Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретические аспекты формирования информационно-технологических компетенций будущего учителя математики и информатики 21
1.1. Основные понятия исследования 21
1.2. Формирование информационно-технологических компетенций будущего учителя математики и информатики как педагогическая проблема 39
1.3. Принципы проектирования процесса формирования информационно-технологических компетенций 51
1.4. Структурно-содержательная модель информационно- технологической компетенции будущего учителя математики и информатики 69
Выводы по первой главе 95
Глава 2. Опытно-экспериментальная работа по проверке условий формирования информационно-технологических компетенций будущего учителя математики и информатики 97
2.1. Технологическая модель процесса формирования ин формационно-технологических компетенций будущего учителя математики и информатики 98
2.2. Педагогические условия формирования информационно-технологических компетенций будущего учителя математики и информатики в классическом университете ПО
2.3. Методы и средства формирования информационно- технологических компетенций будущего учителя 128
2.4. Диагностика качества профессиональной подготовки будущего учителя в классическом университете 145
2.5. Результаты экспериментальной проверки эффективности формирования информационно-технологических компетенций будущего учителя 161
Выводы по второй главе 189
Заключение 191
Библиография 196
Приложения 217
- Основные понятия исследования
- Формирование информационно-технологических компетенций будущего учителя математики и информатики как педагогическая проблема
- Технологическая модель процесса формирования ин формационно-технологических компетенций будущего учителя математики и информатики
Введение к работе
Актуальность исследования. Важнейшим условием эффективности работы учителя в школе является качество его профессиональной подготовки. Качество образования, гарантирующее высокий уровень готовности студента к будущей профессиональной деятельности, определяется тем, насколько полученное в вузе образование соответствует текущим и перспективным задачам развития общества.
Одним из направлений реформы высшего образования, проводимой в России, является переход к оценке результатов обучения будущих специалистов в любой области на новой концептуальной основе в рамках компетентностного подхода. Разработчики ГОСтов третьего поколения и многие исследователи (П.В. Беспалов, Н.В. Бондаренко, Н.Л. Гончарова, Н.А. Гришанова, И.А. Зимняя, Ю.Г. Татур, А.В. Хуторской и др.) связывают это с попыткой привести в соответствие содержание образования и потребности рынка; с тем, что в настоящее время возрастает спрос на работников, располагающих определенным личностным потенциалом, способных решать сложные профессиональные проблемы комплексного характера; с идеями, заложенными в «Концепции модернизации Российского образования до 2010 года».
Если ранее базовыми категориями традиционного образования были знания, умения и навыки, то при компетентностном подходе ими являются понятия «компетенция» и «компетентность», при этом номенклатура компетенций определяется требованиями к подготовке конкретного специалиста с опорой на «профессиональный» контекст, когда ставятся конкретные цели, направленные на удовлетворение нужд потребителей образовательных услуг. В связи с этим происходит переориентация с «входных» показателей (цели, задачи, содержание и т.п.) на результаты, представленные в виде системы компетенций.
Для обеспечения необходимого качества образования в период обучения у выпускника должна быть сформирована профессиональная компетентность, в которой особое место занимают информационно-технологические компетенции.
Владение информационными и коммуникационными технологиями рассматривается как средство поддержки интеллектуальной деятельности студента. Работа учителя любой специализации в школе требует систематического обращения и использования возможностей информационных технологий. В свою очередь последнее предполагает владение содержанием и методикой использования информационных технологий на достаточно высоком уровне, непрерывного повышения квалификации учителя в этой области.
Сказанное означает, что в современных условиях в системе педагогического образования одной из основных задач является разработка методик обучения, ориентированных на развитие интеллектуальных способностей обучаемого, на формирование у него умений самостоятельно приобретать знания, используя для этого все возможности современных информационных технологий. Необходимо стремиться к тому, чтобы информационные технологии в контексте современных требований к педагогическому образованию послужили средством формирования принципиально новых возможностей для студента, прежде всего, при решении задач синтеза субъективно нового знания, усиливали уровень его подготовленности с точки зрения требований общества, государства и школы.
В вузе, готовящем учителей, предстоит создать благоприятные условия для овладения имеющимся опытом использования информационных технологий, секретами избранной профессии и развития творческой индивидуальности. Это относится к учителям всех специализаций, но в первую очередь, конечно, - к преподавателям математики и информатики. Задачу внедрения и распространения ИКТ в школе следует рассматривать как особую линию развития, предполагающую поиск своих решений, при этом
очевидно одно: исходным моментом для реализации такой программы должны стать преподаватели математики и информатики, на долю которых и выпадает задача разработки стратегии и тактики решения этой задачи, ее содержательной реализации с учетом возможностей преподавателей самых разных предметов. Собственно об этом уже свидетельствует практика работы выпускников вузов в школе, особенно в сельской, в которой учителя информатики и математики выступают для учителей других предметов и администрации в роли экспертов, консультантов по информационным технологиям, специалистов по ремонту и обслуживанию всей имеющейся в школе вычислительной, аудио-видео и копировальной техники. Именно из этого следует исходить при определении требований к уровню сформиро-ванности и номенклатуре информационно-технологических компетенций, перечень которых должен быть значительно шире, чем это предусмотрено Государственным образовательным стандартом.
Анализ состояния информационно-технологической подготовки будущих учителей позволяет сделать вывод о том, что в настоящее время разработке этой и смежной с ней проблемам уделяется самое пристальное внимание.
