Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 ИНФОРМАЦИОННАЯ КУЛЬТУРА ИНЖЕНЕРА КАК КАТЕГОРИЯ ДИДАКТИКИ ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ 11
1.1. Проблема информационной подготовки студента технического вуза в контексте особенностей инженерной деятельности в эпоху компьютерной революции 11
1,2. Информационная культура инженера: сущность, структура, содержанке 48
Выводы к главе 1 67
ГЛАВА 2 МЕТОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ПОДГОТОВКИ ИНЖЕНЕРА В ОБЛАСТИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 72
2.1 Развитие содержания образования будущего инженера в области информационных технологий: пути и условия реализации 72
2.2 Формирование информационной культуры инженера; теория в контексте опыта образовательной практики 102
Выводы к главе 2 125
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 128
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 129
ПРИЛОЖЕНИЕ! 142
- Проблема информационной подготовки студента технического вуза в контексте особенностей инженерной деятельности в эпоху компьютерной революции
- Развитие содержания образования будущего инженера в области информационных технологий: пути и условия реализации
- Формирование информационной культуры инженера; теория в контексте опыта образовательной практики
Введение к работе
Актуальность исследования. На современном этапе развития российского образования актуализируется проблема создания единой образовательной информационной среды па основе информационных и коммуникационных технологий (ИКТ). Решение этой проблемы предполагает существенное изменение содержания, методов и организационных форм высшего профессионального образования, причем на первый план выдвигаются такие сложные проблемы как развитие содержания образования в контексте перевода социальной памяти на электронные носители; поиск оптимального соотношения традиционных и инновационных форм и методов организации образовательного процесса; трансформация взаимоотношений субъектов учебной деятельности. В современных условиях система образования должна быть переориентирована на подготовку специалиста, обладающего новыми навыками взаимодействия с социальной памятью, иным мировоззрением, адекватно отражающим динамично меняющиеся экономические, технологические и социокультурные условия функционирования социума.
Динамичное развитие инженерной деятельности на фоне стремительных темпов научно-технического прогресса, обусловленного широким применением ИКТ, ставит на повестку дня развитие содержание профессиональной подготовки инженера в области информационных технологий с целью формирования его целостной информационной культуры, обеспечивающей его успешное функционирование при решении социотехнических задач.
Проблема информационной культуры специалиста рассматривалась во многих исследованиях (ТА Бороненко, Е.В. Данильчук, Т.В. Добудько, Э.И. Кузнецова, В.В. Лаптева МЛ. Лапчика, В.И. Пугача, Н.И. Рыжовой, МБ. Швецкого и др.). Эта культура рассматривается с различных точек зрения:
как компьютерная и/или информационная грамотность;
как отдельные знания, навыки и умения в области информационных технологий и готовности индивида к их применению непосредственно в своей профессиональной деятельности;
как совокупность различных социокультурных, нравственных, ак
сиологических и других аспектов деятельности личности в ин
формационном обществе.
В тоже время анализ реалий существующей практики позволяет констатировать противоречия между:
непрерывным ростом сложности задач социотехнического проектирования и консерватизмом существующей системы образования, предопределяющей низкий уровень подготовки инженерных кадров;
информатизацией профессиональной деятельности инженера и фрагментарной подготовкой будущих инженеров в области информационных технологий.
Отмеченные противоречия послужили основой для выбора темы диссертационного исследования - «Развитие содержания профессиональной подготовки инженера в области информационных технологий», а также для определения целей, объекта и предмета исследования.
Цель исследования выявить, теоретически обосновать и экспериментально проверить практико-ориентированные подходы к развитию содержания профессиональной подготовки инженера в области информационных технологий.
Объект исследования - процесс профессиональной подготовки студентов технических вузов в образовательной области «Информатика, информационные и коммуникационные технологии».
Предмет исследования - методические аспекты проектирования содержания профессиональной подготовки инженера в области информационных технологий.
