Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ содержания практической подготовки студентов педагогических вузов, специализирующихся в области информатики 12
1.1 Современные требования к подготовке учителя информатики 12
1.2 Анализ содержания лабораторных практикумов для подготовки учителей информатики 17
1.3 Структура диссертационного исследования и общие принципы обучения студентов, специализирующихся в области информатики... 22
Глава 2. Концептуальные и методические основы лабораторного практикума 27
2.1 Концептуальные основы и состав лабораторного практикума 27
2.2 Методические основы лабораторной работы «Модем и модемная связь» 41
2.3 Методические основы лабораторной работы «Помехоустойчивое кодирование» 52
2.4 Методические основы лабораторной работы «Технология передачи данных ТВ-Информ» 62
2.5 Методические основы лабораторной работы «Педагогический виртуальный университет» 70
2.6 Методические основы лабораторной работы «Сетевой учебный курс» 83
2.7 Содержание и результаты педагогического эксперимента 91
2.8 Рекомендации по развитию лабораторного практикума 98
Заключение 104
Библиография 106
Приложения 122
Приложение А.
Примерный учебный план специальности 030100 «Информатика» 123
Приложение Б.
Специализация по специальности 030100 (Информатика) «Организация информатизации образования» 125
Приложение В. Выписка из протокола №3 Заседания Ученого совета МГОПУ им. М.Л.
Шолоховаот 19.12.2001 135
Приложение Г. Рабочая программа дисциплины «Информационные и коммуникационные технологии» МГОПУ им. М.А. Шолохова 136
Приложение Д. Акт о внедрении результатов кандидатской диссертации СВ. Щербенко.
- Современные требования к подготовке учителя информатики
- Анализ содержания лабораторных практикумов для подготовки учителей информатики
- Концептуальные основы и состав лабораторного практикума
Введение к работе
Современное общество комплексным внедрением
телекоммуникационных технологий в различные сферы деятельности человека: промышленное и сельскохозяйственное производство, энергетика, управление, наука, образование и культура, что влечет за собой принципиально новые формы организации как научно-технической, так и производственной деятельности. В новых социально-экономических условиях любой человек должен обладать навыками плодотворного сотрудничества с другими участниками его жизнедеятельности процесса на основе информационного взаимодействия, общения и структурирования сообщений, уметь осуществлять сбор, оценивание и использование информации, необходимой для решения поставленных задач. Возрастает также значимость проектирования и функционирования информационных моделей с учетом взаимосвязей между компонентами сложных производственных систем, освоения и использования постоянно расширяющегося спектра новых технологий.
Информатизация - инновационный процесс, состоящий в создании инфоносферы, которая представляет собой глобальную инфраструктуру электронных средств хранения, обработки и передачи информации. Это предполагает внедрение средств вычислительной техники и новых информационных технологий в различные сферы человеческой деятельности, перестройку системы образования и массовую подготовку современных педагогических кадров.
В условиях постоянного усложнения и видоизменения технологий непрерывно увеличивается объем и изменяется содержание знаний, умений и навыков, которыми должны владеть современные специалисты.
Информатизация сферы образования должна опережать информатизацию других направлений общественной деятельности, так как
именно здесь закладываются её социальные, психологические, общекультурные, а также профессиональные предпосылки.
Информатизация образования в нашей стране рассматривается как один из основных элементов государственной образовательной политики. Этому направлению деятельности посвящены ряд правительственных решений и несколько федеральных и отраслевых научно-технических программ. Утвержденная в конце 2001 года на уровне специального правительственного распоряжения «Концепция модернизации российского образования на период до 2010 года», в качестве основных приоритетных задач на указанный период времени определила следующие [68]:
Обеспечение современного качества образования на основе сохранения его фундаментальности и соответствия актуальным и перспективным потребностям личности, общества и государства (главная задача).
Создание механизма устойчивого развития системы образования.
Обеспечение государственных гарантий доступности и равных возможностей получения полноценного образования независимо от материального достатка семьи и места проживания обучающегося.
Достижение нового современного качества дошкольного, общего и профессионального образования.
Формирование в системе образования нормативно-правовых и организационно-экономических механизмов привлечения и использования внебюджетных ресурсов.
Повышение социального статуса и профессионализма работников образования, усиление их государственной и социальной поддержки.
Развитие образования как открытой государственно-общественной системы на основе распределения ответственности между субъектами образовательной политики и повышения роли всех участников
6 образовательного процесса - обучающегося, педагога, родителя, образовательного учреждения.
