Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретические основания профессиональной направленности обучения математике и информатике будущего инженера в условиях информатизации образования 14
1.1. Анализ проблемы профессиональной направленности обучения математике и информатике в техническом вузе 14
1.2. Психолого-педагогические основы организации учебной деятельности с использованием инфокоммуникационных технологий 27
1.3. Формирование содержания курсов математики и информатики профессиональной направленностью в подготовке будущего инженера с использованием инфокоммуникационных технологий 46
Выводы по первой главе 72
Глава 2. Методика реализации профессиональной направленности обучения математике и информатике будущего инженера с использованием инфокоммуникационных технологий 74
2.1. Методика реализации требований профессиональной направленности обучения при разработке программ курсов математики и информатики с использованием инфокоммуникационных технологий 74
2.2. Методические особенности реализации требований профессиональной направленности при изучении математики, информатики и курса по выбору «Моделирование профессионально-ориентированных задач средствами математики и информатики» 99
2.3. Описание основных этапов и анализ опытно-экспериментальной работы 115
Выводы по второй главе 126
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 128
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 130
ПРИЛОЖЕНИЯ
- Анализ проблемы профессиональной направленности обучения математике и информатике в техническом вузе
- Психолого-педагогические основы организации учебной деятельности с использованием инфокоммуникационных технологий
- Методика реализации требований профессиональной направленности обучения при разработке программ курсов математики и информатики с использованием инфокоммуникационных технологий
Введение к работе
В связи с присоединением России к Болонскому процессу, основной целью которого является формирование в Европе единого образовательного пространства, необходим пересмотр подходов к преподаванию, обучению и организации учебного процесса в технических вузах.
В современных условиях недостаточно ориентироваться на традиционное методическое обеспечение учебного процесса. Требуется создание интегрированной информационной среды вуза на базе нового подхода поддержки учебного процесса - информационно-технологического, включающего в себя два взаимодополняющих друг друга компонента-информационный и технологический. Методологическим основанием этого является теория андрогогических технологий, технологическая реализация закономерности единства содержательной и процессуальных сторон обучения [109].
В связи с разработкой Государственных образовательных стандартов 3-го поколения, формулируемых на основе компетентностного подхода и системы зачетных единиц, расширения инновационной деятельности вузов по внедрению модульных технологий построения образовательных программ и модульной организации учебного процесса, необходимо усиление технологического компонента обеспечения учебного процесса, позволяющего преподавателю через различные функциональные уровни интеграции информационных и андрогогических технологий по-новому проектировать стратегию и тактику преподавания и обучения, оценочные задания, пороговые критерии оценки и основные категории компетентности, обеспечивающие планируемую обученность на каждом этапе (уровне) образования.
Новое содержание, которое требует новые организационные формы деятельности вузов, обеспечивает государственный образовательный стандарт высшего образования[85]. Основное его назначение состоит в том,
4 чтобы четко определить контуры федерального образовательного пространства, которое должно быть единым для всей нашей страны.
Высшие учебные заведения сообразно возможностям и потребностям регионов, предприятий-заказчиков, самих обучаемых вполне самостоятельно строят учебный и исследовательский процессы.
Важной составляющей интенсификации современного образования является широкое использование новых информационных технологий в образовательном процессе [89,129].
Это требует соответствующего научного обеспечения и имеет прямое отношение к организации образовательного процесса в вузах технического профиля.
Коренные изменения в структуре производства, характере профессиональных задач, решаемых современными техническими специалистами, обусловленные развитием науки и техники, предъявляют качественно новые требования к системе профессионального образования, структуре, содержанию и методам подготовки специалистов технического профиля [92, 93, 143].
В современных условиях одним из главных направлений развития производства и техники является ориентация на высококвалифицированные кадры, отвечающая высоким требованиям профессиональной деятельности по уровню профессиональной компетентности и психологическим качествам личности [88, 118].
В решении этой задачи важную роль играют вузы технического профиля. Масштабность и многоплановость, проводимой в вузе подготовки кадров определяется профилем подготовки специалистов. Современные вузы технического профиля, как известно, имеют достаточно большое число специальностей, специализаций, профилей деятельности, которые отражают многообразные потребности производства и практики [25, 77, 99].
В современной педагогике особую остроту приобретает проблема инженерного образования.
Актуальной является проблема поиска путей интеграции знания с целью формирования разносторонней, нравственно активной, творческой личности, способной реализовать свои инженерные знания в конкретные дела.
