Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ИЗУЧЕНИЯ РАЗДЕЛА «БАЗЫ ДАННЫХ» В ПЕДАГОГИЧЕСКОМ ВУЗЕ ПРИ ПОДГОТОВКЕ СТУДЕНТОВ ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ «ИНФОРМАТИКА» 14
1.1. Анализ проблемы подготовки учителя информатики с позиции деятельностного подхода 14
1.2. Анализ методических подходов в преподавании раздела "Базы данных" при подготовке студентов педагогического вуза
ГЛАВА 2 ПОСТРОЕНИЕ СЕТЕВОГО МЕТОДИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ПО ОБУЧЕНИЮ БАЗАМ ДАННЫХ СТУДЕНТОВ ПЕДВУЗА 39
2.1. Модель знаний по разделу "Базы данных" и содержание обучения на разных ступенях информационной подготовки студентов педагогических вузов 39
2.2. Технология использования методического комплекса по разделу "Базы данных" в подготовке студентов педагогических вузов 49
2.3. Возможности применения локальной вычислительной сети Intranet в обучении по теме "Базы данных". 90
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 109
БИБЛИОГРАФИЯ 111
ПРИЛОЖЕНИЯ 121
- Анализ проблемы подготовки учителя информатики с позиции деятельностного подхода
- Модель знаний по разделу "Базы данных" и содержание обучения на разных ступенях информационной подготовки студентов педагогических вузов
- Технология использования методического комплекса по разделу "Базы данных" в подготовке студентов педагогических вузов
Введение к работе
Современный этап развития общества характеризуется широким внедрением средств новых информационных технологий (СНИТ) во все области жизнедеятельности человека и усилением их значимости в обеспечении информационных процессов социума.
Объективный процесс информатизации общества оказывает влияние на систему образования, вызывая необходимость изменения характера и содержания профессиональной деятельности учителя информатики. Роль учителя, в осуществлении информационной функции передачи знаний постепенно уступает место организационно-методической функции, направленной на активизацию самостоятельной познавательной
деятельности, развитие навыков самообразования, совершенствование коммуникативных способностей
учащихся. Бурное развитие СНИТ, информационных, сетевых и телекоммуникационных технологий создает предпосылки для гуманизации образования и влечет за собой разработку новых методов, поиска организационных форм и применения инновационных технологий обучения.
Современная модель обучения должна строиться на принципах доступности и открытости образования и быть ориентирована на использование ресурсов единого образовательного пространства. Формирование
образовательного пространства связано, в частности, с использованием в обучении ресурсов глобальной вычислительной сети Internet и внутренних возможностей локальных сетей Intranet образовательных учреждений.
Новые требования общества актуализирует проблему совершенствования подготовки будущих учителей информатики, умеющих компетентно строить свою учебную деятельность в условиях применения СНИТ.
Проблема формирования профессиональной компетенции учителя информатики рассматривалась в работах Э.И. Кузнецова, И.Н. Антиповой, А. А. Кузнецова, С.А. Бешенкова, М.П. Лапчика, С.Г. Григорьева, И. В. Роберт, Т. В. Добудь ко, М.В. Шведского, А.С. Лесовского, В.И. Пугача, Н.В. Сафроновой и др.
В работах Т. В. Добудько, Н.В. Сафроновой
выделяются функционально - структурные компоненты, отражающие различные аспекты деятельности учителя информатики. Являясь социально значимыми, они определяют сущность и структуру его профессиональной компетенции на современном этапе развития общества. В соответствии с этим необходимо ориентировать вузовские курсы, связанные с подготовкой студентов в области информатики, на интенсивное развитие компонентов деятельности, удовлетворяющих современному уровню развития информационных технологий.
Учитель информатики, работающий в условиях новой модели образования, должен быть готов преобразовывать содержание учебных программ в соответствии с требованием времени, новыми целями и ценностями школы, тенденциями в области информатизации. Поэтому подготовка учителя информатики в педагогическом вузе должна быть направлена на изучение современных средств хранения, поиска и обработки информации. Среди них особую роль играют базы данных и информационные системы.
Изучение раздела «Базы данных», является неотъемлемой частью информационной подготовки студентов педагогического вуза по специальности «информатика».