Значительное внимание в Концепции уделено вопросам информатизации образования, в том числе информатизации сельской школы. В Концепции, в частности, предусмотрены:
обеспечение в рамках федеральной целевой программы «Развитие единой образовательной информационной среды на 2001-2005 годы» развития дистанционного образования (раздел 2.2);
включение образовательных учреждений в глобальную сеть «Интернет» и локальные информационные сети (раздел 2.3);
организация и проведение всеобуча по информационным технологиям для управленческих и педагогических кадров (раздел 2.4);
всесторонняя поддержка сельских и поселковх школ, их приорететная информатизация и обеспечение учебным оборудованием, совершенствование их образовательного процесса и материально-технической базы (раздел 1.3, п.5).
В мае 2002 г. Минобразования России утвердил План действий министерства по реализации данной Концепции в 2002-2004 гг., состоящий из следующих 5 разделов.
Обеспечение государственных гарантий доступности качественного образования.
Создание условий для повышения качества общего и профессионального образования.
Формирование эффективных экономических отношений в образовании.
Обеспечение системы образования высококвалифицированными кадрами, их поддержка государством и обществом.
5. Управление развитием образования на основе распределения ответственности между субъектами образовательной политики.
Было предусмотрено более 130 мероприятий по реализации Концепции [67, 68].
Существенная роль в повышении качества знаний студентов принадлежит применению в учебном процессе лабораторных практикумов и практических занятий [12, 13, 23, 24, 36, 46, 47, 48, 49].
Указанные решения и задачи определяют необходимость существенного
изменения содержания подготовки учителей информатики, в часности, в
области средств телекоммуникаций и дистанционного (открытого)
образования, подготовки их к выполнению функций, связанных не только с
преподаванием учебного предмета «Информатика» и других предметов по
информационным технологиям, но и с обеспечением широкого круга задач
по информатизации различных направлений деятельности
общеобразовательной школы.
Указанные выше обстоятельства определяют актуальность данной диссертационной работы, посвященной научно - методическому обеспечению создания и внедрения в учебный процесс педвуза нового лабораторного практикума по средствам телекоммуникаций и дистанционного обучения для будущих учителей информатики
Проблема исследования определяется несоответствием между потенциальными возможностями повышения качества практической подготовки учителей информатики в области средств телекоммуникаций и дистанционного обучения и недостаточной разработанностью научно-методических основ решения данной задачи.
Цель исследования: разработка лабораторного практикума по средствам телекоммуникаций и дистанционного обучения для подготовки учителей информатики.
Объект исследования: система практической подготовки будущих учителей информатики в области средств телекоммуникаций и дистанционного обучения.
Предмет исследования: состав, принципы построения и методика использования лабораторного практикума.
Гипотеза исследования: если разработать и внедрить в учебно-воспитательный процесс педвуза лабораторный практикум по средствам телекоммуникаций и дистанционного обучения для подготовки учителей информатики, то это позволит существенно повысить качество подготовки учителей информатики в указанных направлениях, сформировать у студентов представления о возможности и необходимости эффективного использования современных информационных и коммуникационных технологий в образовательном процессе педвуза и общеобразовательной школы, повысить их мотивацию к более глубокому освоению этих важных и перспективных направлений их обучения.
Задачи исследования:
1) провести анализ содержания существующих лабораторных
практикумов для подготовки студентов педагогических вузов,
специализирующихся в области информатики;
2) определить состав лабораторного практикума и разработать
принципы построения каждой лабораторной работы, входящей в его состав;
3) создать, разработать и апробировать эффективность созданного
лабораторного практикума в процессе проведения педагогического
эксперимента в условиях реального учебного процесса педвуза;
4) разработать рекомендации по дальнейшему развитию и
совершенствованию созданного лабораторного практикума.
Этапы исследования. Исследование осуществлялось в три этапа.
1 этап. (2000-2001 гг.) — анализ содержания существующих лабораторных практикумов в педагогических вузах по тематике диссертации и разработка программы диссертационного исследования.
2 этап. (2001—2002 гг.) — разработка концептуальных основ
построения и определение состава лабораторного практикума, разработка
принципов построения и создание лабораторных работ, входящих в состав
практикума.
3 этап. (2002-2003 гг.) — проведение педагогического эксперимента,
разработка рекомендаций по дальнейшему развитию и совершенствованию
лабораторного практикума, оформление диссертации.