В настоящее время роль математики и информатики продолжает усиливаться. Растет компьютеризация различных областей человеческой деятельности. Так, в программе по математике для общеобразовательных учреждений говорится: «Компьютеризация общества, внедрение современных информационных технологий требуют математической грамотности человека буквально на каждом рабочем месте. Это предполагает и конкретные математические знания, и определенный стиль мышления. Все больше специальностей, требующих высокого уровня образования, связаны с непосредственным применением математики и информатики» [147, С.1].
Возможности инфокоммуникационных технологий (ИКТ) позволяют оптимально вовлекать каждого студента в активный познавательный процесс, направленный на самостоятельную деятельность, применять полученные знания на практике и четко понимать, где, каким образом и для достижения каких целей эти знания могут быть применены.
Высококвалифицированные специалисты технического профиля XXI века - века инфокоммуникационных технологий (ИКТ) - должны умело применять на практике знания, как общеинженерные, так и специальные, владеть знаниями иностранного языка и основами компьютерной грамотности, а также пользоваться различными специализированными программными продуктами, которые позволяют решать инженерные задачи в кратчайшие сроки и на высоком техническом уровне. Именно это позволит молодым инженерам быть востребованными на производстве.
В настоящее время актуальной задачей при подготовке специалистов технического профиля является комплексное применение ИКТ. Разработка, внедрение и использование новых инженерных технологий ставит специалистов перед необходимостью решения целого круга проблем, связанных с проведением предварительных математических расчетов,
моделирования технологических процессов, быстрым и качественным проектированием технического оборудования, аппаратов и машин, оперативным поиском необходимой информации.
Для решения данной задачи предлагается в техническом вузе создать систему непрерывного образования в области ИКТ, которая обеспечила бы многоуровневое обучение.
Одним из компонентов модернизации модели учебного процесса является встраивание в учебную дисциплину математического пакета MathCad [69]. Внедрение математического пакета MathCad при изучении общетехнических дисциплин в настоящее время получает большое распространение. Наш опыт показывает, что для этого есть все основания. Выполнение заданий с применением пакета MathCad не вызывает у студентов никаких затруднений, несмотря на то, что изучение этого пакета в курсе информатики не предусмотрено.
Помимо использования пакета MathCad для выполнения учебных заданий, этот пакет имеет широкие возможности для сопровождения теоретического курса средствами визуализации движения механических систем.
Проблема профессиональной направленности обучения достаточно широко представлена в педагогических исследованиях. Различные стороны этой проблемы отражены в работах Н.А. Аитова, П.Р. Атутова, Ю.К. Бабанского, В.М. Монахова, Р.А. Низамова, Э.Д. Новожилова, М.Ф. Фатхуллина, М.И. Шабунина [2, 12, 139, 142, 155, 169], Л.Н. Давыдовой [64] и др., в диссертационных исследованиях Р.У. Ахмеровой, Е.В. Василевской, А.Г. Головенко, Н.Д. Коваленко [15, 36, 52, 101]. В ряде работ рассматриваются вопросы профессиональной направленности обучения в средних специальных учебных заведениях (Н.Н. Лемешко, Л.М. Наумова, Л.А., Ненашева, П.И. Самойленко, Л.Г. Семушина и др.) [122, 138, 144, 145].
Наиболее полно проблема профессиональной направленности подготовки специалистов разработана в области педагогического
7 образования. Так, вопросы совершенствования профессионально-педагогической направленности обучения математике в педагогических вузах исследовались в трудах математиков и методистов Ф.С. Авдеева, И.К. Андронова, И.Н. Антипова, Г.Д. Глейзера, В.А. Гусева, Ю.М. Колягина, И.Б. Лариной, Г.Л. Луканкина, О.И. Мартынюк, А.Г. Мордковича, О.А. Савиной, Г.И. Саранцева, И.М. Смирновой, Т.К. Юрзановой и др.
В диссертациях Т.К. Юрзановой [172] и Н.Г. Подаевой [159] освещены методические подходы к использованию курсов по выбору в системе профессиональной подготовки учителя математики.
Проблеме профессиональной направленности обучения математике и информатике в технических вузах посвящено существенно меньше работ, хотя всестороннее изучение как теоретических, так и практических аспектов этой проблемы имеет важное значение для повышения эффективной подготовки будущих инженеров по различным специальностям и направлениям.
Проведенный анализ психолого-педагогической и методической литературы привел нас к выводу: для выявления оптимальных условий реализации профессиональной направленности обучения математике и информатике средствами ИКТ в техническом вузе целесообразно провести системно-методическое исследование ее содержательного, методического и мотивационно-психологического компонентов. Однако до настоящего времени этот вопрос в отношении курсов математики и информатики в техническом вузе не стал предметом всестороннего рассмотрения педагогов и методистов.