Создание программных средств БД и обучению работы с ними посвящены исследования многих российских и зарубежных ученых в области информационных систем К,Дж. Дейта, Дж. Ульмана, М.С. Диго, В.А. Белова и т.д.. Специфике преподавания разделов курса информатики, связанного с СУБД в высшей школе посвящены работы Г.И. Ревункова, А. И. Змитровича и др. Исследования по методике обучения школьниками БД на разных ступенях обучения провели Б.Э. Фрейман, Б. Р., Лещинер, Л.И. Долинер, И.Г. Семакин. Сазонова Н.В. провела исследование по методике преподавания раздела «БД» в курсе информатики математического и физического факультетов педагогических вузов. Никифорова Т. А. провела комплексные исследования подготовки учителей гуманитарных и естественно -научных факультетов педагогических вузов.
В соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта тема «Базы данных» рассматривается в рамках нескольких дисциплин предметного и психолого-педагогического блоков. В настоящее время наблюдается усиление значимости баз данных в системе категорий науки «информатика», при решении широкого спектра прикладных задач, в использовании сетевых, мультимедиа технологий и компьютерных телекоммуникациях.
Анализ существующих методик обучения базам данных в педагогическом вузе, показал, что вопросам обучения БД с позиции деятельностной модели современного учителя информатики, уделялось недостаточное внимание, поэтому в существующих методиках по использованию и обучению БД недостаточный уровень их ориентированности на развитие у студентов важных компонентов будущей профессиональной деятельности.
Таким образом, актуальность настоящего исследования определяется необходимостью совершенствования методики обучения по базам данных студентов педагогического вуза по специальности «информатика».
Проблема исследования. На основе анализа состояния теоретических и практических разработок, методических исследований и педагогического опыта, можно сделать вывод о том, что в педагогической науке и практике возникли противоречия, связанные с существующим уровнем подготовки учителей информатики в педвузе и потребностью в подготовке современного учителя, работающего в условиях открытого образования.
Разрешение данных противоречий мы видим, в частности, в определении целей, содержания и разработке технологии обучения БД в системе подготовки студентов педвуза, на основе деятельностоного подхода, реализующегог прежде всего функции коммуникативной, гносеологической и проективной компонент деятельности учителя информатики.
Цель исследования состоит в разработке методического комплекса на основе многофункционального,
содержательного подхода при обучении базам данных, связанного с использованием образовательных ресурсов сети Intranet.
Под методическим комплексом понимается совокупность учебных материалов, включающих цели обучения, модель знаний, содержание, средства, организационные формы и методы обучения.
Объектом исследования является система подготовки студентов педвуза по освоению проектирования и использования БД в учебном процессе.
Предмет исследования: концептуальная модель и содержание методического комплекса по изучению баз данных в педагогическом вузе при подготовке учителя информатики, на основе использования сетевых ресурсов учебного заведения.
Гипотеза исследования:
Если изучение основ проектирования баз данных будет пронизывать всю подготовку студентов, сопровождаться активным использованием сетевых технологий и учебно- методического комплекса, построенного на основе деятельностного подхода, то предложенная методика будет более полно отвечать уровню требований к учителю информатики.
Исходя из цели и гипотезы исследования, были поставлены следующие задачи:
1. Изучить опыт организации обучения по базам данных, существующие подходы использования Intranet при
организации обучения, выявить возможности и перспективы интеграции технологии Intranet и баз данных.
Определить основные направления совершенствования процесса обучения студентов по данной теме в педагогическом вузе.
Разработать модель знаний студентов по разделу "Базы данных".
Разработать методический комплекс, адаптированный к использованию его в условиях локальной сети Intranet для изучения раздела «Базы данных» студентами педагогического вуза по специальности "Информатика".
Осуществить экспериментальную проверку эффективности использования разработанного методического комплекса по обучению БД.
Методы исследования:
На начальном этапе: констатирующий эксперимент; анализ психолого-педагогической, методической и специальной литературы по проблеме диссертации.
На втором этапе: психолого-педагогический анализ учебного процесса и учебно-познавательной деятельности студентов; педагогические наблюдения, беседы, анкетирование студентов факультета информатики педагогического университета и учителей информатики; подготовительный эксперимент, анализ результатов, уточнение методики; апробация учебно-методических материалов предлагаемого объема материала,
индивидуальных заданий и проектов.