С учетом выделенных позиций была сформулирована исходная гипотеза исследования: развитие содержания профессиональной подготовки инженера в области информационных технологий должно осуществляться:
исходя из футурологического анализа развития инженерной деятельности в информационном обществе;
в направлении формирования у будущего инженера информационной культуры, определяемой с позиций технологического и культурологического подходов как совокупность когнитивного, функционального, коммуникативного, ценностно-рефлексивного, этического, психологического и эмоционально-эстетического компонентов;
с учетом данных, получаемых при широком применении средств ИКТ при решении учебных задач и мониторинге формирования информационной культуры будущего инженера, выступающей в качестве модели подготовки будущего инженера в области информационных технологий.
В соответствии с целью и гипотезой были сформулированы задачи исследования:
U Выявить тенденции развития инженерной деятельности в информационном обществе.
Разработать модель подготовки инженера в области информационных технологий, рассматривая ее как конкретизацию дидактической категории высшей школы «информационная культура инженера»»
Определить показатели и критерии для оценки уровня сформиро-ванности информационной культуры инженера.
Разработать методическую систему, в рамках которой осуществляется развитие содержания профессиональной подготовки инженера в области информационных технологий.
Определить эффективность разработанных подходов к определению содержания профессиональной подготовки инженера в области информационных технологий.
Теоретическую основу исследования составили:
результаты исследований концепций современного образования в условиях его модернизации (ВАБолотов, ГАБордовский, В.ПКинелев, В.В.Краевский, ВБ.Лаптев, В.СЛеднев, В.Л.Матросов, Г.П.Щедровицкий и др.);
вопросы дидактики, теории и методики обучения (СА.Бешенков, ГАБордовский, Ю.С, Барановский, ЯАВаграменко, ВА.Далингср, Т.В.Добудько, А.П.Ерінов, САЖданов, Б.И.Зобов, В.Л.Извозчиков, ААКузнецов, Э.И.Кузнецов, В.В.Лаптев, М.ПЛапчик, В.Л.Матросов, А.В.Могилев, В.М.Монахов, А.В.Петров, С.П.Плеханов, А.Л.Семенов и др.).
Важное значение для исследования имели работы С.ГАнтоновой, МПВохрьппевой, А.А.Гречихина, ИАКовалевич, Л.В,Коловской, П.И.Образцова, И.В.Роберт, ЭЛСеменюка, посвященные проблемам формирования информационной культуры специалиста и его мировоззрения в условиях информатизации социума.
В данном исследовании были использованы следующие методологические подходы: системный, личнос-гаый, деятельностный, культурологический.
Методы исследования- Теоретические методы: философско-исторический анализ тенденций развития инженерной деятельности; теоретический анализ философской, психолого-педагогической, методической литературы; концептуальный анализ выполненных ранее диссертационных исследований; анализ государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования по инженерным специальностям, а также профессиограмм; изучение и обобщение опыта подготовки инженеров в области информационных технологий. Эмпирические методы: анкетирование, интервьюирование, тестирование, опрос, беседа, наблюдение, педагогический эксперимент, анализ результатов деятельности студентов.
Экспериментальная база исследования: филиал ГОУ ВПО «Самарский государственный технический университет» (г. Сызрань), Исследование проводилось в рамках цикла специальных дисциплин. Опытно-экспериментальной работой было охвачено 123 студента и 20 преподавателей.
Основные этапы и организация исследования
Первый этап (2003 - 2004 гг.). Анализ опыта подготовки будущих инженеров по учебным дисциплинам информационного цикла. Определение дальних и ближних факторов, влияющих в условиях информатизации на эффективность образовательного процесса в техническом вузе.
Проведенный анализ философских, психолого-педагогических исследований, тематически близких данному, послужил основой для обоснования темы исследования, его предмета и цели, для определения гипотезы, задач, методологии и методов исследования»
Второй этап (2004 - 2006 гг.). Разработка подходов к определению содержания профессиональной подготовки студентов технического вуза в области информационных технологий на основе модели формирования информационной культуры инженера. Определение структуры и содержания профессиональной подготовки студента технического вуза в области информационных технологий. Разработка и апробация учебно-методических материалов.
