Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретические аспекты формирования информационно-образовательных ресурсов вуза 11
1.1 Проблемы проектирования формы и способов организации информационно-образовательных ресурсов 18
1.1.1 Выбор инфраструктуры 20
1.1.2 Определение технологической базы 27
1.1.3 Роль персонала в формировании информационно-образовательных ресурсов 30
1.2 Реализация информационно-образовательных ресурсов 40
1.2.1 Разработка Интернет-сайта учебного заведения 44
1.2.2 Интеграция информационной системы с Интернет 50
1.3 Использование информационно-образовательных ресурсов в дистанционном образовании 55
Выводы по главе 1 59
Глава 2. Формирование содержания профессиональной подготовки специалиста с использованием информационно-образовательных ресурсов вуза 60
2.1 Развитие информационной культуры педагога-преподавателя 61
2.2 Информационные технологии в образовании 65
2.2.1 Различные аспекты информатизации образования 68
2.2.2 Направления использования информационных технологий 73
2.2.3 Образовательные ресурсы Интернет 78
2.2.4 Представление информации и структура электронных учебников 81
2.2.5 Построение тестов на основе требований 87
2.2.6 Проектирование и разработка учебно-методических комплексов 91
2.3 Формирование информационной культуры специалиста в обучении на разных специальностях 97
2.3.1 Новые информационные технологии при подготовке специалистов математического профиля 98
2.3.2 Педагогические аспекты использования информационных технологий 110
2.3.3 Роль информационных технологий в формировании профессиональной подготовки инженеров 118
2.3.4 Использование учебно-методических комплексов в подготовке специалистов экономического профиля 136
2.4 Региональные возможности использования информационно-образовательных ресурсов вуза 144
2.5 Итоги педагогического эксперимента 150
Выводы по главе 2 154
Заключение 155
Список литературы 156
Приложения 177
- Проблемы проектирования формы и способов организации информационно-образовательных ресурсов
- Развитие информационной культуры педагога-преподавателя
- Проектирование и разработка учебно-методических комплексов
Введение к работе
Информатизация образовательной системы в современном обществе должна базироваться на полнофункциональном формировании информационного пространства и широком использовании информационных технологий [152].
Наиболее важными признаками, характеризующими требования к современному человеку, являются: разум и интеллект, стремление к творчеству и свободе, владение современными технологиями созидания [171]. Доминирующей задачей всех звеньев и структур системы образования является ориентация на формирование и развитие этих параметров, что является залогом продуктивной деятельности и развития.
Информатизация высшей школы - всеобъемлющий, целостный процесс развития образовательной среды в рамках единого информационного пространства. Развитие информационного пространства требует повышения профессиональной подготовленности всех участников образовательного процесса. Основным фактором и необходимым условием успешного применения вычислительной техники в практике преподавателя является достижение максимально возможного уровня компьютерной грамотности. Высокий уровень предполагает не только умение использовать компьютер и информационные технологии, но и значительные изменения сознания и структуры профессиональной культуры преподавателя.
Под воздействием информационных технологий процесс профессиональной подготовки претерпевает серьезные изменения, его составные компоненты вступают друг с другом в четкие смысловые связи и отношения, совершенствование одних ведет за собой изменение других. Основы применения информационных ресурсов в обучении представлены в трудах ученых: В.П. Беспалько [8; 9], Б.И. Зобова [19; 48; 49], А.А. Кузнецова [75; 76], Я.А. Ваграменко [10; 14; 15; 16; 17; 19; 20], Б.С. Гершунского [26], А.П. Ершова [43], Л.П. Куракова [53; 80; 82; 81], Е.И. Машбица [91], В.М. Монахова [100; 101; 102], СП. Плеханова [117], В.Е. Шукшунова [50; 104;
4 ИЗ; 163; 164; 165] и др., в которых анализируются психолого-педагогические и
методологические проблемы информатизации образовательной среды.
На интегрирующий характер применения информационных технологий в обучении указывают И.И. Баврин [7], С.А. Бешенков [10], Г.Д. Глейзер [27; 28], М.И. Зайкин [46], Г.Л. Луканкин [44; 47; 86; 87; 88; 85; 90], А.И. Нижников [106], И.В. Роберт [125; 126; 127; 129], М.И. Скаткин [138; 139] и др., отмечая их специфические свойства, важнейшими из которых являются индивидуализация учебного процесса и усиление деятельностного подхода при использовании новых познавательных сред.