Таким образом, недостаточная разработанность проблемы в плане системного изучения содержательных и методических особенностей математической и информационной подготовки студентов технических вузов на основании системообразующих функций принципа профессиональной направленности и с учетом мотивационно-психологических особенностей студентов, обусловила актуальность темы нашего исследования.
Объектом исследования является процесс обучения математике и информатике студентов технических вузов.
Предмет исследования - содержательные и методические особенности реализации профессиональной направленности обучения математике и информатике средствами инфокоммуникационных технологий в технических вузах.
Цель исследования состоит в обосновании содержания и
профессиональной направленности обучения математике и информатике в техническом вузе с использованием инфокоммуникационных технологий .
Гипотеза исследования: профессиональная направленность обучения математике и информатике будущих инженеров с использованием инфокоммуникационных технологий способствует:
повышению качества базовых знаний по математике и информатике;
формированию умений и навыков, необходимых для изучения дисциплин специализации и в профессиональной деятельности;
формированию мотивации изучения математики и повышению интереса к профессии.
В соответствии с целью, объектом и предметом исследования были поставлены следующие задачи:
1. Охарактеризовать инфокоммуникационные технологии, используемые в области высшего образования, и определить существенные характеристики и специфику их применения в техническом вузе.
2.Провести анализ содержания и путей реализации профессиональной направленности обучения математике и информатике в технических вузах.
3.Определить организационно-методические условия реализации профессиональной направленности обучения математике и информатике будущих инженеров.
4.Разработать критерии отбора содержания курсов математики и информатики в подготовке будущих инженеров с использованием
9 инфокоммуникационных технологий .
5. Разработать курс по выбору «Моделирование профессионально-
ориентированных задач средствами математики и информатики»,
методические рекомендации и программные средства по некоторым разделам
математики и информатики для специальности «Автомобильные дороги и
аэродромы», способствующие реализации профессиональной
направленности обучения, и проверить их результативность в экспериментальной работе.
Объект, предмет, гипотеза и задачи исследования обусловили выбор совокупности методов исследования:
теоретические: анализ научной, методической литературы, связанный с соответствующими проблемами в области инфокоммуникационных технологий в образовании, различной специальной, общей литературы и электронных информационных средств по педагогическим и организационным аспектам информатизации высшего образования с целью выявления современных особенностей и тенденций в обучении работе с инфокоммуникационными технологиями в учебном процессе вуза;
эмпирические: наблюдение, диагностирование (анкетирование, тестирование, ранжирование);
экспериментальные (констатирующий и формирующий педагогические эксперименты);
- статистические (метод оценки, метод обработки экспериментальных
данных, их графическая интерпретация).
Методологическую основу исследования составили: принцип системности (Б.Г. Ананьев, А.Н. Леонтьев, Б.Ф. Ломов и др.); принцип развития (Л.С. Выготский, В.В. Давыдов, А.В. Петровский, Д.Б. Эльконин, И.Б. Ко-това и др.); принцип активности (К.А. Абульханова-Славская, Б.Г. Ананьев, А.А. Бодалев, А.В. Петровский и др.); дидактические основы использования инфокоммуникационных технологий в профессиональном образовании (Е.С. Полат, Е.И. Машбиц, Ю.С. Брановский, П.И. Образцов, Т.Н. Вишнякова,
10 А.П. Ершов, ЯЛ. Ваграменко и др.); теория интегративного подхода (Н.С. Антонов, М.Н. Берулава, В.Н. Максимова, М.И. Махмутов, А.Д. Урсул, Г.Ф. Федорец, М.Г. Чепиков и др.).
Теоретической основой выступили: динамический принцип изучения личности (К.А. Абульханова-Славская, А.В. Петровский, В.П. Симонов, B.C. Мухина и др.); аксиологический, деятельностный и личностный подходы в образовании и управлении образовательными системами (М.Н. Берулава, Ю.П. Ветров, А.В. Непомнящий, А.В. Беляев, В.К. Шаповалов, Н.К.Сергеев, В.В. Сериков и др.); положения о целостности образовательного процесса (Б.Т. Лихачев, В.Я. Ляудис, Л.И. Новикова, В.А. Сластенин, А.И. Мищенко и др.); научные подходы по проблемам сущностного понимания информационной культуры (С.Г. Антонова, Ю.С. Брановский, В.А. Виноградов, Л.В. Скворцов, Е.В. Данильчук, С.Д. Каракозов, Э.С. Маркарян и др.); практико-ориентированные работы по подготовке студентов к использованию инфо-коммуникационных технологий в будущей профессиональной деятельности (Т.Г. Везиров, С.Д. Абдурахманов, Т.Л. Шапошникова, К.Р. Овчинникова, В.В. Самохвалова, В.А. Уханов, В.Ф. Шангин, В.В. Алейников, О.Н. Беришвили и др.).