В ходе экспериментальной работы, сочетавшейся с теоретическим анализом опыта, проверялась и уточнялась гипотеза исследования, проверялась эффективность подходов к определению содержания информационной подготовки инженера, систематизировались и обобщались экспериментальные данные.
Третий этап (2006 - 2007 гг,). Анализ и обработка средствами математической статистики результатов исследования, полученных в ходе экспериментальной работы. На этом этапе обобщались результаты эксперимента и формулировались теоретические выводы.
Научная новизна результатов исследован и я? заключается в том, что:
L Определены тенденции в развитии инженерной деятельности в условиях информационного общества, которые должны быть приняты во внимание при определении содержания образования инженера в области информационных технологий (резкое усложнение социо-технических и системотехнических задач; гуманитаризация инженерной деятельности; широкое ис-
пользование ИКТ в инженерной практике; востребованность инженера, способного к непрерывному профессиональному самообразованию);
Конкретизировано; 1) содержание дидактической категории - «информационная культура инженера» (она предстает во взаимосвязи и неразрывном единстве таких компонентов как: когнитивный, функциональный, коммуникативный, ценностно-рефлексивный, этический, психологический, эмоционально-эстетический); 2) содержание профессиональной подготовки инженера в области ин форм анионных технологий (для специальности 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств»);
Разработана методическая система, в рамках которой осуществляется развитие содержания профессиональной подготовки инженера в области информационных технологий и выявлены этапы формирования информационной культуры будущего инженера (пользовательский, профессиональный, креативный);
Определены критерии для оценки уровня сформированное информационной культуры будущего инженера (информационная активность, информационная коммуникативность, информационное мышление, информационная готовность).
Теоретическая значимость. Результаты исследования расширяют научные представления о тенденциях развития содержания профессиональной подготовки инженеров в области информационных технологий, о содержании и методах формирования информационной культуры будущего инженера. Они послужат основой для дальнейших исследований в области проектирования инновационных образовательных технологий, обеспечивающих профессиональную подготовку инженеров в условиях информатизации социума.
Практическая значимость. Результаты исследования способствуют совершенствованию педагогической деятельности в высшей инженерной школе. Разработанные курсы «Операционные системы», «Микропроцессорные средства в промышленных установках и технологических комплексах», «Компьютерная диагностика», а также учебное пособие «Операционные системы» вошли в ряд
реальных предпосылок развития содержания профессиональной подготовки будущего инженера в области информационных технологий. На защиту выносятся следующие положения:
Характерной тенденцией развития инженерной деятельности в условиях информатизации социума выступает значительное усложнение со-циотехнических и системотехнических задач, решение которых не может бьпь получено только в рамках естественных наук. Эш обстоятельство предопределяет гуманитаризацию инженерной деятельности наряду с ее информатизацией. Стремительные темпы научно-технического прогресса определяют новые требования к личности инженера, важнейшее среди которых способность к непрерывному самообразованию, самосовершенствованию и саморазвитию. Эти обстоятельства во многом предопределяют магистральные пути развития содержания профессиональной подготовки инженера в области информационных технологий;
Развитие содержания подготовки будущего инженера в области информационных технологий должно осуществляться исходя из модели, отражающей сущность, структуру и содержание такой категории дидактики как «информационная культура инженера»» В качестве подструктуры личности информационная культура предстает во взаимосвязи и неразрывном единстве таких компонентов как: когнитивный, функциональный, коммуникативный, ценностно-рефлексивный, этический, психологический, эмоционально-эстетический;
Процесс формирования информационной культуры инженера должен отражать логику развития содержания профессион&тьной подготовки инженера в области информационных технологий и включать три этапа; пользовательский, профессиональный и креативный. При разработке содержания подготовки инженера в области информационных технологий необходимо руководствоваться следующими критериями, позволяющими определить уровень сформированное информационной культуры: информацион-
пая активности информационная коммуникативность, информационное мышление, информационная готовность.
4. Разработанная методическая система обеспечивает развитие содержания профессиональной подготовки инженера в области информационных технологий.
