Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ ТЕХНОЛОГИИ И ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВА 10
1.1. Информационные технологии в системе высшего педагогического образования. 10
1.2. Информационно-технологическая подготовка учителей технологии и предпринимательства. 29
1.3. Содержание обучения информационным технологиям на технолого-экономическом факультете педагогического вуза. 43
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ КУРСА "ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ" НА ТЕХНОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОМ ФАКУЛЬТЕТЕ ПЕДВУЗА 100
2.1. Методика преподавания курса "Информационные технологии" будущим учителям технологии и предпринимательства . 100
2.2. Содержание экспериментальной работы по проверке эффективности методики изучения курса "Информационные технологии" на технолого-экономическом факультете педвуза. 125
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 137
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ139
ПРИЛОЖЕНИЯ 150
- Информационные технологии в системе высшего педагогического образования.
- Информационно-технологическая подготовка учителей технологии и предпринимательства.
- Методика преподавания курса "Информационные технологии" будущим учителям технологии и предпринимательства
Введение к работе
Актуальность исследования. В настоящее время среди приоритетов, связанных с созданием необходимых условий для высокого качества образования на первый план выступают те, которые связаны с фундаментализацией содержания образования, социализацией и гуманизацией личности, применением в учебном процессе новых информационных и коммуникационных технологий. В связи с этим изменяются и требования к профессиональной подготовке будущих учителей, в частности, к их технологическому образованию, основой которого является изучение преобразовательной деятельности людей.
Одним из важнейших компонентов современного образования является подготовка в области информационных технологий, которая заключается в освоении информационных процессов, способов и методов обработки' различных видов информации, средств новых информационных технологий. Изучение информационных технологий предусматривается в обязательном курсе информатики, существующем в общеобразовательной школе с 1985 года.
Логика развития современного общеобразовательного курса информатики и информационных технологий подчинена общей логике деятельностгіого подхода: от объекта деятельности — информационных процессов — к обобщенным видам информационной деятельности, которые при условии использования компьютера становятся информационными технологиями. Эта общая логика проявляется и конкретизируется в процессе решения задачи. Именно информационная технология решения задачи является ядром общеобразовательного курса информатики и информационных технологий. Очень часто такая технология сводится лишь к использованию компьютерных программных средств, что совершенно не соответствует самой идее технологии.
В нашем исследовании под информационными технологиями будем понимать процессы, использующие совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной информации) для получения
информации нового заданного качества о состоянии объекта, процесса или явления (информационного продукта).
Рассмотрению различных аспектов изучения информационных технологий посвящены работы Н.В. Апатовой, С. А. Бешенкова, А.Н. Богатырева, Н.В. Матвеевой, Е.А. Ракитиной, И.В. Роберт, И.Г. Семакина, Н.Д. Угриновича и др.
Проблемы подготовки студентов в области информатики и информационных технологий рассмотрены в работах В.В. Анисимова, М.И. Буняева, А.А. Кузнецова, Н.В. Макаровой, В.И. Пугача, P.P. Фокина и др.
Особенности подготовки студентов технолого-экономических факультетов педвузов в области информационных технологий отражены в диссертационных исследованиях СМ. Анохина, Г.М. Киселева, Г.А. Кручининой, Г.Н. Некрасовой и др.
Реальная практика подготовки будущих учителей технологии и предпринимательства показывает, что сложилась устойчивая традиция сведения изучения информационных технологий к изучению средств этих технологий. То есть собственно технология работы с данным видом информации подменяется освоением конкретного программного продукта.
Однако в последние годы появился ряд учебников и учебных пособий (СА. Бешенков, Е.А. Ракитина, И.Г. Семакин, Н.Д. Угринович и др.), в которых информационные технологии рассматриваются с общих позиций автоматизации информационных процессов во взаимосвязи с фундаментальными понятиями информатики (информационные системы, информационные модели и др.).