Научная новизна исследования заключается в следующем:
сформулированы критерии отбора содержания курсов математики и информатики в инженерном образовании;
разработаны пути реализации профессиональной направленности математической и информационной подготовки будущих инженеров, методические рекомендации и компьютерные программные средства обучения математике и информатике в техническом вузе.
Теоретическая значимость исследования состоит в том, что обоснована возможность использования инфокоммуникационных технологий в процессе преподавания математики, специальных дисциплин и дисциплин специализации для специальности «Автомобильные дороги и аэродромы»; обоснованы психолого - педагогические аспекты профессиональной
направленности обучения математике и информатике с использованием инфокоммуникационных технологий в процессе подготовки будущих инженеров. Диссертационное исследование вносит вклад в развитие содержательных и технологических составляющих инженерного образования и открывает перспективы для дальнейшего совершенствования учебного процесса технических вузов в условиях информатизации образования.
Практическая значимость исследования состоит в том, что:
разработанные подходы к формированию содержания курсов математики и информатики могут быть использованы для подготовки профессионально-образовательных программ, учебных программ и пособий по математике и информатике для различных специальностей, а также стать основой для разработки критериев отбора содержания и структурирования спецдисциплин и дисциплин специализации с учетом их профессиональной направленности;
- разработанный курс по выбору «Моделирование профессионально-ориентированных задач средствами математики и информатики» может быть использован при подготовке студентов различных инженерных специальностей.
В целом, результаты исследования могут быть использованы в учебном процессе вуза при подготовке будущих инженеров.
Достоверность и обоснованность научных результатов исследования обеспечивались совокупностью методов, соответствующих предмету исследования, адекватных поставленным целям и задачам; методологической обоснованностью исходных теоретических позиций; сочетанием количественного и качественного анализа полученных данных; непротиворечивостью теоретических положений и эмпирических данных, полученных в ходе исследования.
Апробация и внедрение результатов исследования. Результаты исследования обсуждались на аспирантских семинарах и заседаниях кафедры методики преподавания математики и информатики Дагестанского
12 государственного педагогического университета, кафедры математики и информатики Махачкалинского филиала Московского государственного автомобильно-дорожного института (2002-2007 гг.); Международной научно-практической конференции (Ставрополь, 2005 г.); Научно-методической конференции (Липецк, 2006 г.); Восьмой Всероссийской научно-технической конференции «Теоретические и прикладные вопросы современных информационных технологий» (Улан-Удэ, 2007 г.); Международной научно-практической конференции «Новые информационные технологии в образовании» (Екатеринбург, 2007 г.); Вестнике Ставропольского института им. Чурсина; Вестнике Ставропольского государственного университета.
По материалам исследования опубликовано 10 работ.
Результаты исследования были внедрены в практику профессиональной подготовки студентов Махачкалинского филиала Московского автомобильно-дорожного института.
Этапы исследования. Исследование проводилось в три этапа с 2002 по 2007гг.
На первом этапе (2002 - 2003гг.) выявлена проблема исследования; определены теоретическая база и параметры исследования: актуальность, проблема, цель, объект, предмет и задачи; сформулирована рабочая гипотеза; проанализированы литературные источники по проблеме исследования.
На втором этапе (2003 - 2006гг.) проведено научное обоснование проблемы; выявлены методические пути и средства реализации основных теоретических положений; разработан материал для обучающего эксперимента.
На третьем этапе (2006 - 2007гг.) проведен обучающий эксперимент и анализ его результатов; внедрены результаты исследования в практику преподавания математики и информатики и авторского курса по выбору «Моделирование профессионально-ориентированных задач средствами математики и информатики» в автомобильно-дорожном институте.
На защиту выносятся следующие положения:
1 .Профессиональная направленность обучения математике и
информатике будущих инженеров с использованием
инфокоммуникационных технологий.
2.Организационно-методические условия реализации профессиональной направленности обучения математике и информатике будущих инженеров.
3 .Инфокоммуникационные технологии (MathCad, Excel, Интернет и т.д.).