Методологической основой исследования являются:
труды в области педагогики и педагогических технологий обучения: В.П Беспалько, Л.В. Выгодский, В.В Давыдов, В.М. Монахов, В.В. Краевский, Н.К. Сергеев, В.В. Сериков, Н.Ф. Талызина, И.С. Якиманская и др.;
труды в области информатизации образования, теории и методики обучения информатике: И.Н. Антипов, С.А. Бешенков, В.А. Бубнов, Я.А. Ваграменко, Е.В. Данильчук, А.П. Ершов, С.А. Жданов, Б.И. Зобов, А.А. Кузнецов, А.В. Могилев, М.П. Лапчик, А.В. Петров, И.В. Роберт, А.Я. Савельев, В.П. Тихомиров, А.Н. Тихонов и др.
Методы исследования: анализ научной и методической литературы по проблематике исследования; системный анализ опыта использования современных информационных и коммуникационных технологий в учебно-воспитательном процессе педагогического вуза; экспертные оценки принимаемых решений; эмпирические методы исследования: педагогический эксперимент; статистический анализ экспериментальных данных, апробация результатов исследований на научных, научно-методических и научно-практических форумах.
Научная новизна и теоретическая значимость исследования состоит в разработке: концептуальных основ созданного лабораторного практикума, классификационной схемы лабораторных работ для педагогических вузов, научно-методических основ построения новых лабораторных работ в области телекоммуникаций и дистанционного обучения для подготовки учителей
информатики, а так же анализе и обобщении результатов педагогического эксперимента по оценке эффективности созданного лабораторного практикума.
Практическая значимость исследования состоит в созданном лабораторном практикуме по средствам телекоммуникаций и дистанционного обучения для студентов педагогических вузов, специализирующихся в области информатики, и использовании его в учебном процессе факультета информатики и математики МГОПУ им. М.А. Шолохова.
Обоснованность и достоверность выводов и рекомендаций диссертации обеспечивалась использованными методической основой и методами исследования, проведенным педагогическим экспериментом, апробацией результатов исследований в МГОПУ им. М.А. Шолохова и на различных научных и научно-методических конференциях и Всероссийском симпозиуме.
Апробация и внедрение результатов исследования. Эффективность созданного лабораторного практикума и методики его использования была проверена в процессе проведения педагогического эксперимента. Экспериментальная работа проводилась в 2001-2002 и 2002-2003 учебных годах в МГОПУ им. М.А. Шолохова со студентами 5-х курсов факультета информатики и математики этого университета.
Основные результаты и положения исследования докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры «Информатика и математика» МГОПУ им. М.А. Шолохова, опубликованы в трудах научно-технических и научно-методических конференций и всероссийском симпозиуме [156 - 162].
Результаты данной работы внедрены в учебный процесс МГОПУ им. М.А. Шолохова и используются при обучении студентов указанного факультета этого университета.
11 На защиту выносятся:
Концептуальные основы указанного лабораторного практикума;
Содержание лабораторного практикума и методические основы построения входящих в его состав лабораторных работ;
Рекомендации по дальнейшему развитию и совершенствованию данного лабораторного практикума
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, двух глав, заключения, библиографии и приложений. В диссертационной работе 139 страниц, 33 рисунка, 13 таблиц и 5 приложений, библиография состоит из 167 наименований.
Современные требования к подготовке учителя информатики
В условиях постоянного усложнения и видоизменения технологий, непрерывно увеличивается объем и изменяется содержание знаний, умений и навыков, которыми должны владеть современные специалисты, в том числе в области информатики и информационных технологий.
Информатизация сферы образования должна опережать информатизацию других направлений общественной деятельности, так как именно здесь закладываются ее социальные, психологические, общекультурные и профессиональные основы.
Информатизация образования в нашей стране рассматривается как приоритетное направление государственной образовательной политики, принципы и содержание которой, определяется рядом правительственных и отраслевых решений и программ.
В связи с возросшим значением средств телекоммуникаций и дистанционного образования в современной общей и высшей школе, а также для реализации «Концепции модернизации российского образования на период до 2010 года», необходимо внести существенные изменения в содержание и технологию подготовки будующих учителей информатики, которым предстоит не только обеспечивать обучение школьников информатике, но и выполнять функции ответственного за информатизацию образовательного учреждения (учебный процесс, управление образовательным учреждением, проектирование и развитие технической базы информатизации).