Отдельные аспекты использования информационных технологий в обучении рассматриваются в диссертационных исследованиях Ю.В. Бусова, Д.А. Грамакова [34; 35], Ю.Н. Егоровой, Н.Д. Коваленко, И.И. Кутового, Л.В. Мизиновой, А.Н. Павлова, О.И. Соколовой, Е.Г. Ториной [145; 146; 147; 148] и др. Методам и средствам построения образовательных порталов посвящены монография В.И. Солдаткина [134; 142], работы А.И. Башмакова, А.Д. Иванникова [51; ПО], Б.М. Позднеева [118] и др.
В настоящее время ведутся масштабные разработки компонентов единого образовательного информационного пространства, выполняемые в рамках федеральных целевых программ «Развитие единой образовательной информационной среды (2001-2005 гг.)» [152], «Электронная Россия», проектов Национального фонда подготовки кадров, а также научных программ Министерства образования и науки РФ. Все они сопровождаются обеспечением правовой и нормативно-технической базы (стандарты министерства образования и науки, регламенты, рекомендации), гармонизированным с требованиями национальных (ГОСТ Р) и международных (ИСО, МЭК) стандартов и обеспечивающей создание информационной продукции конкурентоспособного качества [118].
5 Диссертант регулярно принимает участие в Интернет-семинарах
«Интернет-порталы: содержание и технологии» [51], на которых обсуждается проект стандарта Министерства образования и науки РФ «Информационно-коммуникационные технологии в образовании. Образовательные порталы. Информационные образовательные ресурсы. Рубрикация и спецификация метаописания». Применение настоящего стандарта должно обеспечить, в первую очередь, упорядочение процессов рубрикации и подготовки метаописаний информационно-образовательных ресурсов на этапе их разработки. Упорядочение рубрикации должно обеспечивать также более строгое структурирование содержания (контента) образовательных порталов, и, следовательно, способствовать более эффективному их применению.
Разработка, внедрение и использование в системе образования комплекса по информационно-коммуникационным технологиям является стратегической задачей, решение которой с учетом специфики учебных заведений позволит обеспечить интеграцию информационных ресурсов для всех уровней образования и будет способствовать продвижению российского образования на международном рынке. Решение этой задачи обуславливает актуальность выбранной темы диссертационной работы.
Проблема исследования состоит в поиске оптимальной формы информационно-образовательных ресурсов высшего учебного заведения, реализующих требования профессиональной направленности их применения при подготовке специалистов различного профиля.
Объектом исследования является организация профессиональной подготовки специалистов в высших учебных заведениях, включая использование учебно-методического обеспечения естественнонаучных, общепрофессиональных и специальных дисциплин.
Предмет исследования - проектирование информационных ресурсов образовательного учреждения как основной базы при формировании профессиональной подготовки специалиста.
Цель исследования заключается в теоретическом обосновании, разработке методического обеспечения, выборе оптимальных технологий для построения информационного банка образовательных ресурсов.
Гипотеза исследования: информационно-образовательные ресурсы окажут ключевое воздействие на формирование профессионального уровня подготовки специалиста, если будут соблюдены следующие условия:
при построении информационно-образовательных ресурсов вуза используются открытые информационные технологии;
организация информационной системы вуза позволит реализовать учебно-методическое обеспечение различных учебных дисциплин на высоком технологическом и содержательном уровне;
при применении информационно-образовательных ресурсов в учебном процессе будут соблюдены принципы усиления прикладной направленности, обеспечения единства содержания и учебно-познавательной деятельности студентов, повышения согласованности специальных дисциплин и их межпредметных связей;
спроектированное ядро учебно-методического обеспечения содержит единую точку входа для различных форм учебного процесса, которая может использоваться в локальном и глобальном контексте.
Для достижения поставленной цели и проверки достоверности выдвинутой гипотезы потребовалось решить следующие основные задачи:
провести анализ содержания и способов реализации информационно-образовательных ресурсов вуза, а также возможностей их интеграции с мировым информационным пространством;
рассмотреть различные аспекты применения информационных технологий в образовании при обучении на различных специальностях математического, педагогического, инженерного и экономического профиля;
3) создать учебно-методические комплексы для ряда
общепрофессиональных, естественнонаучных и специальных дисциплин, в том числе для специальности «Математика»;
4) исследовать степень влияния разработанных информационных ресурсов
на повышение уровня профессиональной подготовки специалистов,
оценить их результативность в ходе экспериментальной проверки.
