В.А. Извозчиков, В.В. Лаптев, Е.И. Машбиц, Е.С. Полат, Н.В. Роберт, А.П. Тряпицына, О.Н. Шилова и др.); теория научного педагогического моделирования (В.И. Журавлев, В.В. Краевский, В.А. Сластенин и др.).
В ходе исследования были использованы следующие методы: теоретический анализ литературы по изучаемой проблеме исследования; изучение программных и нормативных документов по модернизации и информатизации образования; диагностические методы (тестирование, анкетирование, опрос студентов); экспериментальный метод (констатирующий, формирующий, контрольный); методы математической статистики.
Базой исследования являлся факультет автоматизации и прикладной информатики ФГБОУ ВПО «Грозненский государственный нефтяной технический университет имени академика М.Д. Миллионщикова».
Организация и этапы исследования. Исследование проводилось с 2008 по 2012 гг.
Первый этап (2008–2009 гг.) – поисково-теоретический. Изучение и анализ научной отечественной и зарубежной литературы по проблеме исследования. На данном этапе были определены цель, задачи, гипотеза и научная экспериментальная база.
Второй этап (2009–2010 гг.) – опытно-экспериментальный. Накопление эмпирических данных, отбор и апробация методики диагностики уровней готовности студентов в условиях информационно-образовательной среды вуза. Проведение опытно-экспериментальной работы по организации самостоятельной познавательной деятельности будущих инженеров в процессе обучения математике в условиях информационно-образовательной среды вуза.
Третий этап (2010–2012 гг.) – обобщающий. Завершение, коррекция, систематизация и обобщение результатов исследования. Формулировка основных положений и оформление диссертации.
Научная новизна работы заключается в том, что:
уточнены сущность и структура самостоятельной познавательной деятельности будущих инженеров в контексте личностно ориентированного обучения, состоящая из следующих компонентов: мотивационный, информационно-содержательный, рефлексивный и процессуальный;
выявлены организационно-педагогические условия повышения эффективности самостоятельной познавательной деятельности студентов (использование возможностей информационно-образовательной среды вуза; усиление контрольно-диагностических процедур для повышения эффективности самостоятельной познавательной деятельности будущих инженеров с использованием компьютерного тестирования; актуализация информационной потребности студентов в процессе их математической подготовки, за счет применения, разработки и оформления мультимедийных средств обучения; формирование установки на саморазвитие информационно-математической культуры студентов путем стимулирования рефлексивной позиции);
разработана и экспериментально апробирована модель организации самостоятельной познавательной деятельности будущих инженеров в процессе обучения математике в условиях информационно-образовательной среды вуза, включающая методологические подходы: личностно ориентированный, дифференцированный, системный и структурно-функциональной связности; компоненты самостоятельной работы: мотивационный, информационно-содержательный, процессуальный и рефлексивный;
разработаны учебно-методическое и организационное обеспечение процесса самостоятельной познавательной деятельности в обучении математике будущих инженеров в условиях информационно-образовательной среды вуза.
Теоретическая значимость исследования заключается в том, что его результаты дополняют теорию профессионального образования по проблемам организации самостоятельной познавательной деятельности студентов – будущих инженеров; в теоретическом обосновании дидактических особенностей информационно-образовательной среды вуза и организационно-педагогических условий, обеспечивающих эффективность самостоятельной познавательной деятельности будущих инженеров.
Полученные результаты могут служить теоретической базой для дальнейших исследований в области организации самостоятельной познавательной деятельности будущих инженеров в процессе обучения математике в условиях информационно-образовательной среды вуза.
Практическая значимость исследования определяется тем, что полученные данные, касающихся теоретического обоснования и методической проработки процесса организации самостоятельной познавательной деятельности будущих инженеров при обучении математике, могут быть использованы в проектировании образовательного процесса вуза.
На основе ведущих теоретических положений диссертации разработаны и внедрены:
система заданий, позволяющих повысить мотивацию обучения, оптимизировать самостоятельную работу, активизировать познавательную самостоятельность за счет использования педагогических возможностей информационно-образовательной среды вуза;
рекомендации по организации самостоятельной работы студентов
1–2 курсов по дисциплине «Математика», технологии проведения, предусматривающие поэтапное развитие качеств самостоятельности и самоорганизации в учебной деятельности;
электронный учебно-методический комплекс по курсу «Высшая математика», размещенный на сайте вуза.