На протяжении многих десятилетий советские ученые уделяли большое внимание разным аспектам содержания образования и организации учебно-воспитательного процесса в вузе (СИ. Архангельский, Ю.К. Бабанский, А.П. Беляева, В.П. Беспалько, П.Я. Гальперин, В.В. Кра-евский, А.Н. Леонтьев, И.Я. Лернер, В.А. Сластенин и др.). Однако в силу объективных обстоятельств ученые 70-90-х гг. просто не могли рассматривать проблемы, касающиеся применения средств информационных и коммуникационных технологий в подготовке специалиста.
Сама по себе эта проблема стала актуальной только после того, как информационно-коммуникационная техника получила распространение и стала атрибутом повседневной жизни (90-е гг. 20 в.). Интерес к этой проблематике активизировался именно в этот период. В это время с особенной
7 силой дал о себе знать интерес к проектированию новых педагогических технологий (работы В.И. Боголюбова, А.А. Вербицкого, A.M. Гольдина, В.М. Монахова, Г.К. Селевко, В.Е. Радионова, М.Н. Сибирской, P.M. Чу-динского и др.). В конечном счете эти исследователи пришли к выводу, что внедрение новых педагогических технологий может положительным образом сказаться на эффективности учебного процесса, его оптимизации, Правда, при этом внимание к исследованиям средств и путей применения информационных технологий было еще явно недостаточным.
Большой вклад в развитие теоретической базы информатизации образования внесли такие исследователи как П.В. Беспалов, Б.С. Гершун-ский, Г.Л. Луканкин, Е.И. Машбиц, В.Е. Медведев, В.М. Монахов, Е.Н. Пасхин, И.В. Роберт, В.А. Стародубцев и др. При этом они полагают, что ближайшей целью информатизации образования является создание информационно-коммуникационной предметной среды, представляющей совокупность аппаратных средств, программного обеспечения, организационно-методических составляющих системы образования, компьютерных сетей, баз данных и других элементов, реализующих информационные процессы. Однако в этот период исследования информационно-технологических компетенций еще не велись.
Необходимость введения компетентностного подхода и организации на этой основе образовательного процесса рассматривается в нормативных документах, например, в «Стратегии модернизации содержания общего образования» и в работах многих известных педагогов, например, В.И. Байденко, Л.Н. Боголюбова, В.А. Болотова, В.В. Серикова и мн. др. В этих источниках отмечается, во-первых, что она обусловлена общеевропейской и мировой тенденцией интеграции, глобализацией мировой экономики, неуклонно нарастающими процессами гармонизации «архитектуры европейской системы высшего образования». Как считает А.Н. Афа-насьев, «... Болонский процесс является сегодня точкой отсчета интеграции России в Европу». Во-вторых, необходимость вхождения в него Рос-
8 сии отмечается в целом ряде документов Минобразования и науки РФ. В «Концепции модернизации российского образования на период до 2010 года» подчеркивается необходимость «ориентации образования не только на усвоение обучающимся определенной суммы знаний, но и на развитие его личности, его познавательных и созидательных способностей. Общеобразовательная школа должна формировать целостную систему универсальных знаний, умений и навыков, а также самостоятельной деятельности и личной ответственности обучающихся, т.е. ключевые компетентности, определяющие современное качество образования». В аналитическом обзоре 2003 года «Реформы образования» говорится о том, что «... в условиях глобализации мировой экономики смещают акценты с принципа адаптивности на принцип компетентности выпускников образовательных учреждений». Кроме того, необходимость включения компетентностного подхода в образовательный процесс обусловливается предписаниями Совета Европы (Совета Культурной Кооперации).
Вопросы трактовки феномена компетентности изучались Г.А. Бордовским, В.А. Извозчиковым, И.Д. Фруминым; компетентности в профессиональной сфере - А.А. Дорофеевым, В.А. Гуружаповым, В.Г. Зазыкиной, Э.Ф. Зеер, Т.О. Зеленецкой, Дж. Равенным, Э.Э. Сыма-нюк; соотношения компетенции и компетентности рассмотрены в работах Ю.И. Воротницкого, Н.Б. Козловой, А.И. Курбатцкого, Н.И. Листопад, Г.У. Матушанского, М.Г. Рогова, Ю.В. Цвенгер и др.
Что же касается проблем формирования информационно-технологических компетенций, то связанный с этим круг задач исследовали П.В. Беспалов, СВ. Воробьёв, Л.В. Жук, И.Г. Захарова, Б.К. Коломиец, Г.А. Кручинина, Е.М. Разинкина, А.В. Райцев, А.В. Хуторской и др.
Отмечая в целом большой потенциал выполненных исследований, стоит отметить, что в настоящее время проблема определения теоретических основ формирования информационно-технологических компетенций учителя в новых социально-образовательных условиях все еще изучена не-
достаточно. В частности, отсутствуют системные исследования уровня и характера формирования профессиональной компетентности учителя математики и информатики в условиях трансформации современных образовательных технологий. До настоящего времени не проведено четкой демаркации понятий «информационная», «информационно-технологическая» компетенции.
За последние годы было разработано немало программных продуктов для математических расчетов. В результате можно вести речь о возникновении новой отрасли современной математики - компьютерная математика. Использование систем компьютерной математики способствует реализации практико-ориентированного подхода в обучении. Будущие учителя математики и информатики должны быть подготовлены к использованию систем компьютерной математики в решении математических задач прикладной направленности.