Теоретико-методологическую основу исследования составляют основные положения дидактики, системный подход, концепция учебной деятельности, теории формирования мотивации и проблемного обучения.
Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:
изучение и анализ психолого-педагогической, научно-методической и математической литературы по проблеме исследования, а также государственных образовательных стандартов, примерных учебных программ, учебных пособий и дидактических материалов;
анализ учебных планов, состава учебно-методического обеспечения дисциплин естественнонаучных, общепрофессиональных и специальных циклов;
анализ содержания информационных ресурсов высшей школы, Министерства образования и науки РФ;
наблюдение и обобщение опыта практической работы преподавателей высших учебных заведений г. Чебоксары;
обсуждение результатов исследования в печати, на теоретических и научно-практических конференциях и семинарах;
педагогический эксперимент и обработка его результатов.
Диссертационное исследование проводилось с 1998 по 2004 годы.
Основные этапы исследования:
1. Определение состояния рассматриваемой проблемы в практике работы вузов. Изучение теоретических основ, педагогической и учебно-
8 методической литературы. Определение цели и задач исследования
(1998-1999 гг.).
Научное обоснование проблемы. Поиск путей решения и средств реализации. Выработка методики формирования информационно-образовательных ресурсов вуза (2000-2002 гг.).
Проведение педагогического эксперимента и его анализ. Обобщение и систематизация результатов исследования (1998-2004 гг.).
Научная новизна диссертационного исследования заключается в научном обосновании использования информационно-образовательных ресурсов вуза в процессе формирования профессиональной подготовки специалиста; в разработке методики построения образовательных ресурсов и учебно-методических комплексов на базе современных информационных технологий; в определении влияния информатизации на общую информационную культуру студентов и преподавателей.
Теоретическая значимость исследования определяется тем, что:
раскрыто содержание информационно-образовательных ресурсов для педагогических, математических, экономических и инженерных специальностей, состоящее из учебно-методических материалов, необходимых на всех стадиях учебного процесса;
научно обоснованы педагогические условия применения новых информационных технологий в процессе профессиональной подготовки студентов, активно использующие дидактические методы;
разработана система учебно-методического обеспечения общепрофессиональных, естественнонаучных и специальных дисциплин, включающая комплексы с единой точкой входа.
Практическая значимость диссертационной работы состоит в том, что разработанный подход может быть использован для формирования учебно-методических комплексов различных дисциплин, а также улучшения качества
9 образовательных услуг и повышения уровня информационной культуры
студентов и преподавателей.
Методологической основой исследования явились:
общедидактическая теория обучения (СИ. Архангельский [2; 3; 4], Ю.К. Бабанский[5; 6], В.В. Краевский [39; 73; 74], И.Я. Лернер [83]);
теория педагогических систем и технологий в обучении математическим и специальным дисциплинам (В.П. Беспалько [8; 9], Л.С. Выготский [23], Н.В. Кузьмина [77], Г.Л. Луканкин [87], Н.И. Мерлина [93], А.Г. Мордкович [103], А.И. Нижников [106], Г.И. Саранцев [135], Л.М. Фридман [153; 154]);
исследования по методике обучения информатике и применению информационных технологий (Я.А. Ваграменко [15; 20], А.П. Ершов [43], А.А. Кузнецов [75; 76], Е.И. Машбиц [91], В.М. Монахов [102], И.В. Роберт [127], В.Е. Шукшунов [104]);
Достоверность и обоснованность результатов работы обеспечены опорой на фундаментальные исследования педагогов, математиков и методистов; использованием системного подхода, теоретических и экспериментальных методов, адекватных цели, задачам и логике исследования; корректным применением статистических методов обработки эмпирических данных, положительным результатом и апробацией разработанных материалов.
Апробация и внедрение результатов исследования проводилась в форме докладов и обсуждений на международных и всероссийских научно-практических конференциях «Проблемы информатизации образования: региональный аспект» (Чебоксары, 2004 г.), «Математика в высшем образовании» (Чебоксары, 2004 г.), «Информационные технологии в электротехнике и энергетике» (Чебоксары, 2004 г.), «Проблемы повышения качества образования в условиях модернизации общества» (Чебоксары, 2004 г.), симпозиуме «Информатизация сельской школы» (Анапа, 2004 г.), публикаций статей в журналах, сборниках тезисов. Диссертант неоднократно
10 выступал на научных и учебно-методических семинарах, в том числе на
межвузовском научно-методическом семинаре по преподаванию математики в
высшей и средней школе, выпустил несколько практических пособий и
конспектов лекций, а также опубликовал книгу по современной технологии
программирования Java (Санкт-Петербург, 2001 г.). Материалы и результаты
исследования одобрены и внедрены на кафедрах вычислительной техники,
методики преподавания математики Чувашского государственного
университета, а также на кафедре информационных систем в экономике
Чебоксарского кооперативного института.