Апробация результатов исследования,
Основные результаты исследования докладывались, обсуждались и получили одобрение на XII международной научно-методической конференции «Педагогический менеджмент и прогрессивные технологии в образовании» (Пенза, 2005), на VIII всероссийской конференции-семинаре «Проектирование, контроль и управление качеством продукции и образовательных услуг» (Москва-Тольятти-Сызранъ, 2005), на международной научно-практической конференции «Традиции и инновации: проблемы качества образования» (Чита, 2005), на XIV международной электронной научной конференции «Новые технологии в образовании» (Воронеж, 2006), на восьмой региональной научно-практической конференции аспирантов, студентов и учащихся «Наука и образование: проблемы и перспективы» (Бийск, 2006), II всероссийской научно-практической конференции «Основные проблемы совершенствования образовательного процесса высшей школы в современных условиях» (Сызрань, 2006), всероссийской научно-практической конференции «Информационные и коммуникационные технологии в общем, профессиональном и дополнительном образовании» (Москва, 2006)»
Внедрение результатов исследования.
Разработанные в рамках данного исследования учебно-методические комплексы подготовки инженеров по специальности 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств» филиала СамГТУ в г. Сызрани используются в учебном процессе.
Объем и структура диссертации определены логикой исследования и последовательностью решения поставленной задачи. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, библиографии, приложения.
Проблема информационной подготовки студента технического вуза в контексте особенностей инженерной деятельности в эпоху компьютерной революции
На рубеже XX XXI вв. в жизни современного общества произошли значительные изменения, связанные в основном с бурным развитием информационных и коммуникационных технологий, существенно изменивших многое во всех сферах; науке, промышленности, образовании и т.д. На современном этапе могущество и рейтинг того или иного государства во многом определяется не только объемами промышленного производства, но и его информационными возможностями. На смену ценностям, характерным для индустриального общества, приходят другие, которые определяются информационными ресурсами і осударства.
Процесс развития информационных технологий существенно повлиял на инженерную деятельность, которая стала играть все большую и большую роль в жизни современного общества. Практическое использование научных знаний, повышение эффективности научных исследований и разработок придает все большую значимость профессиональной деятельности инженера:
«В настоящее время великое множество технических вузов готовит целую армию инженеров различного профиля для самых разных областей народного хозяйства. Развитие профессионального сознания инженеров предполагает осознание возможностей, границ и сущности своей специальности не только в узком смысле этого слова, но и в смысле осознания инженерной деятельности вообще, ее целей и задач, а также изменений ее ориентации в культуре...» [118]. «Инженерная деятельность предполагает регулярное применение научных знаний (т.е. знаний, полученных в научной деятельности) для создания искусственных, технических систем - сооружений, устройств, механизмов, машин и т.п.» [118], - именно в этом проявляется основное отличие инженерной деятельности от технической, которая в большей степени основывается на практическом опыте» Поэтому отождествление инженерной деятельности с чисто технической или научной деятельностью не всегда является верным. Однако существует множество примеров, когда, ученые параллельно с научной деятельностью, осуществляли и инженерную деятельность, обращаясь к изобретательству, конструированию и проектированию - «инженерную деятельность необходимо рассматривать независимо от того, кем она реализуется (специально для этого подготовленными профессионалами, учеными или просто самоучками)» [118],
Развитие современной инженерной деятельности базируется на системном подходе в решении сложных научно-технических задач, с использованием технических, естественных и гуманитарных наук. Однако первоначально инженерная деятельность существовала в «чистом» виде. Так называемая классическая инженерная деятельность включала в себя изначально только изобретательство. Затем выделились проектно-конструкторская деятельность и организация производства:
«Обособление проектирования и проникновение его в смежные области, связанные с решением сложных социотехнических проблем, привело к кризису традиционного инженерного мышления и развитию новых форм инженерной и проектной культуры...» [118],
С тем чтобы разобраться в современных аспектах инженерной деятельности проведем ее краткий анализ в историческом контексте, рассматривая последовательно основные этапы в становлении инженерной деятельности.