Технология обучения по определению ЮНЕСКО — это «системный метод создания, применения и определения всего процесса преподавания и усвоения знаний с учетом технических и человеческих ресурсов и их взаимодействия, ставящий своей задачей оптимизацию форм образования». Конкретизируя рассматриваемый термин, под технологией обучения будем понимать «способ реализации содержания обучения, предусмотренного учебными программами, представляющий собой систему форм, методов и средств обучения, обеспечивающую достижение поставленных дидактических целей» [167]. Технология обучения подразумевает научный подход к организации образовательного процесса, направленный на его оптимизацию и повышение эффективности, в том числе и за счет обновления материально-технической базы учебных заведений с учетом последних достижений научно-технического прогресса [1, 5, 20, 21, 37, 53, 65].
Новые информационные технологии в образовании - это комплекс учебных и учебно-методических материалов, технических и инструментальных средств вычислительной техники учебного назначения, а также система научных знаний о роли и месте в учебном процессе, о формах и методах их применения для совершенствования труда преподавателей и студентов [2, 8, 9, 26, 42]. Отличительным признаком новой информационной технологии в конкретной предметной области знаний является наличие специфической среды для ее осуществления, определяемой технической, программно-технологической и организационно-методической компонентами [79, 80,92,93, 153].
Под средствами информационных и коммуникационных технологий (ИКТ) будем понимать программно-аппаратные средства и устройства, функционирующие на базе вычислительной техники, а также современных средств и систем информационного обмена, обеспечивающих операции по сбору, продуцированию, накоплению, хранению, обработке и передаче информации [50-56, 61, 66, 69, 109, 140].
Современные ИКТ открывают студентам и преподавателям новые возможности, основанные на использовании разнообразных источников информации, повышают эффективность самостоятельной работы, предоставляют широкие возможности для творчества, обретения и закрепления различных профессиональных навыков, позволяют реализовывать принципиально новые формы и методы обучения. Благодаря наличию компьютерных энциклопедий и других информационных источников на компакт-дисках, и по коммуникационным сетям уже сегодня студенты и школьники получают доступ в глобальное информационное пространство, устанавливая контакты с другими обучаемыми и преподавателями, как в нашей стране, так и за рубежом, подключая свои компьютеры к базам данных — электронным хранилищам информации, содержащим огромный объем общечеловеческих знаний. Широкое распространение информационных и коммуникационных технологий в обучении вместе с соответствующими методологиями способствуют укреплению единства образовательного пространства и созданию условий равного доступа к знаниям в различных регионах страны и мира [15-17, 19, 58,72,77,95, 135, 145,146].
Информатизация образования открывает большие возможности и для улучшения условий дистанционного образования. Дистанционное обучение имеет свои существенные особенности, которые определяют: профессиональную и гражданскую направленность учебного процесса; цели, методы и содержание обучения и воспитания учащихся; организацию учебного процесса [38-40, 45, 57, 62, 63, 71, 120, 133, 167].
Поэтому решение задач, стоящих перед современным педагогическим вузом подготавливающим специалистов в области информатики, информационных и коммуникационных технологий, в большой степени зависит от состояния знаний и умений, полученных студентами, в процессе их обучения и приобретения ими практических навыков использования современных образовательных технологий.
Анализ содержания лабораторных практикумов для подготовки учителей информатики
Анализ содержания лабораторных практикумов педагогических вузов для подготовки учителей информатики проводился на основе материалов научно-методических и научно-практических конференций по информатизация образования [12, 13, 23, 24, 36, 46-49, 51, 78], «Телематика» [143], ряда других конференций и публикаций [82-84, ПО, 117, 125, 130, 142, 152, 166], посвященных информатизации общего и профессионального образования. Кроме того, автор диссертации знакомился с содержанием и методикой проведения этих лабораторных практикумов непосредственно в некоторых педвузах.
Проведенные исследования показали, что содержание указанных лабораторных практикумов большинства педвузов, проводимых в рамках учебных дисциплин профильной подготовки студентов (в области информатики), характеризуются следующими основными особенностями:
1) значительным многообразием по содержанию и объемам учебного времени, определяемыми условиями работы соответствующих кафедр педвузов, составом и квалификацией педагогических кадров, их профессиональными предпочтениями и опытом;
2) требования государственного образовательного стандарта и содержание «Примерного учебного плана» по специальности 030100 «Информатика» (приложение А) естественно в некоторой степени сдерживают это многообразие, однако процесс унификации лабораторных практикумов в педвузах по этой специальности явно недостаточен;
3) лабораторные практикумы в области информационных и телекоммуникационных технологий ориентированы в основном на подготовку пользователей электронной почты, баз данных и сети Интернет.