Достоверность и обоснованность научных результатов исследования обеспечиваются разносторонним анализом проблемы при определении исходных теоретических позиций, комплексом теоретических и эмпирических методов, адекватных цели и задачам исследования; обобщением результатов опытно-экспериментальной работы; сочетанием количественного и качественного анализа полученных результатов с привлечением методов статистической обработки данных; позитивными результатами опытно-экспериментальной проверки выдвигаемых положений, а также большим личным педагогическим опытом.
На защиту выносятся следующие положения:
-
Особенности и специфика организации самостоятельной работы студентов – будущих инженеров в процессе обучения математике в условиях информационно-образовательной среды вуза.
-
Технология развития мотивации самостоятельной деятельности, индивидуализация и дифференциация самостоятельной работы будущих инженеров за счет комплекса разноуровневых заданий, индивидуального темпа, перевода самостоятельной работы на более высокий организационный уровень, обеспечивающий высокое качество учебно-познавательной деятельности.
-
Организационно-педагогические условия процесса самостоятельной познавательной деятельности в обучении математике будущих инженеров (использование возможностей информационно-образовательной среды вуза; усиление контрольно-диагностических процедур для повышения эффективности самостоятельной познавательной деятельности будущих инженеров с использованием компьютерного тестирования; актуализация информационной потребности студентов в процессе их математической подготовки за счет применения, разработки и оформления мультимедийных средств обучения; формирование установки на саморазвитие информационно-математической культуры студентов путем стимулирования рефлексивной позиции).
-
Модель организации самостоятельной познавательной деятельности будущих инженеров в процессе обучения математике в условиях информационно-образовательной среды вуза, включающая методологические подходы: личностно-ориентированный, дифференцированный, системный и структурно-функциональной связности; компоненты самостоятельной работы: мотивационный, информационно-содержательный, процессуальный и рефлексивный.
Апробация и внедрение результатов исследования. Ведущие положения исследования докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры методики преподавания математики и информатики ФГБОУ ВПО «Дагестанский государственный педагогический университет»; на региональных научных и научно-практических конференциях ФГБОУ ВПО «Грозненский государственный нефтяной технический университет»; на международных научно-практических конференциях «Модернизация системы непрерывного образования» (Дербент, 2009); «Модернизация системы непрерывного образования» (Махачкала, 2012); основные положения исследования отражены в материалах, опубликованных в журналах «Экономические и гуманитарные исследования регионов» (Ростов-на-Дону, 2012), «Вестник университета» (Москва, 2012).
Методические разработки внедрены в образовательный процесс
ФГБОУ ВПО «Грозненский государственный нефтяной технический университет имени акад. М.Д. Миллионщикова» и способствуют организации самостоятельной познавательной деятельности будущих инженеров.
Структура исследования. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, литературы и приложений.
Информационно-образовательная среда вуза как средство организации самостоятельной познавательной деятельности будущих инженеров в обучении математике
P.M. Микельсон понимает под самостоятельной работой выполнение обучающимися заданий без всякой помощи, но под наблюдением преподавателя.
Е.Я. Голант, не давая определения этого понятия, подчеркивает, что не следует отождествлять самостоятельность обучающихся в работе как черту личности с самостоятельной работой как условием воспитания этой черты [32].
В разные периоды становления российской школы проблема самостоятельности и активности в обучении при всей своей значимости имела различное социально-педагогическое осмысление. Освоение методологии самостоятельной деятельности ставит задачу анализа психологической и педагогической литературы с точки зрения понимания сущности самостоятельной работы в учебном процессе [47].
Понятие самостоятельности в педагогике рассматривается как интегральное качество личности в целом; нередко самостоятельность определяет одну из сторон личности: воли (Б.П. Есипов); мыслительных процессов (Ю.К. Бабанский, Н.А. Менчинская и др.); способностей (Г.И. Щукина, И.Я. Лернер); умений увидеть и поставить новый вопрос, проблему и решить ее своими силами (М.А. Данилов); познавательной активности, связанной с творческим мышлением (П.И. Пидкасистый, И.Т. Огородников), и др. [114].