На третьем этапе: осуществление учебного процесса; постановка пробного эксперимента, обработка результатов эксперимента, внедрение сетевого методического комплекса в учебный процесс педагогического университета г. Красноярска.
Научная новизна исследования состоит в разработке многофункционального, содержательного подхода при изучении баз данных, связанного с использованием образовательных ресурсов сети Intranet учреждения; разработке методического комплекса, реализующего «вертикальную» систему подготовки учителей информатики по разделу «Базы данных».
Теоретическая значимость исследования состоит в:
структурировании эффективных методов обучения на основе использования образовательных ресурсов сетевых информационных технологий;
выявлении системы видов деятельности, лежащих в основе технологии проектирования баз данных.
Предложенный подход может быть положен в основу формирования методических комплексов других разделов информационной подготовки студентов, основанной на эффективном использовании сетевых технологий.
Практическая значимость проведенного исследования заключается в том, что:
разработаны учебные программы, рабочие и тематические планы по изучению баз данных для студентов педагогического вуза;
разработаны учебно-методические материалы, рекомендации по их использованию, система контроля качества знаний при изучении базам данных;
разработаны дидактические средства обучения базам данных;
предложена детальная разработка проектов для поэтапного выполнения их студентами;
система задач и упражнений;
оценка сложности и качества выполнения работы студентом;
разработанный сетевой методический комплекс может быть использован для дистанционного обучения, системы дополнительного образования;
разработанные методические материалы по изучению БД внедрены в учебный процесс КГПУ, используются в факультативных курсах информатики в классах с углубленным изучением математики и информатики школы №10 г. Красноярска, в системе дополнительного образования на базе КГПУ.
На запрету выносятся следующие положения:
Основное направление совершенствования подготовки студентов, в частности при изучении раздела «Базы данных», должно основываться на анализе компонентов профессиональной деятельности учителя информатики, использовании в обучении деятельностного подхода и Intranet технологий.
Интенсивное использование студентами в процессе изучения раздела «Базы данных» Intranet технологий усилит подготовку будущих учителей информатики по данной теме и будет способствовать развитию коммуникативного компонента деятельности.
Апробация результатов исследования осуществлялась в Красноярском педагогическом университете, средних школах № 10, №106, в системе дистанционного образования на базе КГПУ. Основные результаты исследования докладывались и обсуждались на VII Международной конференции «Применение новых технологий в образовании» (г. Троицк, 1997 г.), городской конференции
«Информационные технологии в детском образовании» (г. Красноярск, 1999 г.), на региональной научно- методической конференции «Управление образовательным процессом в современном педагогическом Вузе» (г. Красноярск, 2000), на международной конференции «ИТО - 2000» (г. Москва), на городских научно-методических семинарах.
Достоверность научных положений, выводов,
рекомендаций, сформулированных в диссертации
определяется опорой на выводы исследователей в области дидактики и педагогики; четкой реализацией дидактических принципов при проектировании и использовании программных средств; последовательным проведением этапов педагогического эксперимента, использованием математических методов обработки результатов и педагогических критериев в их качественной интерпретации.
Результаты исследования внедрены в учебный процесс Красноярского государственного педагогического университета, распределенного Красноярского лицея «Информационных технологий», а также в ряд школ и учебных центров дополнительного образования г. Красноярска.
В первой главе «Анализ проблемы изучения раздела «базы данных» в педагогическом вузе при подготовке студентов по специальности «информатика» представлены результаты анализа по проблеме диссертационного исследования.
В первом параграфе первой главы проводится анализ проблемы подготовки будущего учителя информатики с позиции деятельностного подхода.
Во втором параграфе первой главы анализируются подходы в преподавании раздела «Базы данных» при подготовке студентов педагогического вуза.
Во второй главе «Построение сетевого методического комплекса по обучению базам данных студентов педагогического вуза», раскрываются особенности методического комплекса по базам данных, основанного на принципах дидактики, активных формах обучения и эффективных методиках.
В первом параграфе второй главы описано построение модели знаний раздела «Базы данных», определено содержание обучения на разных этапах информационной подготовки студентов педагогического вуза по специальности «Информатика».
Во втором параграфе второй главы описаны особенности построения методики преподавания раздела «Базы данных» в педагогическом вузе, в рамках разработанного методического комплекса.