Анализ действующего базисного учебного плана общеобразовательных учреждений (по информатике и технологии) и практики преподавания информационных технологий будущим учителям выявляет проблему, заключающуюся в противоречии между требованиями к подготовке студентов технолого-экономических факультетов педвузов в области информационных
технологий и узкоспециальным пониманием этих технологий, не учитывающим их общенаучный, социальный и экономический аспекты.
Цель исследования: определить основные подходы к построению содержания обучения будущих учителей в области информационных технологий, учитывающие их технологические, общенаучные, социальные и экономические аспекты; используя эти подходы, разработать содержание и методику преподавания курса «Информационные технологии» для студентов технолого-экономического факультета педагогического вуза.
Объект исследования: информационно-технологическая подготовка студентов технолого-экономического факультета педвуза.
Предмет исследования: содержание, методы и формы изучения информационных технологий будущими учителями технологии и предпринимательства.
Гипотеза исследования: информационно-технологическая подготовка будущих учителей технологии и предпринимательства будет более эффективной, если:
система понятий, раскрывающих содержание информационных технологий, будет базироваться на триаде: задача — информационные процессы, возникающие в процессе решения задачи, - информационные технологии;
ядром содержания обучения информационным технологиям станет информационная технология решения задачи, включающая в себя анализ условия задачи, построение информационной модели, адекватной исходному объекту (процессу) и разработку алгоритма в расчете на конкретного исполнителя с целью получения конечного результата;
методика изучения всех компонентов информационных технологий (информации и информационных процессов, информационного моделирования, информационных основ управления) будет основываться на деятельностном подходе, ориентироваться на использование активных форм и методов обучения и способствовать укреплению межпредметных связей.
6 В связи с этим определены следующие основные задачи исследования:
Определить подходы к построению содержания обучения студентов технолого-экономических факультетов педвузов информационным технологиям, учитывающие технологические, общенаучные, социальные и экономические аспекты.
Определить требования к содержанию информационно-технологической подготовки студентов технолого-экономического факультета педвуза.
Разработать содержание подготовки будущих учителей в области информационных технологий, включающее в себя следующие содержательные линии: информация и информационные процессы, информационное моделирование и формализация, информационные основы управления.
Определить методические подходы к обучению студентов технолого-экономического факультета педвуза информационным технологиям.
Выявить эффективные формы обучения студентов информационным технологиям.
Методологическую базу исследования составляют: фундаментальные исследования в области методологии психолого-педагогической науки (Б .Г. Ананьев, СИ. Архангельский, Ю.К. Бабанский, А.А. Вербицкий, И.А. Зимняя, Т.А. Ильина, B.C. Леднев, И.Я. Лернер и др.), основополагающие положения в области педагогических технологий (В.П. Беспалько, В.И. Боголюбов, Е.С. Полат и др.), теории информации и информационных процессов (Н. Винер, В.М. Глушков, А.Н. Колмогоров, А. Д. Урсул, Р. Шеннон и др.), информатизации образования (А.П. Ершов, А.А. Кузнецов, И.В. Роберт и др.), теории и методики преподавания информатики и информационных технологий (Н.В. Апатова, С.А. Бешенков, К.К. Колин, Н.В. Макарова, Е.А. Ракитина, ИГ. Семакин, Н.Д. Угринович и др.), использования новых информационных технологий в обучении (А.Н. Богатырев, А.В. Горячев, В.М. Монахов и др.)
Для решения поставленных задач применялись следующие методы исследования: изучение литературных источников по философии, педагогике,
психологии, теории информации, прикладной информатике, методике преподавания информатики, экономике, специальной литературы по рассматриваемой проблеме, анализ учебных планов и программ педагогических институтов, изучение педагогического опыта, педагогический эксперимент, наблюдение, беседа, анкетирование, тестирование, методы математической статистики.
Экспериментальная работа проводилась на базе Елабужского государственного педагогического университета.
Исследования велись в три этапа:
I этап (1995-2000 гт.) - изучение и анализ литературы по философии,
педагогике, психологии, экономике, теории информации, прикладной
информатике, методике преподавания технологии и информатики и другим
наукам по теме исследования; разработка программы исследования*
II этап (2000-2002 гг.) — разработка принципов содержания обучения
информационным технологиям студентов педвуза, составление программы
курса «Информационные технологии» для будущих учителей технологии и
предпринимательства, проведение сравнительного эксперимента по выявлению
эффективности методики изучения курса «Информационные технологии» на
технолого-экономическом факультете педвуза.