4. Критерии отбора содержания обучения математике и информатике,
обеспечивающие профессиональную направленность (критерии
многократной применимости, профессиональной целесообразности и т.д.), их
реализация при разработке программ математики, информатики и курса по
выбору «Моделирование профессионально-ориентированных задач
средствами математики и информатики», как условие профессиональной
направленности
5. Методические рекомендации по реализации требований
профессиональной направленности обучения математике и информатике и
курса по выбору с использованием инфокоммуникационных технологий в
технических вузах.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объем диссертации составляет 158 страницы. Работа содержит 5 таблиц, 7 схем. Список литературы включает 177 источника.
Анализ проблемы профессиональной направленности обучения математике и информатике в техническом вузе
Особое значение в системе профессионального образования уделяется подготовке специалиста.
Для каждого отдельного человека его профессиональное образование выступает как средство самореализации, самовыражения, самоутверждения. Человек раскрывает свои способности в труде.
Процесс профессионального становления индивидуален, неповторим, т.к. неповторимы те условия, в которых происходит этот процесс развития профессионала.
Основы профессионализма в человеке закладывает общество, которое постоянно обучает работника в течение его жизни в разных формах профессионального образования, накопленных в нормах трудовой деятельности. Но окончательно формирует себя как профессионал сам человек, опираясь на социально принятые нормы труда, при этом вырабатывает для себя индивидуальные эталоны профессионального поведения.
По мнению Н.В. Кузьминой [114] профессионализм деятельности любого сотрудника - это качественная характеристика его труда, которая определяется уровнем владения им современным содержанием и современными средствами решения профессиональных задач, продуктивными способами его осуществления, способностью к саморазвитию в условиях самостоятельного выполнения служебных обязанностей. Н.В. Кузьмина справедливо отмечает, что в современном обществе существует множество профессий, каждую из которых человек приобретает в специальном среднем или высшем учебном заведении.
Профессионал - это человек, квалифицированный специалист, умеющий продуктивно решать особые классы задач, рассчитанные на удовлетворение потребностей общества.
Анализ литературы по проблеме профессионализма показал, что абсолютное большинство авторов определяет профессионализм как владение профессиональными знаниями и умениями, позволяющими специалисту успешно решать профессиональные задачи [76, 97, 104, 117]. Это общее определение применимо и в области педагогической деятельности.
При этом большинство исследователей [14, 104, 108, 115, 164] справедливо осуществляют термины «профессионализм» и «мастерство», а ряд авторов [97, 174] рассматривает мастерство как высший уровень профессионализма.
В исследованиях А.Н. Печникова [157], В .Я. Кикотя [97] показано, что важным компонентом профессионализма современного педагога высшей школы является его способность к инновациям, умение использовать и внедрять в учебный процесс новые педагогические технологии, и, прежде всего, компьютерные технологии обучения.
Следует отметить, что, как показал анализ педагогической литературы по проблеме совершенствования подготовки студентов в образовательных учреждениях различного типа, эффективность подготовки специалистов в указанных образовательных учреждениях в значительной степени зависит от преподавательского состава и определяется уровнем его профессионализма [18,23,50,76, 108,117, 158].
В настоящее время педагогический состав технических вузов в основном представлен преподавателями различных кафедр и учебных дисциплин, которые работают в составе общеобразовательных и специальных кафедр. Преподаватели специальных кафедр осуществляют профессионально направленную подготовку обучаемых.
Педагогический состав технических вузов должен состоять из квалифицированных преподавателей, обладающих достаточно высокой педагогической и профессиональной квалификацией, методической и специальной подготовкой.
Однако, зачастую эти критерии не соблюдаются, а в условиях реформирования системы образования требования к профессионализму будущего специалиста более повышаются.
При отборе и построении содержания в профессиональном обучении первостепенное значение имеет проблема соотношения фундаментального и профессионального в образовании инженера. Усвоение знаний и методов деятельности должно осуществляться в контексте формирования профессиональных и познавательных интересов, развития творческих способностей, умения самостоятельно осваивать новые знания.
Цели обучения могут быть достигнуты посредством оптимального сочетания содержательных и методических подходов к организации учебного процесса. Отбор и структурирование содержания образования, выбор форм, методов и средств обучения регламентируются системой дидактических принципов. Дидактические принципы синтезируют в себе достижения современной педагогической науки и обновляются под их влиянием. Поэтому система дидактических принципов со временем трансформируется и расширяется. Кроме того, в разных источниках устанавливается различная номенклатура дидактических принципов [10, 83, 86, 133, 149, 154], поскольку ученые-дидакты, разрабатывая систему подготовки специалистов, излагают и свою систему принципов обучения.