Классическая инженерная деятельность
Зарождение инженерной деятельности как профессии первоначально относят к эпохе Возрождения и связывают с появлением мануфактурного и ма шинного производства. В то время инженерная деятельность была, скорее всего, технической, направленной на ремесленную организацию производства;
«На первых порах ценностные ориентации этой деятельности еще тесно связаны с ценностями ремесленной технической практики (например, непосредственный контакт с потребителем, ученичество в процессе осуществления самой этой деятельности и т.п.). В эту эпоху ориентация на применение науки, хотя и выдвигается на первый план в явном виде, но выступает пока лишь как предельная установка» [118].
Развитие содержания образования будущего инженера в области информационных технологий: пути и условия реализации
На этапе специальной подготовки обучение студентов современным информационным технологиям должно предполагать детальное изучение аппаратного и программного обеспечения, причем в ее рамках каждая изучаемая учебная дисциплина должна содержать раздел, посвященный применению программных и аппаратных средств для решения задач, связанных с последующей профессиональной деятельностью.
Знания и навыки применения информационных технологий должны находить отражение в результатах курсового и дипломного проектирования, которое имеет особое значение, поскольку по законченной работе судят об умении студента принимать конкретные решения, реализовывать их в условиях учебного процесса и профессиональной деятельности.
В соответствии с рекомендациями, имеющимися в работе [61, с. 12-14] можно выделить три уровня требований к компьютерной подготовке студентов.
Первый уровень подготовки необходим студентам, в профессиональной деятельности которых информационные и компьютерные технологии являются вспомогательным средствоьт. При этом инженер должен владеть навыками работы со стандартными пакетами прикладных программ (например, MS Office), средами и оболочками. Кроме того, будущий инженер должен обладать технологией разработки алгоритмов и программ средней сложности для решения задач связанных с его профессиональной деятельностью.
Второй уровень подготовки необходим студентам, готовящимся к широкому использованию информационных технологий, профессиональная деятельность которых связана с проведением проектных работ и выполнением большого количества расчетов. Па данном уровне будущий специалист должен обладать знаниями и умениями необходимыми при первом уровне компьютерной подготовки, кроме того, должен уметь разрабатывать программное обеспечение для автоматизации процессов обработки информации.
Третий уровень подготовки необходим для подготовки будущих инженеров, профессиональЕіая деятельность которых связана с проектированием вычислительных, компьютерных систем и созданием программного обеспечения. Данный уровень подготовки предъявляет наиболее жесткие требования к профессиональным знаниям и умениям будущего специалиста в области информационных технологий.
Таким образом, развитие содержания профессиональной подготовки инженера в области информационных технологий, базирующееся на основе модели его подготовки - информационной культуре - требует привлечения наиболее эффективных форм, методов, целей и средств педагогической деятельности,
В связи с отим нами выделяются основные цели по формированию информационной культуры будущего инженера:
глобальные - формирование информационной культуры будущего инженера в условиях его профессиональной подготовки;
статические - соответствуют определенным этапам формирования информационной культуры будущего инженера;
динамические - позволяют охарактеризовать динамику формирования информационной культуры будущего инженера в рамках отдельных учебных курсов, разделов и т.п.;
интегративные - реализуются на протяжении всего процесса формирования информационной культуры и ориентированы на создание целостной информационной культуры будущего инженера.
При этом формирование в рамках учебно-воспитательного процесса в вузе информационной культуры будущего инженера должно осуществляться в условиях саморазвития личности.
Как известно, методы педагогического воздействия на личность подразделяются на методы воспитания и методы обучения, которые в свою очередь классифицируются по различным признакам: вербальные, наглядные, практические, прямые, косвенные и т.д. В процессе формирования информационной культуры будущего инженера эти методы должны применяться в различном сочетании для всестороннего воздействия на личность. Несколько забегая вперед, заметки, что в рамках проведенного педагогического эксперимента традиционные средства и методы обучения исжшь-жвшмш для организации процесса решения учебкмтрофеесионадшых чаэ дач. позволяющие; повысить мотивацию обучізішн стуленюн, - мобилизовать их творческие силы, оеущеетнляїь иш анаїшз реч он татов собственной обранояатеяьітй деятельности,
Формирование информационной культуры инженера; теория в контексте опыта образовательной практики
«Социотехничсское проектирование - это проектирование без прототипов, и поэтому оно ориентировано на реализацию идеалов, формирующихся в теоретической и методологической сферах или культуре в целом... Проектирование тесно переплетается с планированием, управлением, программированием, прогнозированием и организационной деятельностью» [118].