Наш многолетний опыт преподавания дисциплин, связанных с использованием систем компьютерной математики для решения различных задач, показывает возможность успешного усвоения студентами фундаментальных математических понятий с её помощью, формирование умений и навыков в решении практических математических задач; эффективность преподавания различных курсов математики, повышение наглядности процесса изучения «абстрактных понятий»; рост количества студентов, использующих системы компьютерной математики для проверки правильности выполнения практических, самостоятельных и контрольных работ.
Следует также отметить, что системы компьютерной математики не призваны подменять изучение математических дисциплин. Компьютерная поддержка учебного процесса выполняет иную функцию — она призвана освободить обучаемого от рутинной вычислительной работы и позволяет ему сосредоточиться на сути изучаемого в данный момент материала, что стимулирует познавательную активность обучаемого.
Изучение систем компьютерной математики способствует реализации компетентностного подхода в обучении. На наш взгляд, учителя математики и информатики должны быть подготовлены к использованию систем компьютерной математики в решении математических задач, потому что: 1) эти системы упрощают подготовку студентов к занятиям по дисциплинам математического цикла, а в дальнейшем и подготовку к урокам по математике; помогают преодолевать трудности при решении задач; расширяют круг доступных для решения задач; помогают представить результаты вычислений в наглядной форме; 2) в результате освоения приемов работы, представленных в сфере компьютерной математики, у студента может исчезнуть страх перед необходимостью проведения громоздких расчетов; он будет подготовлен к решению сложных математических задач, используя интеллектуальные возможности программных пакетов.
Настоящее исследование опиралось на практику подготовки будущих учителей математики и информатики на физико-математическом факультете Елецкого государственного университета им. И.А. Бунина, где особо важное место в формировании информационно-технологических компетенций отводится изучению цикла дисциплин, в рамках которых формируются информационно-технологические компетенции в области компьютерной математики. При определении содержания этих дисциплин мы воспользовались теорией и методикой, представленной в исследованиях А.Ш. Бакмаева [10]; С.А. Дьяченко [55]; Л.В. Жук [58]; Т.В. Капустиной [74]; Л.П. Мартиросян [105]; Т.Л. Ниренбург [118]; У.В. Плясуновой [127] и др. В работах перечисленных авторов проанализированы вопросы, касающиеся дидактических возможностей обучения высшей математике с использованием современных интегрированных символьных систем, разработки методической системы их применения в вузе и школе. В итоге были выявлены некоторые новые возможности персонального компьютера с точки зрения повышения эффективности образовательного процесса, но опять же не проработаны педагогические условия формирования инфор-
мационно-технологических компетенций будущих учителей математики и информатики. В рамках выполненных исследований остался и ряд потенциальных возможностей средств информационных технологий в повышении уровня математической и информационно-технологической подготовки будущих учителей математики и информатики.
В свете всего ранее сказанного, на наш взгляд, проблема дальнейшего совершенствования процесса подготовки будущих учителей математики и информатики с точки зрения использования программно-педагогических средств в предстоящей трудовой деятельности, определения педагогических условий формирования значимых профессиональных качеств конкурентоспособного учителя в области информационных технологий сохраняет свою актуальность и в настоящее время.
По нашему мнению, существенный рост качества профессиональной подготовки будущего учителя математики и информатики может произойти за счет формирования его информационно-технологических компетенций. Более того, нельзя исключить и того, что как раз информационно-технологическая подготовка студента должна стать системообразующим фактором профессионального образования будущего учителя.
Выбор темы исследования: «Педагогические условия формирования информационно-технологических компетенций будущего учителя математики и информатики» - продиктован стремлением определить наиболее эффективные пути и условия использования информационных технологий в учебном процессе вуза; представлением о необходимости обеспечения условий для постоянного роста профессионального уровня педагога в условиях стремительного увеличения объема научных знаний и быстрым старением накопленного ранее опыта.
Анализ состояния информационно-технологической подготовки будущего учителя математики и информатики в условиях классического университета позволяет утверждать о наличии ряда противоречий дидак-
12 тического и методического характера. В их числе можно выделить противоречия между:
. резко возросшей потребностью в учителях математики и информатики, способных применять современные средства информационных и коммуникационных технологий в профессиональной деятельности, и недостаточным уровнем разработанности теории и условий их подготовки;
. необходимостью эффективно использовать инструментарий информационных и коммуникационных технологий и программные средства учебного назначения в процессе изучения математики и существующей практикой обучения;
. объективной необходимостью повышения уровня готовности будущих учителей к работе в школе и недостаточной разработанностью соответствующих методик использования информационных технологий и программных средств учебного назначения.
Перечисленные противоречия можно суммировать в виде утверждения, характеризующего собственно проблему исследования: каким образом согласуются уровень и тренды в развитии информационных компьютерных технологий с тенденциями, подходами, принципами, закономерностями и условиями формирования информационно-технологических компетенций будущего учителя математики и информатики в российском образовании в настоящее время?
Цель исследования: определение и теоретическое обоснование условий формирования информационно-технологических компетенций будущего учителя математики и информатики, пути их практической реализации в учебно-воспитательном процессе классического университета.
Объект исследования — процесс профессиональной подготовки будущего учителя математики и информатики.
Предмет исследования — условия формирования информационно-технологических компетенций студента специальности «Математика с дополнительной специальностью «Информатика»».
13 Анализ противоречий, проблемы, объекта и предмета исследования позволил сформулировать его гипотезу: эффективность процесса формирования информационно-технологических компетенций будущего учителя математики и информатики можно повысить, если будут:
. определены и реализованы принципы проектирования процесса формирования информационно-технологических компетенций будущего учителя математики и информатики;
. разработаны и внедрены в учебно-воспитательный процесс структурно-содержательная и технологическая модели формирования информационно-технологических компетенций, а также диагностическая модель, позволяющая оценивать качество образования;
. установлены и реализованы педагогические условия формирования информационно-технологических компетенций.