Подтверждением этих выводов могут служить сведения о содержании лабораторных практикумов по дисциплине «Информационные системы и сети ЭВМ» в Пермском госпедуниверситете и по дисциплине «Телекоммуникации в образовании» в Курском госуниверситете, представленные соответственно в таблицах 1.2.1 и 1.2.2.
Таким образом, хотя в настоящее время вузовской подготовке будущих учителей информатики уделяется значительное внимание, программы их практической подготовки далеко не полностью удовлетворяют современным требованиям к учителям информатики, представленным выше в разделе 1.2, в частности в области средств телекоммуникаций и дистанционного обучения.
В своей книге Б. Хантер, обобщая опыт научной и экспериментальной работы многих педагогических и научно-исследовательских коллективов США по использованию ИКТ в учебно-воспитательном процессе вуза, подчеркивает, что «у вуза нет иного выбора, кроме как адаптация его к информационному веку» [148].
Признавая большие образовательные возможности, заложенные в различных методиках использования информационных и коммуникационных технологий, необходимо отметить, что наилучший результат достигается там, где в комплексе с лекционными занятиями используются лабораторные практикумы, ориентированные на применение самых современных средств ИКТ, тем более что на современном этапе в дополнение к имевшимся ранее возможностям прибавились мультимедийные технологии, позволяющие предъявлять синтетическую информацию с использованием звука и динамических видеоизображений.
Концептуальные основы и состав лабораторного практикума
Быстрые темпы развития средств ИКТ и сетевых информационных ресурсов дистанционного образования определяют необходимость постоянного развития и совершенствования технической, программной и информационной базы практической подготовки учителей информатики и, в частности, созданного на основе результатов данной диссертационной работы лабораторного практикума.
Разработка рекомендаций по его дальнейшему развитию и совершенствованию проводилась на основе системного анализа:
решений Минобразования России по основам технической политике в области применения и развития средств и ИКТ для системы образования на ближайшие годы;
научно-технических публикаций по развитию средств ИКТ, для информатизации общества и сферы образования;
содержания проектов федеральных и отраслевых научно-технических программ в области информатизации образования, в том числе педагогического;
докладов и сообщений ведущих специалистов в этой области на международных и всероссийских конференциях и симпозиумах ;
опыта разработки и использования созданного лабораторного практикума на факультете информатики и математики МГОПУ им. МЛ. Шолохова.
Рассмотрим основные предложения, которые можно сделать в этом плане в отношении данного лабораторного практикума.
1. В 2002 году Минобразование России на основе открытого конкурса приняло решение по основным средствам телекоммуникаций для информатизации сельских школ страны, количество которых в настоящее время более 45000 (около 70% от численности всех школ страны) и в которых обучается более 30 % школьников страны. По результатам этого конкурса в ближайшее время сельские школы страны будут поэтапно оснащаться абонентскими приемными станциями спутникового доступа к сети Интернет НПО «Кросна» [4, 108].
Абонентская приемная станция «Кросна» обладает следующими основными характеристиками:
Общий вид этой станции представлен на рис. 2.8.1. Очевидно, что это решение министерства требует подготовки будущих учителей информатики к эффективному использованию возможностей этой системой, оснащения этой системой соответствующих педагогических и других вузов, ведущих подготовку этих учителей, и организации их практических занятий с этой аппаратурой. Необходимо отметить, что количество таких вузов существенно меньше указанного количества сельских школ (около 100) и решение этой задачи представляется вполне реальной и необходимой. Кроме того, оснащение этих вузов данной системой существенно расширит возможности по использованию распределенных сетевых федеральных информационных ресурсов в их учебно-воспитательном процессе.
Постановка новой лабораторной работы на этой технической базе естественно должна предусматривать работу студентов в режиме пользователей и операторов данной станции под руководством соответствующего специалиста и предусматривать предварительный инструктаж и подготовку студентов к этой работе, исключающей возможности вывода ими из строя этой аппаратуры.
Похожие диссертации на Лабораторный практикум по средствам телекоммуникаций и дистанционного обучения для подготовки учителей информатики