В третьем параграфе второй главы раскрываются возможности и преимущества применения локальной вычислительной сети Intranet в обучении. Описывается структура сетевой учебной среды и особенности ее использования при организации обучения студентов проектированию баз данных.
В третьей главе «Организация и результаты
педагогического эксперимента» представлены результаты и анализ педагогического эксперимента.
В заключении сформулированы основные выводы и подведены итоги диссертационного исследования.
Анализ проблемы подготовки учителя информатики с позиции деятельностного подхода
Автор полностью согласен с выводом Т.В. Добудько о необходимости принципиального изменения организации учебно-познавательной деятельности учащихся: «... педагогическая деятельность в условиях широкого использования СНИТ с объективной необходимостью предполагает не только владение навыками работы со СНИТ, но и качественно новый уровень психолого- педагогической подготовки будущего учителя информатики, достижение которого способно обеспечить освоение принципиально новых алгоритмов мобилизационной деятельности, осуществляемых при индивидуальной работе с учащимися ... организации коллективной учебно- познавательной деятельности на уроках информатики» [39, 152-153] .
Среди наиболее существенных проблем, стоящих на сегодня перед системой образования, можно выделить проблему, связанную с использованием новых информационных технологий в традиционных образовательных системах и формах организации учебного процесса. Об этом очень хорошо сказано в работе В.В. Давыдова: «до сих пор компьютерная техника чаще всего используется при сохранении традиционных методов обучения, которые в принципе на нее не рассчитаны. Нужна новая технология обучения, предполагающая новое ее содержание и новые методы, которая включала бы в себя необходимость применения компьютеров» [32]. По мнению В.В. Давыдова, такая технология заложена в нетрадиционной организации учебной деятельности с активным использованием информационных технологий.
Е. С. Полат в учебном пособии «Дистанционное обучение» [38] определяет стратегическое направление развития образования, ориентированное на интеллектуальное и нравственное развитие человека, базирующееся на вовлечении его в разнообразную самостоятельную целесообразную деятельность в различных областях знаний. По мнению вышеназванного автора [38, стр.53], прошедший такую образовательную подготовку учащийся будет способен (схема 5):
- гибко адаптироваться в меняющихся жизненных ситуациях, самостоятельно приобретать необходимые знания, умело применять их на практике для решения разнообразных возникающих проблем, чтобы на протяжении всей жизни иметь возможность найти в ней свое место;
- самостоятельно, критически мыслить, уметь видеть возникающие в реальной действительности проблемы и искать пути рационального их решения, используя современные технологии; четко осознавать, где и каким образом приобретаемые им знания могут быть применены; быть способным генерировать новые идеи, творчески мыслить;
- грамотно работать с информацией (уметь собирать необходимые для решения определенной проблемы факты, анализировать их, выдвигать гипотезы решения проблем, делать необходимые обобщения, сопоставления с аналогичными или альтернативными вариантами решения, устанавливать статистические закономерности, делать аргументированные выводы, применять полученные выводы для выявления новых проблем);
- быть коммуникабельными, контактными в различных социальных группах, уметь работать сообща в различных областях, в различных ситуациях, не допускать или умело выходить из конфликтных ситуаций;
- самостоятельно работать над развитием собственной нравственности, интеллекта, культурного уровня .
Модель знаний по разделу "Базы данных" и содержание обучения на разных ступенях информационной подготовки студентов педагогических вузов
Построение модели знаний важная и сложная составляющая проектирования обучения.
Система знаний по предметным областям формируется исходя из социального заказа общества, определяющего направленность использования и обновления СНИТ в образовании и актуализирует проблемы совершенствования информационной подготовки специалистов в системе педагогического образования.
По исследованиям психологов, процесс формирования знаний у индивидуума, как правило, повторяет стадии формирования знаний общества, поэтому считаем целесообразным модель знаний предметной области строить сообразно процессу формирования и представления знаний человеком. Традиционно, знания, полученные в результате научных исследований, представляются в знаковой форме посредством речи и текста. Однако речь и текст не всегда могут точно передать все многообразие человеческих знаний. "Результаты научных исследований в области теории познания и неврологии, а также результаты экспериментов в области искусственного интеллекта указывают на то, что знания, особенно образ мышления человека, имеют более сложную и разветвленную структуру. Исследователи используют следующие метафоры: дерево, сплетение, атом, появление, общество", - [22, стр.100] .