На защиту выносятся следующие положения:
Способы и форма организации информационно-образовательных ресурсов высшего учебного заведения играют фундаментальную роль для различных составляющих учебного процесса в вузе.
Принципы построения учебно-методического обеспечения должны базироваться на базе современных информационных технологий, реализующих интерактивность, прикладную направленность обучения и интеграцию с другими информационными ресурсами.
Организация на выбранной технологической платформе учебно-методических комплексов дисциплин естественнонаучных, общепрофессиональных и специальных циклов обеспечит высокий уровень профессиональной подготовки специалистов различного профиля.
Использование информационно-образовательных ресурсов в учебном процессе способствует повышению качества знаний и общего уровня информационной культуры будущих специалистов.
Структура диссертации: диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, приложений и списка литературы, ее объем составляет 184 страницы машинописного текста. Библиография насчитывает 186 наименований.
Проблемы проектирования формы и способов организации информационно-образовательных ресурсов
Главной целью организации информационно-аналитической системы в вузе является повышение эффективности управления учебным процессом. Программное обеспечение должно обеспечивать целостную систему для определения динамики развития индивидуальных личностных свойств и качеств каждого обучаемого, учитывать их влияние на социально-психологический климат в учебных группах, прогнозировать развитие негативных и позитивных тенденций социодинамики формирования ценностных ориентации и установок личности будущих специалистов [179].
В развитии информационной системы вуза можно условно выделить 4 этапа:
1) компьютеризация кафедр, факультетов, служб;
2) построение сетевой инфраструктуры, интегрированной с Интернет;
3) информатизация учебного процесса;
4) автоматизация управления учебным процессом.
На первом этапе предпочтение отдается интегрированным платформам офисного назначения (со встроенным видео и сетевым адаптером без мультимедиа). На базе формируемой на втором этапе сетевой инфраструктуры строятся сервисы и приложения 3-4 этапов.
Информационная система вуза должна обеспечивать мониторинг всех видов ресурсов и реализовывать функции управления качеством работы, с учетом существующей организационной структуры учебного заведения и сложившихся на данный момент форм управления [52].
При этом повышается:
информированность всех подразделений и работников,
удобство планирования учебных планов, расписаний, индивидуальной нагрузки преподавателей и кафедр,
качество анализа загруженности аудиторного фонда и лабораторного оборудования,
управляемость учебных планов и др. Все эти улучшения производятся за счет уменьшения объема трудоемких операций с бумажными документами, ускорения работы и уменьшения количества ошибок [107].
Таким образом, создание информационной инфраструктуры, использующей современные технологии, подразумевает комплекс мероприятий, который включает в себя:
организационные мероприятия (определение структуры документов и маршрутов их движения, определение ответственности за виды проводимых мероприятий, определение правил организации разработки программ и структуры базы данных, способы финансирования и другие);
технические мероприятия (приобретение, установка и техническое обеспечение эксплуатации оборудования, создание кабельной системы ЛВС);
определение системного программного обеспечения, которое будет использоваться в организации и создание ЛВС как программно-технического комплекса (установка системного программного обеспечения, организация маршрутизации между подсетями, администрирование сети, задание прав пользователям);
обучение сотрудников вуза;
использование при работе с документами стандартного программного обеспечения, организация почтовой службы и доступа в Интернет;
проектирование и разработку программных продуктов и создание информационно-аналитической системы;
обеспечение безопасности информации;
работу службы эксплуатации и внедрения;
наполнение баз данных и реестра документов.
Развитие информационной культуры педагога-преподавателя
В основе формирования и развития человека лежит фундаментальное понятие культуры. Оно может трактоваться как способность индивида к освоению и приобщению к духовным ценностям обществ и систем. Под культурой понимается аккумулируемый положительный потенциал человека, формирующийся под влиянием воспитания, образования и развития его индивидуальности. В результате под влиянием прогресса в области новых технологий и производств образуется новая структура общества, в которой определяющим является уровень интеллектуальной квалификации и степени приобщенности к со временным технологиям каждого конкретного человека.