На наш взгляд, наиболее точное определение понятия самостоятельности дал С.Л. Рубинштейн. Самостоятельность определяется им как «сознательная мотивированность действий и их обоснованность», «неподверженность чужим влияниям и внушениям», «способность человека усматривать самому объективные основания для того, чтобы поступать так, а не иначе» [132].
В современном образовательном процессе нет проблемы более важной и одновременно более сложной, чем организация самостоятельной работы субъектов образовательного процесса. Важность этой проблемы связана с новой ролью самостоятельной работы, которую она приобрела в связи с переходом на деятельностную парадигму образования. В результате этого перехода самостоятельная работа становится ведущей формой организации учебного процесса, и вместе с этим возникает проблема ее активизации [72].
Самостоятельная работа студента - это планируемая учебная и научная работа, выполняемая по заданию преподавателя под его методическим и научным руководством [141]. Она всегда рассматривалась в качестве неотъемлемой составляющей образовательного процесса в высшем учебном заведении.
Исследование процесса самостоятельной работы имеет длительную историю. О самостоятельной работе говорили в своих трудах еще А. Дистервег, Я.А. Каменский, Ж.Ж. Руссо, И.Г. Песталоцци, К.Д. Ушинский, в настоящее время опубликовано большое количество работ современных авторов, рассматривающих ту же проблему.
По мнению разных исследователей, самостоятельная работа представляет собой: форму обучения (И.И. Ильясов, А.С. Лында, В.Я. Ляудис); метод обучения (А.В. Усова); вид учебной деятельности (Р.А. Низамов, О.А. Ниль-сон); средство организации и управления познавательной деятельностью (Е.Л. Белкин, П.И. Пидкасистый).
Первые три подхода представляют собой попытку раскрыть сущность понятия «самостоятельная работа» через ответ на вопрос, как организована познавательная деятельность, т.е. авторы определяли - какова форма организации процесса обучения.
Наиболее обоснованным, соответствующим современному уровню развития педагогики нам представляется четвертый подход к раскрытию сущности понятия «самостоятельная работа». Такое мнение основано на следующем - основополагающим является тезис: знания могут быть получены лишь в процессе познавательной деятельности. С этой точки зрения обучение - это организация познавательной деятельности ученика, а сущность любой формы обучения состоит в том, что она является средством организации познавательной деятельности.
Следует отметить, что советский психолог А.Н. Леонтьев также рассматривал самостоятельную работу как «средство организации учебного или научного познания» [74].
Таким образом, самостоятельная работа, по существу, - средство организации и управления познавательной деятельностью обучающихся. Кроме того, П.И. Пидкасистый отмечает, что самостоятельная работа является не только средством вовлечения учащихся в самостоятельную познавательную деятельность, но также средством воспитания важнейшего личностного качества - самостоятельности [114].
Обучение в любом учебном заведении на всех ступенях прохождения дисциплин предполагает необходимость самостоятельной работы. Такая работа требует от обучающихся напряжения умственных и физических усилий, активности, инициативы и элементов творчества в разрешении поставленной задачи. Самостоятельная работа предполагает индивидуальное ее выполнение каждым студентом.
Организационно-педагогические условия процесса самостоятельной познавательной деятельности в обучении математике будущих инженеров в условиях информационно-образовательной среды вуза
Правомерность применения метода моделирования часто определяется тем, что многие объекты, процессы или проблемы, относящиеся к ним непосредственно, или вовсе невозможно исследовать, или их исследование требует длительного времени и средств.
Процесс построения модели предполагает наличие некоторых знаний об объекте-оригинале или процессе. Модель должна отражать наиболее существенные черты объекта-оригинала. Изучение одних сторон моделируемого объекта осуществляется ценой отказа от отражения других сторон, поэтому любая модель замещает оригинал в строго ограниченном смысле. Из этого следует, что для одного объекта или процесса может быть построено несколько «специализированных» моделей, концентрирующих внимание на определенных сторонах исследуемого объекта: никакая модель не сможет с абсолютной точностью воспроизвести все свойства или поведение своего прототипа. Следовательно, полученный на основе моделирования результат соответствует реальности лишь приблизительно, с определенной степенью точности. Иногда точность модели можно выразить в каких-то единицах, например, процентах, иногда приходится ограничиваться качественной оценкой или просто здравым смыслом.
В процессе изучения свойств объекта при моделировании модель выступает как самостоятельный объект исследования. Ясно, что процесс моделирования - это лишь часть общего процесса познания, опирающегося на все многообразие методов познания.