В ходе исследования решены задачи, связанные с:
1. Анализом тенденций, подходов и закономерностей, присущих
процессу формирования информационно-технологических компетенций
будущего учителя математики и информатики в условиях информатизации
образования.
2. Определением принципов проектирования, структуры, содер
жания и педагогических условий формирования информационно- техноло
гических компетенций будущего учителя математики и информатики в
классическом университете.
Разработкой структурно-содержательной и технологической моделей процесса формирования информационно-технологических компетенций будущего учителя математики и информатики, системы организационно-методической диагностики результатов учебно-воспитательного процесса.
Экспериментальной проверкой эффективности предложенных моделей формирования информационно-технологических компетенций будущего учителя математики и информатики в условиях работы классического университета.
14 Методологическую основу исследования составляют положения современной науки о единстве, всеобщей связи и причинной обусловленности явлений окружающего мира; о системном подходе к изучению педагогических явлений; о процессе познания и гармоничного развития личности; о предметном характере деятельности человека, идеи культурологического, индивидуально-деятельностного подходов к проблеме формирования профессиональных компетенций.
Теоретическую основу исследования составляют:
. результаты исследований в области системного подхода к изучению педагогических явлений (А.А. Андреев, СИ. Архангельский, Ю.К. Бабан-ский, В.П. Беспалько, А.Я. Данилюк, В.В. Краевский, И.Я. Лернер, М.Н: Скаткин, Н.Ф. Талызина и др.);
. исследования по проблеме подготовки будущих учителей (Л.Н. Го-лубева, О.В. Долженко, И.А. Зимняя, В.П. Кузовлев, И.Ф. Плетенёва, Л.С. Подымова, Н.П. Пучков, В.А. Сластенин и др.);
. работы по изучению качества профессиональной подготовки учителей математики и информатики (М.М. Буняев, Л.В. Жук, М.П. Лапчик, Г.Л. Луканкин, Н.Г. Подаева, О.А. Саввина, Г.И. Саранцев и др.);
работы по вопросам компетентностного подхода в профессиональном образовании (А.Л. Андреев, В.И.Байденко, В.В. Болотов, Н.М. Борыт-ко, В.В. Городецкий, В.А. Гуружапов, Э.Ф.Зеер, В.В .Краевский, В.Е. Медведев, И.Д. Фрумин и др.);
теоретические положения о сущности информационно-технологической подготовки будущих учителей (М.В. Жалдан, И.Г. Захарова, З.П. Ларских, Е.И. Машбиц, И.В. Роберт, Ю.Ю. Тарасевич, Е.И. Трофимова и др.).
Методы исследования. Для решения поставленных задач и проверки гипотезы исследования использовались следующие методы:
изучение и анализ философской, педагогической, психологической и
методической литературы, нормативно-правовой документации;
. изучение и обобщение передового педагогического опыта преподавания в педагогических и классических университетах;
анализ содержания математических и информационно-технологических дисциплин в рамках изучаемой проблематики;
. наблюдение, моделирование, анкетирование, экспертная оценка, педагогический эксперимент, статистическая обработка результатов.
Опытно-экспериментальная база исследования: основная - физико-математический факультет Елецкого государственного университета Им. И.А. Бунина (ЕГУ), вспомогательная - факультет математики, физики и информатики Тульского государственного педагогического университета, им. Л.Н. Толстого. В опытно-экспериментальной работе участвовало 122 студента и 26 преподавателей. Исследование проводилось в 2004-2009 гг.
Первый этап (2004 - 2005гг.) - поисково-теоретический, посвящен осмыслению и формулировке проблемы, цели и гипотезы исследования, разработке задач и плана работы. Он включал анализ философской, психолого-педагогической и методической литературы по проблеме исследования, разработку понятийного аппарата, подготовку опытно-экспериментальной базы.
Второй этап (2005 - 2009гг.) — опытно-экспериментальный: разрабатывалась методика педагогического эксперимента; осуществлялись констатирующий и формирующий эксперименты; формировались контрольные и экспериментальные группы; анализировались результаты; выявлялись возможности и условия повышения уровня информационно-технологической подготовки студентов, выяснялись условия синтеза субъективно нового знания студентов, формирующихся под воздействием средств информационных технологий.
Третий этап (2007 - 2009гг.) — обобщающий: уточнялись основные выводы исследования; вносились изменения и дополнения в технологию проведения педагогического эксперимента; проводился контрольный эксперимент; осуществлялась качественная и количественная обработка полу-
ченных результатов, их теоретическая интерпретация и систематизация, происходило оформление работы.
Степень новизны исследования:
Уточнено определение понятия «информационно-технологическая компетенция учителя математики и информатики», показано его отличие от родственных понятий; обоснована иерархическая структура системы компетенций учителя математики и информатики: «информационно-технологическая компетенция — система информационно-технологических компетенций - профессиональная компетентность».
Определён инвариант структуры отдельной компетенции; показано, что состав системы информационно-технологических компетенций может меняться в зависимости от целей и условий информационно-технологической подготовки студента.
Разработана система дидактических принципов проектирования процесса формирования информационно-технологических компетенций будущего учителя математики и информатики.
Предложены структурная модель информационно-технологических компетенций, структурно-содержательная и технологическая модели процесса формирования информационно-технологической компетенции будущего учителя математики и информатики.