III этап (2002-2004 гт.) — анализ и обобщение итогов эксперимента,
внедрение результатов в практику, оформление результатов исследования.
Научная новизна и теоретическая значимость исследования состоят в обосновании:
целесообразности включения в содержание обучения студентов информационным технологиям таких модулей как информация и информационные процессы, информационное моделирование и формализация, информационные основы управления; *
деятельностного подхода к методике обучения информационным технологиям будущих учителей технологии и предпринимательства, ориентированного на использование активных форм и методов.
Практическая значимость исследования заключается в разработке:
содержания курса «Информационные технологии» для студентов технолого-экономического факультета педагогического вуза;
методических рекомендаций для студентов педагогических вузов по совершенствованию информационно-технологических умений и навыков (чтения, слушания, ведения записей при работе с различными источниками информации).
Достоверность результатов исследования обеспечивается опорой на основополагающие теоретические положения педагогики, психологии, теории и методики преподавания информатики, учетом результатов других исследователей и передового педагогического опыта, использованием методов исследования, адекватных его предмету и задачам, опытно-экспериментальной проверкой гипотезы.
На защиту выносятся следующие положения:
содержание информационно-технологической подготовки студентов должно раскрывать технологические, общенаучные, социальные и экономические аспекты информационных технологий и включать в себя все компоненты этих аспектов: основы теории информации, информационные, процессы, информационные системы, информационное моделирование, информационную безопасность, информационное управление;
в основу методики обучения студентов технолого-экономического факультета педвуза целесообразно положить информационную технологию решения задач, включающую в себя анализ задачи, построение адекватной информационной модели и разработку алгоритма в расчете на конкретного исполнителя с целью получения конечного результата;
методику обучения информационным технологиям целесообразно строить с позиций деятельностного подхода, ориентировать на использование активных методов и форм аудиторной и самостоятельной работы студентов (проблемная лекция, лекция-визуализация, лекция-пресс-конференция,
семинарские занятия, деловые игры, лабораторный практикум, метод проектов, метод образцов, метод решения задач, информационно-поисковый метод).
Апробация работы. Материалы исследования докладывались на Первом республиканском Форуме молодых ученых и специалистов в г. Казани (2001 г.), на региональной научно-практической конференции учителей труда и технологии в Нижнем Новгороде (2002 г.), на семинарах учителей технологии Республики Татарстан (1997-2002 гг.), на заседаниях научно-методического семинара кафедры технической механики и машиноведения Елабужского государственного педагогического университета (1997-2004 гг.), на ежегодной итоговой научно-практической конференции преподавателей Елабужского государственного педагогического университета (1995-2004 гг.).
Внедрение результатов исследования. Разработанное нами содержание курса «Информационные технологии» и методика его изучения используется при подготовке студентов технолого-экономического факультета Елабужского государственного педагогического университета; методические разработки по технологии совершенствования навыков чтения и слушания, по технике ведения записей при работе с источниками информации применяются в ЕГПУ и школах г. Елабуги в рамках самообразования и самообучения старшеклассников, на курсах повышения квалификации учителей технологии в Институте непрерывного педагогического образования в г. Набережные Челны.
Структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, двух глав, заключения, библиографического списка использованной литературы и приложений.
Информационные технологии в системе высшего педагогического образования
Термин «технология» широко употреблялся до недавнего времени только при изучении производственных процессов. Процитируем некоторые определения.
«Технология (от греческого - искусство, мастерство, умение и ...логия) - совокупность методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья, материала или полуфабриката, осуществляемых в процессе производства продукции» [Советский энциклопедический словарь. - М., 1979. -с.1338].
«Технология - совокупность производственных методов и процессов отрасли производства, а также научное описание способов производства...» [Ожегов СИ. Толковый словарь русского языка. - М., 1975, с.732].