Как показывает опыт, в сознании значительного числа работников образования информационные средства не являются достаточно убедительным и бесспорным катализатором интеллектуального и творческого развития личности [105]. Это объясняется неинформированностью и функционально низким или даже отсутствующим элементарно необходимым уровнем информационной культуры. Это ограничение обычно происходит на гносеологическом уровне контакта с компьютером, при этом совершенно упускаются незамечаемые на начальном этапе взаимодействия социогенный и культурный аспект влияния.
В системе образования наряду с заметными успехами в освоении электронно-вычислительной техники, новых информационных технологий проявляются и неоправданные ожидания, разочарования со стороны преподавателей. Такое положение обусловлено многими причинами. Среди них можно отметить:
пассивность педагогических работников образования;
пробелы в общекультурном уровне педагогических кадров;
отсутствие обоснованной мотивации для внедрения ЭВМ;
неподготовленность преподавателей как пользователей ЭВМ (техническая, а также, главным образом, моральная);
низкое качество программного обеспечения, которое приобретается «пиратским» образом или создается без педагогического обоснования, при слабом учете психологии обучаемого;
недостаточная обеспеченность учебных заведений современной компьютерной техникой.
Потенциальная возможность и степень погружения педагога в мир новых технологий и средств тесно связана с его психологической готовностью воспринимать неизвестное. Как показывает практика, рост профессиональных качеств является функцией зависимости от многих факторов, однако доминирующим для психолого-педагогических факторов является стаж работы. Состояние как преподающего, так и обучаемого должны обязательно сопровождаться элементами постоянной проблемности, поиска их решения и стремления к утверждению новых истин [73].
Структура профессиональной деятельности преподавателя с точки зрения содержания состоит из двух составляющих: предметно-содержательной и психолого-педагогической.
Выбор компьютерных средств и технологий организации учебного процесса позволяет интенсифицировать обе составляющие. Так, в первом случае появляются новые возможности для развития собственно научных знаний по предмету, формируются новые методы обработки этих знаний и, как следствие, меняется стиль мышления и отношения в структуре познавательной деятельности. С другой стороны, компьютерные средства выступают и как мощное интеллектуальное средство, позволяющее индивидуализировать и дифференцировать характер и темпы учебной деятельности, и как активизатор и анализатор решения дидактических задач. Таким образом, компьютерная поддержка, являющаяся крайне перспективным средством интеграции и развития всех форм и направлений всей структуры профессиональной деятельности, будет способствовать дальнейшему становлению как общей культуры, так и профессионального мастерства преподавателя.
Проектирование и разработка учебно-методических комплексов
Последовательное применение принципов построения системы на базе технологий Интернет ведет к созданию учебно-методических комплексов дисциплин. Удобство, доступность и целостность представления учебно-методической информации играет центральную роль с точки зрения организации, планирования и управления системы качества подготовки специалистов [107].
Под учебно-методическим комплексом будем понимать наиболее оптимальную систему учебно-методической документации, средств и форм обучения. Целенаправленная работа с учебно-методическим комплексом предполагает систематическое взаимосвязанное изложение фактического материала, способствующее развитию индуктивного мышления у обучающихся. Использование учебно-методического комплекса в учебном процессе обеспечивает реализацию образовательной, развивающей, воспитывающей, контролирующей и мотивационной функций обучения.
Хотя естественная форма работы преподавателя - лекция, есть причины полагать, что в будущем она изменится благодаря использованию компьютера и Интернет. Методическая задача преподавателя в этом случае - отучить студентов от зубрежки, привить интерес к изучаемой науке, научить основам работы с первоисточниками на русском и иностранных языках. Преподаватель может извлечь из Интернет разнообразные дополнительные материалы -графические, справочно-статистические, информацию в реальном времени и пр. Таким образом, повышается уровень методической обеспеченности преподаваемых дисциплин [114].
Использование примеров и методов обратной связи (почта, обмен мгновенными сообщениями, форум) позволяют возбудить интерес у слушателей, почувствовать актуальность разрабатываемой тематики.
Идея создания такого комплекса у автора существовала давно, однако эффективно реализовать ее удалось только с помощью технологий Интранет /
Учебно-методическое обеспечение в этом случае является частью Интранет-узла кафедры и вписывается в концепцию построения
информационной системы вуза в целом.
Учебно-методический комплекс построен по принципу обучающего портала и подразумевает интеграцию всего методического обеспечения дисциплины с помощью гипертекста:
