Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОМПЬЮТЕРИЗАЦИИ ПРЕПОДАВАНИЯ ДИСЦИПЛИН ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО ЦИКЛА 15
1.1 Анализ современных форм организации учебного процесса и методов преподавания электротехнических дисциплин 15
1.2 Основные тенденции процесса компьютеризации высшего образования 30
1.3 Возможности компьютеризации различных форм организации учебного процесса по дисциплинам электротехнического цикла для студентов неэлектротехнических специальностей 57
Выводы по Главе I 72
ГЛАВА II ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ РАБОТА ПО КОМПЬЮТЕРИЗАЦИИ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА ПРЕПОДАВАНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН СТУДЕНТАМ НЕЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ 74
2.1 Модель компьютеризации преподавания электротехнических дисциплин студентам неэлектротехнических специальностей 74
2.2 Педагогические условия компьютеризации преподавания электротехнических дисциплин студентам неэлектротехнических специальностей 84
2.3 Практическая реализация педагогических условий компьютеризации преподавания электротехнических дисциплин студентам неэлектротехнических специальностей 100
Выводы по Главе II 123
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 128
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 134
- Анализ современных форм организации учебного процесса и методов преподавания электротехнических дисциплин
- Основные тенденции процесса компьютеризации высшего образования
- Модель компьютеризации преподавания электротехнических дисциплин студентам неэлектротехнических специальностей
Введение к работе
Актуальності, темы и постановка проблемы исследования. Одним из приоритетных направлений модернизации системы высшего образования является компьютеризация учебного процесса в вузе. В связи с этим перспективной является задача создания, распространения и внедрения в учебный процесс современных электронных учебных материалов, их интеграция с традиционными учебными пособиями, а также разработка средств их поддержки и сопровождения.
В настоящее время ведутся многочисленные исследования, направленные на решение различных проблем компьютеризации учебного процесса в вузе: диалог в обучающей системе (Андриевская В.В., Коммисарова Е.Ю., Машбиц Е.И. и др.), психолого-педагогические аспекты применения компьютеров в процессе обучения (Асмолов А.Г, Беспалько В.П., Ваграменко А.Я., Горвиц Ю.М, Гурьева Л.П., Колин К.К, Лаптев В.В., Роберт И.В., Сластенин В.А., Тихомиров O.K., Талызина Н.Ф. и др.), педагогические условия использования компьютеров в обучении (Аминов Ы.А., Брановский Ю.С., Ваграменко Я.А., Григорьев С.Г., Леднев B.C., Пак Н.И. и др.), а также ряд работ, отражающих опыт применения компьютерных технологий в различных отраслевых областях образования - обучение математике, физике, химии, иностранным языкам, истории и др. (Александров С.А., Аленичева Н., Андреев А.Б., Архипова А.И., Лаврентьев А.В., Моисеев В.Б., Монастырев Н., Усачев Ю.Е., Усманов В.В., Шапошникова Т.Л.и др.).
В то же время процесс компьютеризации обучения в вузе характеризуется автономным и обособленным существованием электронных учебников и тестов по различным дисциплинам, бессистемным и нерегулярным характером их использования в учебном процессе вуза, недостаточной разработанностью единых педагогических требований к построению и использованию программных средств, созданных на базе современных информационных
технологий. Чаще всего этот процесс затрагивает дисциплины, имеющие преимущественно компьютерную направленность (информатика, информационные технологии, информационные системы и т.п.).
В настоящее время в сфере образования и педагогике сложилась своеобразная ситуация: возможности компьютера очень велики, серьезного же влияния на массовую практику образования, соответствующего этим принципиальным возможностям, не наблюдается. Одна из причин этого феномена выражается в том, что, несмотря на наличие концептуальных разработок, дидактические основы информационных технологий обучения нуждаются в системном обосновании. В частности, данная проблема касается цикла электротехнических дисциплин, которые в системе высшего образования преподаются студентам многих специальностей, в том числе и неэлектротехнических.
Согласно Классификатору кодов и наименований специальностей подготовки дипломированных специалистов 2005 года, к электротехническим специальностям относятся специальности, вошедшие в направление подготовки дипломированных специалистов Код 180000 - «Электротехника». Остальные специальности являются неэлектротехническими.
В настоящее время к традиционным проблемам сохранения и развития электротехнической подготовки в условиях постоянного уменьшения аудиторного учебного времени и других ресурсов при необходимости обновления и расширения научного содержания добавились новые проблемы.
Во-первых, существенное уменьшение аудиторной учебной нагрузки, а иногда полное отсутствие практических и лабораторных работ у студентов неэлектротехнических специальностей, требует перестройки традиционной методики преподавания технических дисциплин для студентов данных специальностей. Значительную часть времени, отводимого по учебным планам на изучение данных дисциплин, теперь занимает самостоятельная работа студентов, которая эффективна лишь при соответствующей мотивации учебного процесса по конкретной дисциплине.
Во-вторых, в самой электротехнике и электроэнергетике произошли существенные расширения спектра используемых электротехнических и электронных устройств. Компьютерные средства и технологии стали весомым инструментом электротехнической науки и практики, степень владения которым во многом определяет уровень подготовки современного инженера и его профессиональную востребованность на рынках труда и рабочей силы.
В-третьих, традиционная методика преподавания электротехнических дисциплин не всегда эффективна в процессе преподавания данных дисциплин студентам неэлектротехнических специальностей.
В-четвертых, техническое оборудование, применяемое при поведении занятий по дисциплинам электротехнического цикла, требует очень больших финансовых и временных затрат, и при этом не позволяет сделать процесс обучения эффективным.
Таким образом,_актуальность темы диссертации обусловлена необходимостью создания компьютерных учебных программ и методик их применения в профессиональной подготовке инженеров неэлектротехнических специальностей, которые отвечают предъявляемым к ним психолого-педагогическим требованиям и обеспечивают эффективность образовательного процесса.
С учетом вышеизложенного, проблема исследования состоит в обосновании педагогических условий компьютеризации преподавания электротехнических дисциплин студентам неэлектротехнических специальностей.
Решение этой проблемы и составило цель исследования.
Объект исследования: компьютеризация процесса профессиональной подготовки студентов неэлектротехнических специальностей.
Предмет исследования: педагогические условия компьютеризации преподавания электротехнических дисциплин студентам неэлектротехнических специальностей.
Гипотеза исследования: процесс преподавания электротехнических дисциплин студентам неэлектротехнических специальностей в вузе будет более эффективен, если:
компьютеризация преподавания электротехнических дисциплин студентам неэлектротехнических специальностей будет осуществляться на основе принципов, установленных с позиции системного и информационного подходов;
будут выявлены темы лабораторных и практических занятий, при изучении которых наиболее эффективно могут быть использованы новые информационные технологии;
разработано такое программно-методическое обеспечение компьютеризации преподавания электротехнических дисциплин студентам неэлектротехнических специальностей, которое способствует целостности, индивидуализации процесса обучения и активизации учебно-познавательной деятельности студентов;
программно-методическое обеспечение будет реализовано на соответствующей компьютерной технике;
изначальный уровень компьютерной компетентности преподавателей и студентов будет соответствовать разработанному программно-методическому обеспечению компьютеризации преподавания электротехнических дисциплин студентам неэлектротехнических специальностей.
В соответствии с целью, объектом и предметом исследования были поставлены следующие задачи:
Осуществить теоретический анализ современных форм организации учебного процесса и методов преподавания в вузе дисциплин электротехнического цикла.
Выявить основные тенденции процесса компьютеризации в отечественной системе высшего образования, и в частности, в высшем техническом образовании.
Разработать модель компьютеризации преподавания дисциплин электротехнического цикла студентам неэлектротехнических специальностей.
Обосновать и экспериментально проверить действенность педагогических условий компьютеризации преподавания дисциплин электротехнического цикла студентам неэлектротехнических специальностей.
Проблема, предмет, гипотеза и задачи исследования обусловили выбор совокупности исследовательских методов: теоретический анализ научной литературы по проблемам информатизации и компьютеризации образования; электронных информационных средств по педагогическим и организационным аспектам информатизации высшего образования; моделирование; констатирующий и формирующий эксперименты, математические методы обработки экспериментальных данных.
Общую методологическую основу исследования составили системный подход, который позволяет рассматривать исследуемый объект как множество взаимосвязанных элементов, объединенных общностью функций и цели, единством построения и функционирования; информационный, поисковый, эвристический и экспертный подходы, а также дидактические принципы организации образовательного процесса: гуманистической направленности, научности, преемственности, последовательности и систематичности, доступности и наглядности.
Теоретической основой исследования послужили научные взгляды, концепции компьютеризации учебного процесса, опыт применения новых информационных технологий, автоматизированных информационных систем, используемых в учебном процессе вуза с целью повышения его эффективности и качества, положения современной дидактики, содержащиеся в работах Аминова Н.А., Берулавы М.Н., Брановского IO.C, Ветрова Ю.П., Григорьева С.Г., Леднева B.C., Майборода Т.А., Могилева А.В., Пака Н.И., Первина Ю.А., Подымовой Л.С, Пугача В.И., Румянцева И.А., Тихонова
B.A., Уварова А.Ю., Фомина С.С, Хорошилова А.В., Чайновой Л.Д., Яценко В.Е. и др.
Организация и этапы исследования. Исследование проводилось в несколько этапов в течение 2001-2007 годов.
На первом этапе - (2001-2003 гг.) - осуществлялись выбор, обоснование и теоретическое осмысление проблемы и темы исследования на основе изучения педагогической литературы и литературы по электротехнике, новым информационным технологиям, автоматизированным информационным системам, искусственному интеллекту; выделение основных направлений по теме исследования, анализ программных средств учебного назначения, разработка программы и методики исследования.
На втором этапе - (2004-2006 гг.) - проводилась опытно-экспериментальная работа.
На третьем этапе - (2006-2007 г.) - оформлялись результаты и выводы исследования, готовился текст диссертации.
Экспериментальной базой исследования был Ставропольский технологический институт сервиса (филиал) Южно-Российского Государственного университета экономики и сервиса. В экспериментальном исследовании принимали участие 128 студентов: 65 - экспериментальной, и 63- контрольной групп специальностей «Информационные системы и технологии», «Конструирование швейных изделий». v Научная новизна исследования заключается в следующем:
на основе дидактических требований, предъявляемых к учебным программам дисциплин электротехнического цикла, предложена модель компьютеризации преподавания электротехнических дисциплин студентам неэлектротехнических специальностей;
выявлены преимущества компьютеризированных форм организации учебного процесса по дисциплинам электротехнического цикла перед формами, использующими традиционные средства и методы преподавания этих дисциплин, а также доказана целесооб-
разность применения компьютерных технологий в преподавании электротехнических дисциплин студентам неэлектротехнических специальностей;
определены формы организации учебного процесса по дисциплинам электротехнического цикла, на которых применение компьютерных технологий оптимизирует процесс преподавания;
выявлены формы организации учебного процесса, на настоящий момент не нуждающиеся в компьютеризации;
предложены содержательное, технологическое, техническое и кадровое педагогические условия компьютеризации преподавания электротехнических дисциплин студентам неэлектротехнических специальностей.
Теоретическая значимость исследования состоит в том, что:
теоретически обоснована модель компьютеризации преподавания электротехнических дисциплин студентам неэлектротехнических специальностей;
доказана неэффективность использования стендов при проведении лабораторных занятий по электротехническим дисциплинам у студентов неэлектротехнических специальностей в условиях компьютеризации образовательного процесса;
выделен перечень знаний, умений и навыков, более эффективному усвоению и овладению которыми, при наличии определенных педагогических условий, может способствовать компьютеризация преподавания электротехнических дисциплин;
теоретически обоснованы условия компьютеризации преподавания электротехнических дисциплин студентам неэлектротехнических специальностей.
Практическая значимость исследования заключается в том, что:
экспериментально проверена эффективность педагогических условий компьютеризации преподавания электротехнических дисциплин студентам неэлектротехнических специальностей;
выявлены и охарактеризованы особенности восприятия студентами неэлектротехнических специальностей учебного материала, преподаваемого с помощью ПЭВМ при изучении дисциплин электротехнического цикла;
разработаны критерии эффективности преподавания электротехнических дисциплин студентам неэлектротехнических специальностей при использовании ПЭВМ по сравнению с традиционной методикой преподавания;
на основе анализа теоретического и эмпирического материала предложены методические рекомендации, применение которых может способствовать повышению эффективности использования компьютеров в процессе преподавания дисциплин электротехнического цикла.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Компьютеризация преподавания дисциплин электротехнического цикла студентам неэлектротехнических специальностей позволяет эффективнее реализовать принципы обучения, нежели при использовании традиционных средств и методов, поскольку:
использование компьютера в процессе преподавания дисциплин электротехнического цикла студентам неэлектротехнических специальностей соответствует основным требованиям педагогических принципов обучения;
компьютеризация образования в данном случае позволяет в значительной степени эффективнее использовать время учебного занятия;
использование компьютеров позволяет вузу в значительной степени сократить большие денежные затраты, неизбежные при использовании традиционных средств обучения;
использование компьютера в процессе преподавания дисциплин электротехнического цикла студентам неэлектротехнических специальностей с точки зрения характеристики компьютера как электроприбора намного безопаснее, чем традиционные средства обучения;
персональный компьютер является универсальным средством преподавания дисциплин электротехнического цикла студентам неэлектротехнических специальностей при проведении лабораторных работ и практических занятий.
2. Компьютеризация преподавания электротехнических дисциплин студентам неэлектротехнических специальностей требует наличия следующих педагогических условий:
содержательного: специфика тем лабораторных и практических занятий, при изучении которых предполагается использовать ПЭВМ, должна позволять наиболее эффективно использовать весь потенциал новых информационных технологий;
технологического: программно-методическое обеспечение компьютеризации преподавания электротехнических дисциплин студентам неэлектротехнических специальностей должно способствовать целостности, индивидуализации процесса обучения и активизации учебно-познавательной деятельности студентов;
технического: аудитории для проведения лабораторных и практических занятий должны быть оснащены персональными компьютерами типа IBM-совместимый компьютер с модификацией процессора не ниже 486;
кадрового: изначальный уровень компьютерной и электротехнической компетентности преподавателя и студентов должен учиты-
ваться при разработке и использовании программно-методического обеспечения компьютеризации преподавания электротехнических дисциплин студентам неэлектротехнических специальностей.
Компьютеризация лабораторных работ и практических занятий в указанных педагогических условиях преподавания дисциплин электротехнического цикла студентам неэлектротехнических специальностей способствует более эффективному усвоению студентами знаний, овладению умениями и навыками.
Повышение мотивации учебной деятельности студентов в данных условиях происходит под воздействием: когнитивных факторов (знание функционального назначения элементов электрических схем; знание внутреннего строения источника, принципа работы каждого элемента); операционных факторов (навыки работы с элементами электрических схем, самостоятельного устранения неисправностей; навыки работы с электрическими машинами, трансформаторами), а также изменения отношения студентов неэлектротехнических специальностей к изучению электротехнических дисциплин, что способствует более эффективному усвоению ими знаний, умений и навыков.
Компьютеризация преподавания дисциплин электротехнического цикла студентам неэлектротехнических специальностей позволяет проводить все лабораторные работы в соответствии с количеством часов, предусмотренных ГОС, в лабораторных условиях, а не за счет самостоятельного изучения студентов, что способствует лучшему овладению студентами указанных дисциплин.
Апробация и внедрение результатов исследования. Основные результаты исследования обсуждались и получили одобрение на заседаниях кафедры Педагогики и психологии высшей школы Северо-Кавказского государственного университета (2006) и аспирантских семинарах этой кафедры (2005-2006), на VI региональной научно-технической конференции «Вузовская наука - Северо-Кавказскому региону» (Ставрополь, 2005), на межвузовских
научно-практических конференциях «Совершенствование техники, технологии, экономики в сфере сервиса и методики обучения» (Ставрополь, 2003, 2004, 2006).
Структура диссертации. Работа состоит из введения, двух глав, 6 параграфов, заключения, списка литературы. В диссертации имеются 12 рисунков и 9 таблиц. Список литературы включает 145 наименования. Общий объем диссертации составляет 147 страницы.
Во Введении обосновывается актуальность темы исследования, определяются объект, предмет, цель и задачи исследования, формулируется гипотеза, раскрывается научная новизна, теоретическая и практическая значимость работы, основные положения, выносимые на защиту, описывается база и этапы исследования.
В Главе I «Теоретические основы компьютеризации в преподавании дисциплин электротехнического цикла», основное внимание уделено анализу современных форм организации учебного процесса и методов преподавания электротехнических дисциплин, выявлены их сильные и слабые стороны. Также выделены основные тенденции процесса компьютеризации высшего образования, и в частности, высшего технического образования; рассмотрены возможности компьютеризации различных форм организации учебного процесса по дисциплинам электротехнического цикла для студентов неэлектротехнических специальностей, сопоставлены основные методические требования к проведению подобного рода занятий, и возможности и преимущества компьютерных технологий.
В Главе II «Экспериментальная работа по компьютеризации учебного процесса преподавания электротехнических дисциплин студентам неэлектротехнических специальностей» определены функциональные и структурные компоненты педагогического процесса, которые учтены при использовании ПЭВМ; представлена модель компьютеризации преподавания электротехнических дисциплин студентам неэлектротехнических специальностей, выделяются педагогические условия компьютеризации преподавания
электротехнических дисциплин студентам неэлектротехнических специальностей, подбирается диагностирующий материал; описываются результаты опытно-экспериментальной работы.
В Заключении показано, что гипотезы исследования нашли свое подтверждение в теоретическом и практическом аспектах, приведены основные результаты работы и соответствующие выводы.
Анализ современных форм организации учебного процесса и методов преподавания электротехнических дисциплин
Традиционное преподавание электротехнических дисциплин имеет специфические особенности.
С точки зрения современных подходов к преподаванию, в том числе и электротехнических дисциплин, преподаватель должен импровизировать на занятии, изменять ритм работы студентов, применять различные сочетания методов, но при этом хорошо владеть учебным материалом. Чем основательнее подготовка преподавателя к занятию, тем свободнее он отступает от заранее намеченного плана и конспекта, тем выше уровень его творчества на занятии.[55]
Подготовку к началу учебного года преподавателю следует начинать с изучения учебных программ по электротехнике, физике и математике, а также учебников и учебно-методической литературы.
Всемерное повышение эффективности занятия - вот главный итог обобщения опыта работы лучших педагогических коллективов. Основная работа студентов должна быть перенесена на занятие и сразу оценена, поскольку умения и навыки целесообразно вырабатывать в самом процессе приобретения знаний. Повторение пройденного, усвоение и закрепление нового материала сливаются в единый, творческий, увлекательный процесс, где студенты должны совершенствовать также навыки самостоятельной работы.
Воспитательное значение такого занятия огромно, но его организация сопряжена с трудностями тщательной и кропотливой подготовки.
Процесс обучения сложен и многогранен, успешно выполнить свою задачу преподаватель может только в том случае, если овладеет методами обу чения, будет систематически совершенствовать свое мастерство. При выборе методов и приемов обучения следует помнить, что любой метод, любая организация занятий не дадут нужного педагогического эффекта, если студенты на занятии пассивны и не понимают изучаемого материала. Различные методы и методические приемы нужны не для преодоления скуки на занятии, как считают некоторые преподаватели, а для решения многообразных дидактических и воспитательных задач.
Известно, что одного универсального метода преподавания нет, и не может быть. Но в каждом конкретном случае может быть применен специфический метод, которого требует данный учебный материал.
При выборе метода преподавания электротехнических дисциплин следует, прежде всего, учитывать логическую последовательность предмета, где одно явление вытекает из другого и с ним связано. Поэтому решающее значение в педагогическом процессе имеет первоначальное объяснение материала. Изложение нового материала должно быть таким, чтобы уже в ходе объяснения происходило в большей степени и его закрепление. Опыт показывает, что внимательно слушающий студент, даже средних способностей, в состоянии с первого раза понять и запомнить умело изложенный преподавателем материал.
Необходимо, чтобы любое занятие - введение ли это в общую тему или объяснение нового материала - было для студента активным. На занятии каждый студент должен работать: повторять пройденное, усваивать новое, решать примеры и задачи, проводить опыты, делать выводы.
Отдельное занятие не является случайным эпизодом - это одно из звеньев учебно-воспитательной цепи. Изложение любого раздела базируется на уже пройденном материале и, таким образом, естественно закрепляет его. Всякий новый материал одновременно подготавливает базу для изучения последующих разделов. В зависимости от содержания нового материала и необходимого для данной темы пройденного материала преподаватель может выбрать конкретную структуру учебного занятия и конкретный метод - объяснительно-иллюстративный, репродуктивный, проблемного изложения, исследовательский и пр.[99]
При подготовке к изложению нового материала можно использовать метод фронтального опроса, опроса у доски с решением задач и примеров; можно предложить студентам самостоятельно воспроизвести опыт, показанный ранее преподавателем. Подготовительный этап занятия является одновременно и проверкой выполнения домашнего задания и, таким образом, закреплением предыдущего материала.[99]
Методы объяснения материала могут быть различными в зависимости от содержания раздела, степени его трудности, степени подготовки студентов и т.д., но при использовании любого из них необходимо обеспечить соблюдение принципа наглядности в обучении. Преподавателю следует помнить, что изложение материала в течение двух часов потребует приемов для активизации внимания учащихся, поддержания их интереса к дальнейшему изучению предмета. [99]
Объясненные преподавателем новые понятия и законы обосновываются и доказываются опытами. Каждый опыт и демонстрация должны быть тщательно подготовлены и предварительно проделаны самим преподавателем в том помещении, где они будут демонстрироваться учащимся. Важнейшим элементом методики преподавания этого курса является постоянная связь рассматриваемых явлений с их практическим применением.[99]
Основные тенденции процесса компьютеризации высшего образования
На сегодняшний день внедрение ЭВМ, современных средств переработки и передачи информации в различные сферы деятельности человека привело к процессу, называемому информатизацией общества, под которым понимается повсеместное внедрение комплекса мер, направленных на обеспечение полного и своевременного использования достоверной информации, обобщенных знаний во всех социально значимых видах человеческой деятельности [42].
Информатизация - это система следующих взаимосвязанных процессов:
— информационного - обособления и представления всей социально значимой информации в форме, доступной для хранения, обработки и передачи электронными средствами;
— познавательного - формирования и сохранения целостной информационной модели мира, позволяющей обществу осуществлять упреждающее динамическое регулирование своего развития на всех уровнях: от индивидуальной деятельности до функционирования общечеловеческих институтов;
— материального - строительства глобальной инфраструктуры электронных средств хранения, обработки и передачи информации.[66]
На сегодняшний день информатизация охватывает все сферы жизни общества.
Информатизация современного общества влечет за собой позитивные социальные последствия: увеличение числа занятых в информационной сфере (производители, обработчики, распространители информации), интеллектуализация многих видов труда и повышение требований к общеобразовательной подготовке специалистов, профессиональной подготовке на основе НИТ (новых информационных технологий) (большинство населения должно уметь работать с автоматизированными информационными системами); появление совершенно новых профессий и трансформация существующих (особенно в связи с роботизацией многих рабочих специальностей и внедрением систем искусственного интеллекта). Отсюда очевидно, что информатизация образования становится ключевым условием развития общества.
Информатизация образования, одной из важнейших частей которой выступает компьютеризация, - процесс довольно сложный и требующий определенного времени и поэтапности осуществления:
1) массовое освоение средств новых информационных технологий - создание компьютерных классов, средств телекоммуникаций, оперативной полиграфии, систем интерактивного видео, баз данных и программных средств путем базовой подготовки учителей и учащихся;
2) активное внедрение средств новых информационных технологий в традиционные учебные дисциплины, пересмотр содержания образования, разработка программного обеспечения, компьютерных курсов; видео- и аудиоматериалов на компактных (оптических) дисках;
3) радикальная перестройка непрерывного образования, введение дистанционного обучения, смена методической основы обучения, замена вербального обучения аудиовизуальным.
Необходимо обратить внимание также и на то, что на сегодняшний день по сравнению с предшествующими эпохами наблюдается значительное повышение роли информации, превращение ее в одну из важнейших движущих сил всей производственной и общественной жизни. Происходящий параллельно стремительный скачок в развитии аппаратных средств, то есть собственно компьютеров как технических устройств за последние два-три года сделал эту технику достаточно доступной. Поэтому внедрение компьютерных технологий в образование можно охарактеризовать как логичный и необходимый шаг в развитии современного информационного мира в целом.
Подтверждением этого может служить возникновение целого ряда специальных научных центров, непосредственно занимающихся проблемами информатизации и компьютеризации образования. В частности, это Международная академия информатизации образования и созданный на базе ее иностранных отделений Всемирный распределенный университет.
Такой факт, как появление специализированных периодических изданий, литературы общепедагогического порядка по проблемам компьютеризации и множества соответствующих методических разработок говорит о существовании и острой актуальности данной проблемы для современной школы на всех ее уровнях.[126] НИТ в сфере образования выступают одним из ведущих факторов формирования личности.
Компьютеризация образования во многом зависит от степени компьютеризации всего общества. Начало компьютеризации нашего общества можно обозначить с конца пятидесятых - начала шестидесятых годов, когда ЭВМ 1,11 поколения стали использоваться в нашей стране для решения отдельных наиболее трудоемких задач по начислению заработной платы, материальному учету и др., а также для решения отдельных оптимизированных задач. В качестве автоматизированных информационных технологий использовалась частичная электронная обработка данных.