А.И. Умнов справедливо отмечает, что разнообразие значений термина «модель» в современной науке бросается в глаза Авторы [121, С. 37], говоря о модели, обычно определяют тот смысл, в котором употребляется этот термин. На сегодняшний день в науке нет «не только единого определения модели, но и единообразного подхода к определению этого понятия».
Исследованию метода моделирования посвящены многие работы В.А. Штоффа. Он считает, что модель - это такая система (мысленно представляемая или материальная), которая отображает или воспроизводит объект исследования, способна замещать его. Причем замещать его так, что ее изучение дает нам новую информацию об этом объекте [183].
К.Е. Морозов дает несколько упрощенное определение рассматриваемого понятия: «Под моделью понимается объект любой природы, который способен замещать исследуемый объект так, что его изучение дает новую информацию об этом объекте» [96, С. 45]. Сходное определение модели дает И.Б. Новик [105].
Определение А.И. Умнова отражает наиболее общие, на наш взгляд, признаки моделей: «Модель - это система, исследование которой служит средством для получения информации о другой системе». Это определение отражает наиболее существенные черты понятия «модель» и является достаточно лаконичным и простым.
Как видно из выше приведенных взглядов, у В.А. Штоффа и А.И. Умнова понятие «модель» отражается на понятие «система» - это так называемый системный подход, который позволяет дать наиболее точное определение понятия «модель».
Дискуссии о правомерности моделирования в педагогике ведутся в научной среде достаточно длительное время. Однако уже в 1989 году Ю.К. Бабанский констатировал, что все большее число педагогов-исследователей в этих дебатах дают положительные ответы. К числу таких работ можно отнести труды Ю.К. Бабанского, М.Н. Скаткина, В.И. Журавлева и др., которые положительно решают вопрос о применении метода моделирования в педагогических исследованиях [10, 43, 143]. Применение моделирования в педагогике поддерживается и В.И. Журавлевым - в классификаторе педагогических разработок в качестве одного из классов научной продукции указаны «модели педагогические». Это еще раз свидетельствует о возможности и необходимости применения метода моделирования в педагогике. На современном этапе развития педагогики особую роль начинает играть компьютерное моделирование. В своих работах Б.С. Гершунский уделяет значительное внимание использованию компьютерных средств в научно-педагогических исследованиях. В частности, он отмечает, что «решение непреходящей по своей научной и практической значимости, но существенно обострившейся в настоящее время проблемы оптимизации и интенсификации педагогической деятельности, независимо от конкретной сферы ее применения, органично связано с решением задач всестороннего, надежного и оперативного информационного обеспечения этой деятельности» [27]. По мнению Б.С. Гершунского, только гармоничное взаимодействие интеллектуальных возможностей человека и компьютерных технологий может привести к качественно новому этапу интенсификации и оптимизации многоплановой педагогической деятельности. Построение любой модели обучения должно опираться на существующие дидактические теории или концепции.
Как показало наблюдение, личный пример преподавателя, его активность в научной работе, привлечение студентов к работе в научных кружках, наличие кабинета математики с современными техническими средствами -все это приводит к формированию положительных эмоций и мотивов самостоятельной деятельности студентов. Кроме наблюдения, была также использована анкета, в которой мы спросили у студентов: какие причины стимулируют у них формирование положительных мотивов к самостоятельной работе? Среди
Учебно-методическое и организационное обеспечение процесса самостоятельной познавательной деятельности в обучении математике
Поскольку применение ИКТ само по себе не приводит к существенному повышению эффективности образовательного процесса, необходимо изменить технологию обучения. Информационная технология обучения - это определенная логика организации учебно-познавательного процесса, основанного на использовании компьютерных и других информационных средств, которая направлена на достижение заданных целей подготовки специалистов-профессионалов, активное включение обучаемых в сознательное освоение содержания образования, обеспечение мотивации, творческое овладение основными способами будущей профессиональной деятельности.
На наш взгляд, комплексность использования возможностей средств ИКТ в учебном процессе и соответствующей технологии обучения может осуществляться в информационно-образовательной среде, которая позволяет перенести акцент в деятельности преподавателя с активного педагогического воздействия на личность обучающегося, в область формирования «образовательной среды», в которой происходит его самообучение и саморазвитие.
В качестве технологической основы для разработки электронного курса по математике избран Учебно-методический портал Грозненского государственного нефтяного технического университета, созданный и внедряемый на факультете автоматизации и прикладной информатики. Портал предоставляет удобный и простой доступ к материалам учебных дисциплин, рейтинговой системе, а также дает возможность более эффективно взаимодействовать студентам и преподавателям, используя самые современные информационные технологии.
Использование сетевого курса не является альтернативой очной или заочной формам обучения студентов, а рассматривается как необходимое высокотехнологичное дополнение к традиционным технологиям подготовки специалистов. Такой подход, на наш взгляд, позволяет интенсифицировать процесс усвоенных знаний, активизируя самостоятельную деятельность обучаемых, сокращает неэффективные затраты времени студента и преподавателя, расширяет и усиливает итоговый педагогический эффект.
Использование такого сетевого курса ориентировано на повышение качества учебной деятельности всех ее субъектов и не зависит от форм и методов получения образования.
Сетевой курс как новый тип образовательного Интернет-ресурса обеспечивает пользователям доступность к учебным материалам с любого компьютера, подключенного к сети, причем физически этот компьютер может находиться за тысячи километров от вуза, где размещен сервер. Это позволяет существенно расширить возможности познавательной самостоятельности студентов.
Использование сетевого курса предоставляет преподавателям и студентам следующие возможности: Преподавателям позволяет: - оперативно осуществлять методическое руководство и интерактивную информационную поддержку (чат, форум и т.п.) курса математики; - выполнять автоматизированную проверку заданий, выданных студентам, с оперативной отправкой замечаний по e-mail; - обеспечить постоянный доступ к курсу для его быстрого обновления и круглосуточного использования; - использовать встроенные средства общения как со студентами, так и с коллегами. Студентам позволяет: - оперативно и независимо от места прохождения обучения получать информацию, консультации преподавателя или других студентов по выполнению заданий по математике; - использовать электронные образовательные ресурсы (мультимедиа-учебники, презентации, аудио- и видеоматериалы); - просматривать список преподавателей и студентов, находящихся в данный момент в сети, и задавать им вопросы; - выполнить и передать по сети отчет о выполненных заданиях преподавателю в виде файла. Специфика сетевого курса «Математика» заключается в следующем:
Лучшее восприятие учебного материала достигается за счет применения мультимедийных технологий, наличия ссылок на сайты с мировыми информационными источниками (библиотеки, порталы и т.д.), обеспечения сетевым самотестированием студентов.
Сокращение времени на изучение учебного материала достигается за счет повышения степени контроля студента над временем и скоростью изучения математики.
Унификация структуры и формы представления учебного материала достигается за счет того, что современные интегрированные средства разработки и использования сетевого курса предоставляют многочисленные возможности по унификации пользовательского интерфейса; по использованию графических, аудио- и видеоэлементов.
Обновление содержания учебного материала, достигающееся за счет возможности оперативного сравнительно легкого и сколь угодно частого усовершенствования содержания сетевого курса. Для традиционных печатных учебников и учебных пособий такое требование, как оперативность внесения изменений в содержание, является весьма проблематичным и невозможным в силу специфики технологии издания учебной литературы.
Модульность сетевого учебного курса достигается за счет того, что обеспечена возможность формирования содержания курса и учебного плана из отдельных частей - модулей.
Комфортность обучения через сетевой курс достигается за счет возможности заниматься в удобное для себя время, в удобном месте и темпе. Нерегла-ментированный отрезок времени на возможность его освоения как за меньшее, так и за большее время по сравнению с жестко регламентированным традиционным изучением курса. Доступность достигается за счет возможности получать информацию в различных географических регионах. Отметим несколько специфических сложностей применения подобного сетевого курса на практике. К ним можно отнести следующее: необходим достаточный уровень IT-подготовки обучающихся для работы с сетевым курсом; недостаточное развитие компьютерных телекоммуникаций в России, их низкая пропускная способность и нестабильность соединений.
Сетевой курс «Высшая математика» представляет собой учебно-методический комплекс для обучения преимущественно в среде Интернет.
Цель: обеспечить информационную поддержку научно-методической деятельности студентов, улучшить качество подготовки к изучению математики; интенсифицировать обучение; увеличить полноценность и качество самостоятельной работы студентов, осуществляя их саморазвитие, самообразование.