Анализ работ в области дидактики высшей школы позволяет выделить наиболее существенные для нашего исследования дидактические принципы.
Повышению активности студентов в обучении, разнообразию возможностей индивидуального подхода способствует использование ЭВМ в учебном процессе. Принцип информатизации (компьютеризации и использование новых информационных технологий) введенный Г.Л. Луканкиным [126] как критерий и принявший в настоящее время значение дидактического принципа, регламентирует расширение сферы применения компьютеров на разных этапах обучения. Компьютеризация математического образования в технических вузах предполагает создание новой методики обучения с использованием ЭВМ.
Особый интерес, в связи с тематикой исследования, для нас представляет принцип профессиональной направленности, являющийся специфическим принципом дидактики профессиональной школы. Остановимся на нем подробнее.
Принцип профессиональной направленности обучения известен в педагогике более двадцати лет. В 60-е годы одним из наиболее значимых принципов вузовской дидактики провозглашался принцип связи обучения с практикой, практического опыта с наукой. Этот принцип представлял собой определенное сочетание принципа профессиональной направленности и принципа научности. Обсуждались пути реализации этого принципа как в общеинженерном, так и в специальном, профессиональном циклах обучения.
Большое количество исследований посвящено проблеме формирования профессиональной направленности применительно к педагогическим специальностям (Н.В. Кузьмина, Г.Л. Луканкин, А.Г. Мордкович, В.А. Сластенин, А.И. Щербаков и др.).
Психолого-педагогические основы организации учебной деятельности с использованием инфокоммуникационных технологий
Исторически процесс эволюции систем обучения направлен от обучения, носившего в основном догматический характер, к различным видам объяснительно-иллюстративного обучения и к обучению, основанному на деятельностном подходе и развитии мышления посредством разрешения проблемных ситуаций.
В первом случае обучение сводилось к механическому заучиванию и последующему воспроизведению сообщаемых учителем сведений. При обучении, получившем в современной педагогике название объяснительно-иллюстративного, преподаватель раскрывает содержание учебного материала, приводит доказательства, использует различные средства наглядности.
Инженер, подготовленный по схеме «предъявление информации — закрепление информации - контроль», в своей профессиональной деятельности, как правило, довольствуется существующей, нередко устаревшей, технологией производства и оказывается неспособным к ее кардинальному улучшению. Более перспективна модель «ситуация -размышление - закрепление - контроль», позволяющая обучаемому осуществить сознательный анализ и оценку научно-познавательной деятельности, ее предпосылок, методов и результатов, осуществить преемственность и быть готовым к принципиальной новизне.
В работе [156] отмечена следующая психолого-педагогическая задача, связанная с передачей знаний: «Обучение, которое ориентировано главным образом на запоминание и сохранение материала в памяти, уже не может полностью отвечать современным требованиям. На передний план выступает проблема формирования качеств мышления, которые позволили бы учащемуся самостоятельно усваивать постоянно растущую информацию; проблема развития таких способностей, которые, сохранившись и после завершения образования, обеспечили бы человеку возможность не отставать от ускоряющегося научно-технического прогресса»
Целью и результатом учебной деятельности должно являться изменение самого действующего субъекта - учащегося. Важнейшим, наряду с приобретением предметных знаний и навыков, становится формирование в процессе обучения познавательных действий в отношении усваиваемого предметного содержания.
С точки зрения математической подготовки специалистов в технических вузах эту мысль можно интерпретировать следующим образом: формирование общелогических и специфических приемов мышления в процессе обучения математике обеспечивает более успешное овладение знаниями и умениями в общенаучных и специальных курсах и готовность к профессиональной деятельности.
Изучение математики требует напряжения регуляторных механизмов психики, внимания, эмоционально-волевой концентрации, обеспечивает перенос интеллектуальных навыков в другие сферы жизнедеятельности.
Относительно математической подготовки в технических вузах В.Кирпичников отмечает: «..при изучении высшей математики обучаемый должен овладеть не только математическим аппаратом, необходимым по данной специальности, но и абстрактным и логическим мышлением. При этом вторая часть задач высшей математики является наиболее важной» [98, с.99].
Разработке теории учебной деятельности посвящены труды Л.С. "Выготского и его последователей [41, 46, 63, 123, 163].
В работе А.Н. Леонтьева [123] выявлены и описаны общая структура деятельности, ее психологические механизмы и основные формы, а также процесс ее развития.