Определена система педагогических условий, которые позволяют эффективно формировать информационно-технологические компетенции будущего учителя математики и информатики.
Теоретическая значимость исследования:
Подтверждена плодотворность распространения компетентно-стного подхода в образовании на область информационно-технологической подготовки будущих учителей математики и информатики.
Расширена область знаний о содержании системы информационно-технологических компетенций учителя математики и информатики.
Разработана система принципов проектирования содержания информационно-технологических компетенций учителя математики и информатики.
Определены структура системы информационно-технологических компетенций учителя математики и информатики и содержание каждой из ее составляющих.
Разработана система педагогических условий формирования информационно-технологических компетенций студента, доказано их влияние на качество его профессиональной и общекультурной подготовки.
Установлены критерии, показатели и содержание уровней сформированности всех инвариантных составляющих информационно-технологической компетенции.
Практическое значение: формирование информационно-технологических компетенций будущего учителя математики и информатики создает предпосылки для обеспечения единства учебно-воспитательного процесса, профессиональной и общекультурной подготовки, согласованность рабочих программ и педагогических технологий в рамках образовательной системы классического университета, соответствие уровня профессионально-личностного развития будущего учителя современным требованиям; управление процессом обучения будущего специалиста на всех этапах его развития; разработку конкретных научно-методических рекомендаций для педагогов по формированию у студентов информационно-технологических компетенций; диагностику достижений студентов в процессе информационно-технологической подготовки. Подтверждена эффективность реализации педагогических условий формирования информационно-технологической компетенции в образовательном процессе классического университета. Результаты и выводы исследования могут быть использованы в практике работы вузов, в процессе подготовки студентов к использованию информационных технологий в предстоя-
18 щей профессиональной деятельности, в работе курсов повышения квалификации и переподготовки учителей математики и информатики.
Обоснованность и достоверность результатов диссертационного исследования обеспечиваются принятыми методологическими основаниями исследования, полнотой источниковедческой базы, соответствием научного аппарата и методов исследования его задачам; широтой и многогранностью экспериментального исследования, выбором адекватных предмету исследования критериев и показателей диагностической методики оценки качества информационно-технологической подготовки будущих учителей математики и информатики, репрезентативной выборкой участников эксперимента.
Апробация результатов исследования проходила в процессе работы со студентами, преподавателями и стажерами ЕГУ им. И.А. Бунина. Апробация осуществлялась в разных формах: в экспериментальной работе; в процессе чтения автором лекций по общим курсам и курсам по выбору; в проведении практических и лабораторных занятий; в организации учебно-исследовательской и воспитательной работы со студентами. Было подготовлено и опубликовано 11 учебно-методических пособий и методических рекомендаций, 8 статей, 10 тезисов докладов на научных конференциях. Выводы и результаты исследования докладывались и обсуждались на 16 научно-практических конференциях и .семинарах: XII Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов»: Секция «Математика и механика» (Москва, 2005); Международная научно-практическая конференция «Информатизация образования 2005» (Елец, 2005); Всероссийская научно-практическая конференция «Российское образование в XXI веке: проблемы и перспективы» (Пенза, 2005); Школа молодых ученых Липецкой области «Актуальные проблемы естественных наук и их преподавания»: Секция «Технические и математические науки» (Липецк, 2005); Научно-практическая конференция студентов и преподавателей ЕГУ им. И.А. Бунина (Елец, 2006-2009); XIV Международная
19 электронная научная конференция «Новые технологии в образовании» (Воронеж, 2006); IV Всероссийская научно-практическая конференция «Современные технологии в Российской системе образования» (Пенза, 2006); Международная научно-практическая конференция «Новые информационные технологии в образовании» (Екатеринбург, 2008); Региональная научно-практическая конференция «Образование старшеклассников: проблемы и пути решения. Опыт Липецкой области» (Елец, 2008); Международная научно-практическая конференция «Развитие отечественной системы информатизации образования в здоровьесберегающих условиях»: Секция «Подготовка научно-педагогических кадров информатизации образования» (Москва, 2008); Всероссийская научная конференция «Высшее образование XXI века» (Санкт-Петербург, 2008); Международная научно-практическая конференция «Инновационные технологии обучения и воспитания» (Елец, 2008); Всероссийская конференция «Свободное программное обеспечение в высшей школе» (Переславль-Залесский, 2009); Всероссийкая научно-практическая конференция «Инновации и информационные технологии» (Липецк, 2009).
Всего по материалам диссертации опубликовано 29 печатных работ объемом 96 печатных листов (из них 3 статьи - в изданиях, включенных в перечень ВАК).
Результаты исследования обсуждались на методических семинарах и заседаниях кафедр вычислительной математики и информатики, алгебры и геометрии ЕГУ им. И.А. Бунина, методическом Совете физико-математического факультета ЕГУ им. И.А. Бунина,
На защиту выносятся следующие положения и результаты:
1. Информационно-технологическую подготовку учителя математики и информатики в классическом университете следует рассматривать в качестве важного условия обеспечения эффективности обучения, достижения единства учебно-воспитательного процесса, полноценной специальной и общекультурной подготовки.
Система предложенных в работе принципов формирования информационно-технологических компетенций позволяет определять содержание компетенций с учетом целей и особенностей подготовки будущего учителя математики и информатики.
Структурная, структурно-содержательная и технологическая модели формирования информационно-технологических компетенций учителя математики и информатики, включающие описание характеристик субъектов деятельности, цели и задачи, педагогические условия обучения, инвариантный состав информационно-технологических компетенций, механизм процесса синтеза субъективно нового информационно-технологического знания, позволяют целенаправленно организовать учебно-воспитательный процесс в классическом университете.