При этом социальные и технические знания переходят Б разряд средств решения инженерных задач;
«Итоги научной деятельности выступают в инженерной деятельности в качестве сырого материала наряду с веществом и энергией природы, уже созданными орудиями, выработанными принципами конструирования. Естественнонаучные знания служат здесь для осуществления собственно технических целей - для разрешения противоречий между социальными потребностями и технической оснащенностью общества» [100].
При такой постановке проблемы «предметной формой комплексного характера самой инженерной деятельности выступает синтетический, комплексный характер инженерного объекта» [100],
Таким образом, инженерную деятельность правомерно рассматривать как совокупность конкретных исторических способов реализации духовно-практического созидания материального мира, а также как способ лраксеоло-гического преобразовательного отношения субъекта к объекту на основе познавательной деятельности, опосредующей техническую деятельность.
При таком подходе сущностью инженерной деятельности выступает «произведение» субъектом объекта в идеально-образцовой или материально образцовой форме, В отличие от научной рациональности, ориентированной на «единственность истины», техническая рациональность предполагает «множественность единозременно формируемых решений одного и того же задания» [100].
Такое решение вопроса о взаимоотношении указанных видов деятельности небесспорно. В философии науки и техники представлены и отстаиваются всевозможные соотношения между ними:
«1. Наука и техника по сути единое, а их самостоятельность - исторически преходящее состояние, поскольку научному и техническому творчеству предстоит раствориться друг в друге,
2. Наука есть главный источник новых видов техники, а техника является ее «инобытием» - прикладной наукой (сциентизация техники).
3. Техника - ведущая форма освоения мира, а естествознание - «замаскированная техника» (технизация науки)» [100].
В то же время, дифференциация инженерной деятельности привела к тому, что отдельный инженер концентрирует свое внимание не на всей технической системе, а лишь на ее отдельной части, тем самым, все более и более удаляясь от непосредственного потребителя:
«Непосредственная связь изготовителя и потребителя, характерная для ремесленной технической деятельности, нарушается. Создается иллюзия, что задача инженера - это лишь конструирование артефакта, а его внедрение в жизненную канву общества и функционирование в социальном контексте должно реализовываться автоматически» [118].
В то же время, современный инженер сегодня - это не просто технический специалист, задача которого состоит в решении узкопрофессиональных задач. Профессиональная деятельность инженера принимает более широкий аспект:
«Решая свои, казалось бы, узкопрофессиональные задачи, инженер активно влияет на общество, человека, природу, и не всегда наилучшим образом» [118], Это обстоятельство осознавалось и в начале XX столетия. Так русский инженер П.К. Энгельмейер писал:
«Прошло то время, когда вся деятельность инженера протекала внутри мастерских и требовала от него одних только чистых технических познаний. Начать с того, что уже сами предприятия, расширяясь, требуют от руководителя и организатора, чтобы он был не только техником, но и юристом, и экономистом, и социологом» [118],
Задачей современного инженера сегодня является не только создание технических систем, механизмов и т.п., но и обеспечение их нормального функционирования в социуме.
Последнее обстоятельство входит в очевидное противоречие с доминирующей в современном техническом вузе ориентацией современного инженера только на естествознание, технические науки и математику.
Заметим также, что в числе важнейших функций инженерной деятельности в настоящее время выделяют организационно-упранленческую функцию, В рамках ее реализации инженером осуществляется организация производства и внедрения технических средств, а также работа коллектива исполнителей. Важнейшей составной частью инженерной деятельности становится принятие управленческих решений в условиях неопределенности и т.п.
Таким образом, инженерная деятельность, формировавшаяся веками и будучи изначально многогранной, стремительно усложняется, что особенно проявляется в современную эпоху компьютерной революции.