Под моделью в широком смысле понимается мысленно или практически созданная структура, воспроизводящая часть действительности в упрощенной наглядной форме [127, 112]. Модель выступает как некоторая идеализация, степень и характер упрощения которой, относительно реального объекта, могут меняться. В узком смысле модель - упрощение одной области явлений до другой, более изученной, легче понимаемой. По определению В.А. Штоффа, "под моделью понимается такая мысленно представляемая или материально реализуемая система, которая, отображая или воспроизводя объект исследования, способна замещать его так, что ее изучение дает нам новую информацию об этом объекте". [127, стр.22] Модель служит для хранения и расширения знания об оригинале, конструирования оригинала.
На практике, широко используется гипертекстовая структура представления информации. Примером такого представления знаний являются энциклопедические словари, где каждое ключевое слово представляет статью, в которой указываются ссылки на понятия, используемые в данной статье. Краткая модель - реферативный подбор и обзор литературы. WWW-технологии, получившие на сегодня широкое распространение, построены на этом принципе.
Учебные курсы, смоделированные традиционным способом, не успевают меняться за обновляющимися в этой ситуации сомнениям подвергается существующая концепция образования. В этой связи актуальным является разработка курсов, направленных на изучение существующих технологий в данной предметной области, направленных на решение практических задач, которые можно реализовывать традиционными, новыми и развивающимися аппаратными и программными средствами.
Технология использования методического комплекса по разделу "Базы данных" в подготовке студентов педагогических вузов
Методическая подготовка студента в процессе обучения по любой предметной области обусловливается технологией обучения. Под технологией образования понимаем «системный метод сознания, применения и определения всего процесса преподавания и усвоения знаний с учетом технических и человеческих ресурсов и их взаимодействия, ставящей своей задачей оптимизацию форм образования» [14, стр.8]. Суть педагогических технологий была раскрыта в работах В.П. Беспалько: « ... посредством педагогической технологии педагоги стремятся свести к минимуму педагогические эксперименты в практическом преподавании и перевести последнее на путь предварительного проектирования учебно воспитательного процесса и последующего воспроизведения проекта в классе. Это может быть успешно сделано на языке понятий «дидактическая задача» и «технология обучения».
В отличие от ранее использовавшихся методических поурочных разработок, предназначенных для учителя, педагогическая технология предполагает проект учебно- воспитательного процесса, определяющий структуру и содержание учебно-познавательной деятельности самого учащегося,
Существенная черта педагогической технологии - процесс целеобразования. Если в традиционной педагогике проблема целей не особенно волнует теоретиков и практиков, они (цели) задаются весьма нечетко, то в педагогической технологии это центральная проблема, рассматриваемая в двух аспектах: 1) диагностичного целеобразования и объективного контроля качества усвоения учащимися учебного материала и 2) развития личности в целом.
Наконец, благодаря представлению о предмете педагогической технологии как проекте определенной педагогической системы, можно сформулировать важный принцип разработки педагогической технологии и ее реализации на практике - принцип целостности (структурной и содержательной) всего учебно- воспитательного процесса» [14 , стр.10]
Обобщенную схему этапов разработки проекта любой педагогической технологии описал В. П. Беспалько [13], тезисно она может быть представлена следующим образом:
« ... Первый этап - анализ будущей деятельности обучаемого: дальнейшее обучение или профессиональная деятельность.
Второй этап - определение содержания обучения на каждой ступени обучения: учет требований социосообразности, диагностической целенаправленности, неизбыточности, посильности, научности, систематичности и др. Результат второго этапа - учебный план, логическая схема учебных элементов и таблицы учебных элементов с указанием всех параметров целей.
Третий этап - проверка степени нагрузки обучаемого и расчет необходимого времени на обучение при заданном способе построения дидактического процесса (скорости усвоения).
Четвертый этап - выбор организационных форм обучения, наиболее благоприятных для реализации намеченного дидактического процесса. Результат описание (словесное или графическое) организационных форм обучения и специфика всех необходимых для этого средств (пособия, ТСО, мебель, материалы и т.п.)