Система педагогических условий формирования информационно-технологических компетенций учителя математики и информатики оказывает существенное влияние на качество образовательного процесса в классическом университете, а также позволяет эффективно управлять учебно-воспитательным процессом.
Система диагностики качества информационно-технологической подготовки студента в условиях классического университета, включающая соответствующие критерии, показатели и уровни, позволяет корректировать процесс обучения на разных его этапах.
Структура диссертации отражает логику, содержание и результаты исследования. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, библиографии и приложений. Объём диссертации составляет 216 страниц машинописного текста, включает 19 таблиц, 16 рисунков, 12 приложений. Библиография содержит 187 наименований.
Основные понятия исследования
Формирование понятийного аппарата — важная и первоочередная задача любого исследования. Ее значение особенно велико при проведении исследования по педагогике, т.к. сама по себе новизна темы исследования предполагает обращение к тем областям научного знания, которые пока ещё мало изучены, которые развиваются в условиях с недостаточно сформировавшимся терминологическим аппаратом, а объёмы многих понятий пока еще не определены с нужной степенью полноты, в связи с чем дефиниции, приводимые различными авторами, нередко сильно различаются. Более того, в содержании дефиниции (определение понятия) каждый автор отбирает в качестве сущностных только такие характеристики, которые, на его взгляд, лучше всего соответствуют целям и задачам исследования, что делает терминологическую картину исследуемой области ещё более запутанной.
С другой стороны, по мнению многих учёных (В.И. Загвязинский, И.К. Карапетян, И.В. Кичева, Н.Л. Коршунова, В.В. Краевский, B.C. Шаповалова и др.), педагогика как наука отражает предмет своего исследования в понятиях, без которых нельзя построить ни одной теории, объясняющей познаваемую действительность [59, 75, 78, 88, 91,181].
Вопрос о роли понятийного аппарата в учебной деятельности неоднократно затрагивался в работах многих ученых: Ю.К.Бабанского, А.Г. Казаковой, В.В.Краевского, И.Я. Лернера, В.Е. Медведева, Н.Г. Подаевой, Н.П. Пучкова, С.Л. Рубинштейна, Н.Ф.Талызиной, А.В.Усовой и др. [7, 71, 90, 100, 110,128,133,143, 162].
По мнению И.М. Кантор, «особую остроту понятийно-терминологические проблемы науки приобретают в периоды ее становления или рево 22 люционного развития. Для педагогики, глубоко врастающей своими корнями в жизнь и быт народа, задача упорядочения системы понятий и терминов приобрела особое значение» [73, С.З].
По мнению Г.Д. Бухаровой и Л.Н. Мазаевой, «потребность уточнения понятийного аппарата науки обусловлена, прежде всего, тем, что достаточно часто в педагогической литературе происходит смешение категорий, понятий, дефиниций, терминов и определений» [25, С.64]. С определенной долей уверенности можно утверждать: чем точнее определены понятия науки, тем выше уровень ее объективности. Понятийный аппарат науки отражает в известной мере уровень ее развития. По существу, он «задает» ориентиры для построения и обеспечения как содержательного, так и технологического аспектов обучения.
Отметив некоторые особенности формирования понятийного аппарата, обратимся к принципам формирования системы основных понятий диссертационного исследования по педагогике.
Анализируя разные системы понятий в исследованиях по педагогике, мы пришли к выводу, что основным правилом (принципом) их формирования у большинства авторов является отбор основных понятий в соответствии с тематикой диссертационного исследования. И в самом деле, с одной стороны, тема диссертационного исследования трактуется как ещё не разрешенная педагогическая проблема, и на это автор делает основной упор, а, с другой, -сам по себе выбор темы предполагает набор понятий, сгруппированных в определенной последовательности. Эти понятия, на наш взгляд, во-первых, определяют, более того, — задают логику исследования; во-вторых, анализ их сочетаний расширяет объём первоначальных понятий прежде всего из-за появления перекрывающихся областей их применения; в-третьих, перекрытие объёмов понятий позволяет выявить их новые, ранее не обнаруженные характеристики, которые могут оказаться сущностными для данного исследования и входить в новые дефиниции. Остро и актуально звучит проблема категориального аппарата в условиях переживаемого современной системой высшего образования методологического кризиса, когда старая парадигма разрушается, а новая — до конца еще не построена. В связи с этим обостряется переосмысление системы категорий - как устоявшихся, так и тех, место которых в структуре педагогического знания еще требует обоснования.
Применим выводы выше приведенного рассуждения к теме нашего исследования: «Педагогические условия формирования информационно-технологических компетенций будущего учителя математики и информатики». В эту формулировку входят следующие понятия: «компетентность», «компетенция», «ключевая компетенция», «компетенции будущего учителя математики и информатики», «информация», «технология», «технология обучения», «информационно-технологические компетенции», информационно-технологические компетенции будущего учителя математики и информатики». Полагая, что представленная система понятий является полной и анализируя эти понятия как систему, можно сделать следующие выводы: во-первых, данные понятия в значительной мере структурируют исследование: названия всех параграфов диссертации так или иначе связаны с анализом характеристик и областей применения (установлением объёмов) этих понятий; во-вторых, они «задают» логику процесса исследования: знание об этих понятиях определяет последовательность наших действий, более того, помогает сформулировать концептуальную (основную) идею исследования: «создание определенных педагогических условий будет способствовать становлению нового качества личности будущего учителя математики и информатики — системы его информационно-технологических компетенций, которые являются системообразующим фактором всей его профессиональной подготовки»; в-третьих, применение знания об этих понятиях требует определенных теоретических и экспериментальных методов и средств для получения результата, качественно отражаемого в характеристиках понятий; в-четвертых, данная сие 24 тема понятий должна облегчить сопоставление наших выводов с результатами других авторов, занимавшихся исследованием смежных проблем. Поэтому эти понятия можно отнести к «основным» для нашего исследования. Термин «основные» предполагает наличие и других понятий, которые в этом параграфе не рассматриваются, но которые по мере необходимости будут присутствовать в процессе исследования.