В дальнейшем П.Я. Гальперин Н.Ф. Талызина и др. исследовали не только структуру деятельности, но и ее содержательно-предметную сторону.
Выделение объективно значимых познавательных задач и общих приемов их решения, правильная и обобщенная ориентировка учащихся в учебном материале, рациональное построение учебных предметов, построение адекватной познавательной деятельности и управление ее формированием требуют согласования психолого-педагогической и предметной сторон обучения.
Многие теоретические и экспериментальные исследования в области педагогической психологии показывают, что положительное отношение учащихся к учебной деятельности, глубокое усвоение ими знаний, формирование у них интеллектуальных качеств и творческой активности достигаются, прежде всего, в условиях поисковой деятельности, при решении самими учащимися различных проблем.
Для вузовской педагогики представляет интерес обучение, построенное на осознании и разрешении, познавательных проблем, поскольку такой путь познания по структуре близок во многих ситуациях деятельности инженера и, следовательно, является профессионально значимым для студентов технических вузов.
Однако выполнение проблемных работ требует значительно больше времени, нежели при иной организации обучения, поэтому их нецелесообразно применять систематически, на каждом занятии. Возможно использование проблемного обучения на различных уровнях [112, 131]:
проблемное изложение (как правило, лекционного материала);
коллективный поиск решения проблемы, сформулированной преподавателем (на практическом занятии), осуществляемый под его руководством;
условия те же, что и на предыдущей ступени, но проблемная ситуация полностью разрешается самими студентами;
студенты самостоятельно формулируют проблему и находят способы ее решения (самостоятельные работы, курсовые и дипломные проекты).
В процессе преподавания математики возможно использование проблемных ситуаций, относящихся к области возникновения математических теорий из потребностей практики, переходов от абстрактных математических структур к их использованию в конкретных условиях, к области их преобразований, к постановке задач, которые известными методами не могут быть решены и требуют применения новых математических методов.
Проанализируем некоторые особенности процессов принятия решения, запоминания и воспроизведения информации, влияющие на эффективность учебной деятельности. Используем результаты исследований, представленные в работе [91].
Методика реализации требований профессиональной направленности обучения при разработке программ курсов математики и информатики с использованием инфокоммуникационных технологий
Разработанные в первой главе подходы к решению вопросов реализации профессиональной направленности обучения в содержании математической и информационной подготовки будущих инженеров были использованы в процессе конструирования программ курсов математики и информатики по специальности «Автомобильные дороги и аэродромы».
Данная специальность существует в большинстве технических вузов. Однако в педагогических исследованиях, посвященных обучению студентов технических вузов (не только по математике и информатике) [52, 90, 101, 160], акцент делается, как правило, на инженерно-технические и инженерно-экономические специальности. При этом целесообразно, на наш взгляд, дополнить имеющиеся исследования конкретизацией выдвинутых в данной работе теоретических положений на примере специальности «Автомобильные дороги и аэродромы».
В соответствии с разработанными критериями в процессе отбора и структурирования содержания курсов математики и информатики решалось несколько задач.
Первоначально был определен перечень разделов, составляющих инвариантный блок курсов математики и информатики. В этой части работы мы руководствовались, в первую очередь, критериями многократной применимости, внутрипредметной целостности, минимума и времени.
Представления об инвариантном содержании в виде перечня разделов совершенно недостаточно. Необходима конкретизация содержания с учетом перечисленных выше критериев. В ходе этого процесса вносятся изменения и уточнения, связанные в большей степени с профессиональной значимостью тех или иных компонентов содержания. Так, количество традиционно изучаемого материала по некоторым разделам может быть сокращено, если какие-то вопросы не востребованы в специальной и профессиональной подготовке, а проводимое сокращение не нарушит внутрипредметной целостности содержания. Возможна и противоположная ситуация, когда традиционное содержание потребуется дополнить необходимым для специальной подготовки материалом.
Для выяснения возможностей приближения содержания инвариантной составляющей курсов при сохранении внутренней логики и внутрипредметных связей к потребностям специальной подготовки (в соответствии с критериями психолого-мотивационным, междисциплинарного обеспечения, профессиональной целесообразности) были выделены спецдисциплины и дисциплины специализации, наиболее существенно использующие математику и информатику и имеющие существенную профессиональную значимость.
На основе анализа учебно-программной документации, учебной литературы и методических пособий по спецдисциплинам и дисциплинам специализации был определен состав дисциплин, отвечающих перечисленным условиям:
1. Инженерная гидрология
2. Эксплуатация мостов.
3. Эксплуатация автодорог.
4. Реконструкция дорог.
5. Дорожные условия и безопасность движения.
По большинству из вышеназванных дисциплин выполняются курсовые работы.
Перечисленные дисциплины различаются по характеру используемого математического и информатического аппарата, поэтому потребовалось установить структуру их связей с разделами инвариантной части курсов математики и информатики, а также выяснить, какие разделы должны составить вариативную часть курсов.
В связи с быстрыми темпами развития экономики и изменениями на рынке труда структура профессионально значимых качеств постоянно изменяется.
Сегодня высшая школа пока не дает достаточной глубины и широты фундаментального знания. Проблема состоит в том, что будущий специалист должен обладать умениями и профессиональной мобильностью оперативно реагировать на постоянно возникающие изменения в практической и научной деятельности. А это возможно при подготовке специалиста, умеющего использовать методологию, основные понятия и положения каждой отдельной дисциплины в междисциплинарной, интегративной связи с другими, как средство решения задач в профессиональной деятельности. ,
Многообразие видов профессиональной деятельности специалистов в области автомобильных дорог определяет необходимость проведения работы по проектированию модели процесса профессиональной подготовки будущих инженеров.
Инфокоммуникационные технологии позволяют воплотить на практике реальную интеграцию учебных дисциплин, найти точки соприкосновения между общеобразовательными и специальными дисциплинами и, тем самым, осуществить интеграцию различных образовательных областей и идею междисциплинарных связей.
На сегодняшний день не существует единой концепции построения интегративных курсов. Разработкой модели структуры и содержания интегративных курсов информатики занимались многие ученые (Горовая В.И., Губанова А.А., Кашина Е.А., Сокурская И.Ю., Федорова В.Н. и др.).
В частности, Кашина Е.А., применив методологию современной теории прогнозирования к проектированию интегративного курса, определила перспективы дальнейшего развития курса информатики и на основе этого создала единую структуру интегрированного курса, не противоречащую всеобщей схеме информатизации, основанную на идеях формализации, структурном и системном подходах и обеспечивающую высокую эффективность обучения информатике в группах различной профессиональной ориентации [96].
Ею были выделены главные идеи, которые находят отражение в школьной и вузовской практике в последнее время и служат основными критериями формирования прогнозируемой структуры интегрированного курса информатики.
Учитывая вышесказанное, нами была разработана интегрированная программа по дисциплине «Информатика» для студентов специальности 270205 - «Автомобильные дороги и аэродромы». Настоящая программа предназначена для подготовки специалистов в соответствии с требованиями, отраженными в Государственных образовательных стандартах по указанной-специальности.
Курс «Информатика» занимает важное место в системе профессиональной подготовки специалистов. Он является базой, обеспечивающей внедрение информационных технологий в систему высшего профессионального образования.
Целью изучаемой дисциплины является формирование у будущего специалиста элементов информационной культуры, основ знаний и комплексов умений и навыков, необходимых для широкого применения средств ИКТ, соответствующего программного обеспечения в своей профессиональной деятельности. Знания и практические навыки, полученные из курса «Информатика», используются будущими инженерами при изучении дисциплин специализации, а также при разработке курсовых и дипломных работ.
По данному курсу создан междисциплинарный дидактический комплекс, который выполняет следующие функции: прикладную, профессионально ориентированную, профессионально-процессуальную. Все разработанные лабораторные задания, входящие в этот комплекс, побуждают студентов к изучению профессионального предмета, расширяют объем знаний путем получения дополнительной информации, способствуют формированию навыков и умений, творческому поиску.
В современных реалиях наиболее актуальным для большинства людей стало не программирование, а умение пользоваться промышленными информационными технологиями. Указанная идея реализована в программе курса «Информатика».
Программа учебной дисциплины «Информатика» предназначена для подготовки будущих инженеров в соответствии с государственным стандартом.
Базовый курс информатики должен познакомить студентов с наиболее. распространенными типами программного обеспечения ПК и научить их работать с некоторыми программам.
Различные программные средства одного направления имеют различный интерфейс, по-разному управляются, но общие принципы их использования остаются неизменными. Пусть каждая из составляющих пакета данной программы «Информатики» будет слабее наиболее распространенных программ своего типа - не беда, студент вряд ли использует все возможности даже интегрированной системы, зато эти программы будут иметь единый интерфейс, соответственно эффективность применения их в учебном процессе резко повысится. Многие операции одинаково выполняются в сотнях приложений уровень стандартизации этих операций таков, что их смело можно считать каноническими.