В шестидесятые годы используются электронно-вычислительные машины ИДИ поколения, которые позволяют решать задачи электронной обработки плановой и текущей информации, хранения в памяти ЭВМ нормативно-справочных данных, выдачи машинограмм на бумажных носителях. В качестве автоматизированных информационных технологий применяется ЭСОД -электронная система обработки данных.
Модель компьютеризации преподавания электротехнических дисциплин студентам неэлектротехнических специальностей
Разрабатываемые обучающие программные продукты должны базироваться на современном психолого-педагогическом фундаменте, соответствующем современному уровню потребностей человека и развития техники. Таким фундаментом может служить теория П.Я. Гальперина о планомерно-поэтапном формировании умственных действий и понятий.[105, ПО] Поэтому следующим этапом нашего исследования стала разработка модели компьютеризации преподавания электротехнических дисциплин студентам неэлектротехнических специальностей. Моделирование является теоретико-познавательной процедурой, осуществляемой на основе абстрактно-логического мышления, независимо от того, идет ли речь об эмпирическом или теоретическом познании. Модель - объект, исследование которого является средством познания другого объекта. Знания, полученные относительно модели, не имеют самостоятельного значения в процессе познания, они должны всегда еще интерпретироваться, «переноситься» при помощи некоторых процедур, и тем самым стать знанием об интересующем нас объекте.[105]
Под моделью понимают .мысленно представляемую или материализованную систему, которая, отражая или воспроизводя объект исследования, способна замещать его так, что ее изучение дает нам новую информацию об этом объекте [105]. Это определение включает четыре признака:
1) модель - это мысленно представляемая или материально реализованная система;
2) она воспроизводит или отображает объект исследования;
3) она способна замещать объект;
4) ее изучение дает новую информацию об объекте [105];
Такая модель позволит нам абстрагироваться от реального образовательного процесса с целью выявления в нем основных компонентов, обеспечивающих результативность формирования знаний, умений и навыков по дисциплинам электротехнического цикла.
Процесс моделирования начинается с постановки цели, достижение которой и должно быть получено посредством внедрения модели. Содержанием задачи такого рода в нашем исследовании является требование наличия у будущих специалистов неэлектротехнических специальностей (в частности, у студентов специальностей «Информационные системы и технологии» (ИСТ)) знаний, умений и навыков по дисциплинам электротехнического цикла. Эти требования изложены в Государственном образовательном стандарте. В совокупности эти требования представляют собой «профессиональный заказ», определяющий задачи процесса формирования электротехнической готовности будущих специалистов по указанным специальностям, сформированной в профессионально-образовательной программе по данным специальностям.
Для достижения данной цели необходимо выполнение следующих задач:
1. Следует максимально использовать возможности дисциплин электротехнического цикла, предусмотренных Государственным образовательным стандартом по специальностям «Информационные системы и технологии» (ИСТ). Этот потенциал можно реализовать более эффективно, если устранить недостатки, выявленные в ходе анализа современных форм организации учебного процесса и методов преподавания электротехнических дисциплин в параграфе 1.1, а также использовать возможности компьютеризации различных форм организации учебного процесса в процессе преподавания электротехнических дисциплин студентам неэлектротехнических специальностей, выявленных в параграфе 1.3.
2. Осуществлять компьютеризацию преподавания электротехнических дисциплин студентам неэлектротехнических специальностей посредством использования комплекса средств компьютеризации, который включает в себя:
а) комплекты методических пособий по каждой из изучаемых тем, ориентированные на самостоятельное ознакомление с теорией и практикой рассматриваемого вопроса;
б) систему индивидуальных комплексных заданий, ориентированную на освоение не только методов решения типовых задач электротехни ческих дисциплин, но и на исследование характеристик электротех нических устройств и электроэнергетических систем при вариации их отдельных характеристик;
в) лабораторный практикум компьютерного характера;
г) набор расчетных программ (решение систем линейных уравнений с комплексными коэффициентами, расчет электрических цепей в матричной форме, расчет переходных процессов в линейных и нелинейных электрических цепях методом переменных состояний и т.п.), позволяющих познакомиться с современными методами расчета и освоить их на интересующем уровне. Целью применения данного набора является создание условий для того, чтобы сделать подготовку студентов неэлектротехнических специальностей по дисциплинам электротехнического цикла более качественной, соответствующей современному уровню профессиональной пригодности.