Технология организации опытно-экспериментальной работы нее анализ
Анализ научно-методической, учебной литературы и информационных ресурсов Интернета позволил нам выделить суть самостоятельной познавательной деятельности будущих специалистов в теории и практике педагогической науки. На наш взгляд, наиболее точное определение самостоятельности дал С.Л. Рубинштейн, определяющий ее как сознательную мотивированность действий и их обоснованность, неподверженность чужим влияниям и внушениям, способность человека самому усматривать объективные основания для того, чтобы поступать так, а не иначе.
Нами рассмотрены такие виды и особенности самостоятельных работ студентов в зависимости от формы организации обучения, как лекции, лабо-раторно-практические занятия, игры, стажировки, внеаудиторная самостоятельная работа. Даны им краткие характеристики.
На основе изученного материала из разных источников проведен анализ понятий «образовательная среда», «информационно-образовательная среда» и рассмотрена новая информационно-образовательная среда вуза как средство самостоятельной познавательной деятельности будущих инженеров в обучении математике.
Анализ литературы позволил нам сформулировать требования к профессионально ориентированным математическим задачам и проиллюстрировать их на примере задач из разных разделов курса математики для будущих инженеров, удовлетворяющих данным требованиям.
Для организации самостоятельной познавательной деятельности студентов нами выявлены следующие организационно-педагогические условия обучения математике на основе информационной образовательной среды технического вуза: использование возможностей новой информационно-образовательной среды вуза; усиление контрольно-диагностических процедур для повышения эффективности самостоятельной познавательной деятельности будущих инженеров с использованием компьютерного тестирования; актуализация информационной потребности студентов в процессе их математической подготовки за счет применения, разработки и оформления мультимедийных средств обучения; формирование установки на саморазвитие информационно-математической культуры студентов путем стимулирования рефлексивной позиции.
Реализация данных условий осуществлялась с использованием метода проектов в процессе изучения математики студентами специальности «Автоматизация технологических процессов и производств».
Результаты констатирующего этапа эксперимента показали, что основной проблемой в использовании метода проектов стал низкий уровень развития самостоятельности студентов. Это определило трудности, возникшие на начальном этапе: отсутствие у студентов навыка самостоятельно планировать поиск информации для проекта; неумение распределить объем работы внутри группы при подготовке коллективного проекта; напряжение, страх студентов во время презентации проекта перед аудиторией; отсутствие опыта принятия на себя ответственности за собственные решения, нежелание брать на себя оценку работы других студентов.
Мы считаем, что эффективность обучения зависит от ряда организационных условий: активности обучения, наличия обратной связи в обучении; положительного подкрепления учебной работы, усиливающей мотивацию учения; последовательности в обучении; обучения небольшими этапами; знания целей обучения, темпа обучения и пр.
В процессе работы по методу проектов мы убедились в том, что он является одной из наиболее эффективных технологий активизации обучения.
Для реализации теоретических основ исследования нами разработана модель организации самостоятельной познавательной деятельности будущих инженеров в процессе обучения математике в условиях информационно-образовательной среды вуза, включающая: методологические подходы (личностно-ориентированный, дифференцированный, системный и структурно-функциональной связности); компоненты самостоятельной работы (мотива-ционный, информационно-содержательный, процессуальный и рефлексивный); организационно-педагогические условия.
Для реализации авторской модели подробно описано учебно-методическое и организационное обеспечение самостоятельной познавательной деятельности студентов, которое входит в состав информационно-образовательной среды Грозненского государственного нефтяного технического университета, состоящее из сайтов учебного процесса (электронные лекции, практикумы, мультимедийные проекты, тесты, контрольные работы) и автоматизации учебного процесса (медиатека, форумы, телеконференции, коллекция ссылок и ресурсы Интернета, консультации). Оба сайта входят в сайт виртуального объединения преподавателей, выпускников и студентов.
Важное место в учебно-методическом обеспечении в реализации самостоятельной познавательной деятельности будущих инженеров в обучении математике занимают авторский сетевой курс (ЭУМК) «Высшая математика», технология «портфолио», которая выполняет функцию информационного поиска, систематизации информации, изучения нового научного направления, освоения инновационных подходов к чему-либо, подготовки материалов к печати.