Обратимся к рассмотрению содержания этих понятий и, в случае необходимости, к уточнению их характеристик, объёмов и формулировке новых определений (дефиниций).
Проблема компетенции и компетентности рассматривалась в трудах как отечественных, так и зарубежных исследователей (А.В. Хуторской [177, 176], Р.Уайт [186], Дне. Равен [134], Н.В.Кузьмина [94], А.К.Маркова [104], Т.А. Гудкова [47], И.А.Зимняя [66, 67], Э.Ф. Зеер и Э.Э. Сыманюк [64] и др.).
Вопросами формирования понятийного аппарата в области информационно-технологической компетентности в настоящее время занимаются такие исследователи, как В.В. Готтинг [39], Н.Н. Базелюк [8], П.В. Беспалов [14], Л.В. Махрова [108], Л.Н. Паламарчук [121] и др.
Формирование информационно-технологических компетенций будущего учителя математики и информатики как педагогическая проблема
Научно-технический прогресс, изменение политической и экономической ситуации в мире, условий жизни, работы, учёбы постоянно ставят перед системами образования всех стран новые требования и задачи, связанные с обучением и воспитанием подрастающего поколения. Их выполнение и решение является, несомненно, актуальнейшей, жизненно важной, необычайно трудной и сложной проблемой. Каждая из ведущих (не только в экономическом, но и в культурно-образовательном отношении) стран стремится решить эту проблему с учётом своих национальных интересов. При этом они ориентируют систему образования, прежде всего, на потребности своей экономики, науки и культуры. Однако мало кому удаётся сделать это достаточно эффективно, несмотря на многовековой опыт, накопленный в сфере обучения и воспитания молодёжи. Даже такие оригинальные, традиционно сильные и достаточно эффективные педагогические школы Англии, Германии, Франции, США, Японии и др. странах не могут справиться в одиночку со своими проблемами в образовании.
Такое положение обусловлено многими причинами. Но главными из них, на наш взгляд, являются следующие: стремительная глобализация мировой экономики, культуры, средств коммуникации; очень быстрая смена условий работы учебных заведений и жизнедеятельности всего мирового сообщества, отставание педагогической теории от общественной, экономической и культурной практики, её потребностей. Всё это порождает множество противоречий, а значит, и проблем, часть из которых может быть решена только усилиями учёных педагогов. Европейские страны пытаются объединить свои возможности в рамках Болонского процесса, к которому старается, но пока без больших успехов, присоединиться и Россия. Включение России в Болонский процесс, на наш взгляд, необходимый и логически обоснованный шаг в направлении совершенствования своей системы образования. Однако у нас имеется множество специфичных и отличных от европейских проблем, которые никто за нас решать не будет, а если и пытается, то исходит при этом из своих интересов, которые, как можно судить на основании уже. имеющегося опыта международного сотрудничества, часто сводятся к устранению конкурентов в области экономики, для которой система образования и готовит специалистов.
Дополнительные проблемы в системе образования России связаны, прежде всего, с резким изменением социально-экономического строя, переходным характером рыночной экономики, низким уровнем жизни народа, в том числе учителей школ и преподавателей профессиональных учебных заведений, недостаточным финансированием науки и образования, слабой и сильно устаревшей материально-технической базой учебных заведений. Вместе с тем, следует отметить тот факт, что россияне, окончившие за рубежом элитные учебные заведения и получившие образование в соответствии с «высшими мировыми стандартами», обычно, за исключением, пожалуй, банковской сферы и международной торговли, не добиваются видимых успехов в российской экономике. С другой стороны, десятки тысяч выпускников российских вузов, особенно физиков, математиков, электронщиков, программистов успешно работают в других странах.
Эти факты, а также успехи советского периода в некоторых областях экономики (производство вооружений, космос и т.д.), науки и культуры говорят о том, что российская система образования в свое время находилась «далеко не на последнем месте». Российская педагогическая школа демонстрировала достижения мирового уровня, она оригинальна, у нее свои многовековые традиции. Простое копирование западных образцов у нас может не принести успеха, хотя творческое использование лучшего зарубежного опыта, несомненно, полезно. Поэтому наши педагогические проблемы нам необходимо решать самим. Одной из таких является заявленная выше проблема. Мы считаем, что для её решения есть необходимые предпосьшки и условия, но требуется их определить и применить на практике. Это является важной задачей решения проблемы, обозначенной в данном исследовании.
Приступая непосредственно к детальному анализу проблемы исследования, необходимо обратить внимание на ряд обстоятельств, ярко проявившихся в последнее время. Во-первых, результаты Единого Государственного Экзамена (ЕГЭ) в Липецкой области (эти результаты характерны и для многих регионов страны) показали, что очень небольшое число выпускников школы пожелали сдать экзамен по информатике, более того, оценки, полученные за экзамен, — весьма низкие. Таким образом, несмотря на значительные средства, затраченные государством на оснащение школ компьютерными классами, подключение к локальным и глобальным сетям, программное обеспечение и т.д., школьники не знают информатики и не очень-то хотят её знать. По-видимому, это связано с тем, что, поставив во главу решения проблемы компьютеризации школ, только материально-техническое обеспечение этого процесса, были упущены из вида задачи, связанные с подготовкой и переподготовкой учителей информатики. Информационные же технологии развиваются столь стремительно, что учитель информатики вынужден постоянно повышать свою квалификацию. Это относится к учителям всех специализаций, но особенно к учителям информатики и математики.
Учитель крайне перегружен работой, вынужден постоянно подрабатывать, поэтому ему самообразованием заниматься просто некогда. Складывается ситуация, при которой отдельные ученики, самостоятельно работая с компьютером, оказываются более «продвинутыми» в вопросах современных информационных технологий, чем их учитель, что, несомненно, снижает его авторитет среди учащихся всего класса, а следовательно, снижает и интерес к изучаемому предмету. Именно поэтому про 42 блема качества информационно-технологической подготовки учителей математики и информатики сегодня обострилась ещё больше, чем ранее.
Во-вторых, как уже отмечалось, российские специалисты в области математики и информатики пользуются повышенным спросом за рубежом. Так, например, в иностранных средствах массовой информации неоднократно отмечалось, что «Россия обеспечила страны «запада» математиками на много лет вперёд. Однако для нас «утечка мозгов» оборачивается серьёзной проблемой, т.к. из-за отсутствия притока талантливой молодёжи в России перестали существовать многие математические школы мирового уровня, некому стало готовить математиков и «информатиков» высшей квалификации, в частности, для педагогических вузов. Всё это ещё больше актуализирует заявленную проблему и делает её более сложной и трудной для разрешения, учитывая, что подготовка учёного, преподавателя вуза начинается в школе.
Технологическая модель процесса формирования ин формационно-технологических компетенций будущего учителя математики и информатики
При проектировании технологической модели (см. рис.3), мы опирались на общие положения, касающиеся построения педагогических моделей (разработанные, например, Т.В. Светенко [147]), которые сводятся к тому, что такой объект должен обладать содержанием, структурой, связью и изменяться со сменой внешних и внутренних условий.
Технологическая модель позволяет проанализировать последовательность действий преподавателя и студентов, оценить эффективность применяемых форм, методов и средств обучения, процедуру контроля и коррекции результатов образования.
Первый блок технологической модели определяет объект моделирования - процесс формирования информационно-технологической компетенции будущего учителя математики и информатики.
Второй блок связан с описанием цели и задачи формирования информационно-технологической компетенции. Их определение предполага 100 ет изучение квалификационных характеристик выпускника, круга полномочий, функций будущего специалиста, в отношении которых он должен быть компетентен в информационно-технологической сфере. Такое исследование опиралось на анализ содержания ГОС ВПО для специальности «Математика с дополнительной специальностью информатика», её учебный план, а также рабочие программы дисциплин, при изучении которых формируются информационно-технологические компетенции будущего педагога.
Третий блок описывает формы организации аудиторной и внеаудиторной работы со студентами. Эти формы должны способствовать реализации деятельностного, культурологического, контекстного, личностно-ориентированного подходов. Среди них выделены проблемные лекции, семинары-дискуссии, деловые игры, самостоятельная, проектная, учебно-исследовательская работа, конференции, педагогическая практика, курсовые и дипломные работы.
Четвертый - седьмой блоки включают методы формирования информационно-технологической компетенции будущего учителя. Под методом понимается способ деятельности, которым пользуются преподаватель и студенты в их совместной работе по достижению поставленных целей.
Восьмой блок описывает педагогические условия процесса формирования информационно-технологической компетенции будущего педагога. На каждом из этапов формирования информационно-технологической компетенции соблюдение определенных педагогических условий является обязательным, их описанию будет посвящен 2.2.
В процессе формирования информационно-технологической компетенции будущего учителя математики и информатики мы выделили три основных этапа (блок 9). Разделение на этапы было сделано по нескольким причинам: 1) на каждом из них формируются все компоненты информационно-технологической компетенции будущего учителя математики и информатики, однако основное внимание акцентируется на каком-то из од 101 ном: мотивационно-ценностном (1 этап), деятельностном и личностном (2 этап), рефлексивном (3 этап); 2) для успешной реализации процесса формирования информационно-технологической компетенции на каждом из этапов выделены ведущие методы организации информационно-технологической подготовки (для разных этапов они разные).
Рассмотрим более подробно каждый из этапов.
Для первого — мотивационно-ориентационного этапа {блок 9а) — характерны: отсутствие целостности в развитии информационно-технологической компетенции, бессистемность знаний в области средств информационных и коммуникационных технологий, их нерациональное использование в учебной деятельности.
Уже на этом этапе начинается целенаправленное формирование информационно-технологических компетенций будущего учителя в процессе изучения различных учебных предметов: осуществляется перенос знаний, умений, опыта, приобретённых ранее, на предметы специальной подготовки; проводится работа по формированию у будущих учителей мотивации к выбранной сфере профессиональной деятельности, системы ценностных ориентации в будущей профессии, созданию устойчивого интереса к использованию в учебной и профессионально-педагогической деятельности средств ИКТ.
На втором — активно-действенном этапе (блок 96) — студенты совершенствуют умения анализа информационно-технологических процессов, учатся формулировать проблему, осуществлять решение поставленных задач в условиях новой ситуации, вырабатывают профессиональные способы поведения, учатся применять общенаучные и конкретные методы исследования проблемы.