«Технология - ...1) совокупность методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья, материала или полуфабриката в профессии производства, например, технология металлов, химическая технология, технология строительных работ; 2) наука о способах воздействия на сырье, материалы или полуфабрикаты соответствующими орудиями производств» [Политический словарь. - М., 1989, с.534].
В нашем исследовании под технологией материального производства будем понимать процесс, определяемый совокупностью средств и методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья или материала. Технология изменяет качество или первоначальное состояние материи в целях получения материального продукта.
Все приведенные определения ориентированы по производственно-промышленному «вектору». Однако, понятие «технология» со временем содержательно оказалось намного богаче. Потенциальные возможности понятия «технология» в ходе его использования в традиционной сфере постоянно возрастали. Область, в пределах которой это понятие употреблялось, стала интенсивно расширяться, и вследствие этого, включать в себя педагогику, социологию, культуру и т.д.
В.М. Коротов считает [29, с.9], что наиболее общее определение технологии дал С. Лем: «Технологии... есть обусловленные состоянием знаний, общественной эффективностью способы достижения целей, поставленных обществом, в том числе и таких, которые никто, приступая к делу, не имел в виду» [Лем С. Сумма технологии. - М., 1968, с.23].
С.Г. Горинский формулирует основные моменты существующих подходов к сложному понятию «технология» [94, с. 14]:
«1) Под технологией понимается как процесс преобразования, так и изучение этого процесса...
2) Технология как процесс, преобразует вещество, энергию и информацию...
3) Информационная технология занимает в настоящее время особое место среди остальных технологий, обеспечивая, с одной стороны, их ускоренное развитие, и занимая, с другой стороны, лидирующее положение по объему продаж на рынке технологий...
4) Технология — это вид человеческой деятельности и изучение этой деятельности...
5) Технология опирается на знания, являясь приложением знаний для реіпения практических задач...
6) Технология опирается не только на научные знания... Существует множество примеров, когда технология опиралась на опыт и интуицию...
7) Современные наукоемкие технологии (информационная, ядерная, генная, космическая и т.д.) определяют как высокие. Именно высокие технологии являются основой экономического процветания развитых стран...
8) Цель технологии — удовлетворение нужд и потребностей человека. Иногда в качестве цели вводится еще «расширение человеческих возможностей»... Если нужды характеризуют возникающие у человека проблемы, то потребности показывают возможный путь их решения или цель деятельности...
9) Технология влияет на общество, а общество на технологию. С одной стороны, общественные нужды и потребности являются побудительной силой развития технологии. С другой стороны, технология, создавая вокруг человека новую, искусственную среду, расширяет возможности людей и ставит перед человечеством новые проблемы... 10) Технология оказывает влияние на окружающий человека естественный мир и создает искусственный мир...»
Таким образом, сегодня понятие «технология» можно рассматривать на разных уровнях. На философском уровне технология — учение о наилучшей (оптимальной) деятельности. На межпредметном уровне это процесс, определяемый совокупностью средств и методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья или материала. Наконец, на общеобразовательном уровне технологию определяют как область знаний, методов и средств, используемых для оптимального преобразования и применения материи (материалов), энергии и информации по плану и в интересах человека, общества, окружающей среды.
Замена материального объекта на идеальный (информацию) позволяет использовать понятие технологии в области, касающейся обработки и производства информации с применением современных средств компьютерной техники.
Информационно-технологическая подготовка учителей технологии и предпринимательства.
Учителей технологии и предпринимательства сегодня готовят на технолого-экономических факультетах педагогических институтов и университетов. Не так давно эти факультеты носили название общетехнические или инженерно-педагогические. Но интенсивное развитие новых методик и форм организации учебно-воспитательного процесса, а также технологизация педагогических систем заставили пересмотреть содержание подготовки студентов общетехнических факультетов и изменить их название.
В 1993 году по инициативе В.Д. Симоненко, Ю.Л. Хотунцева и других ученых было предложено ввести в школьную программу образовательную область «Технология» на базе трудового обучения. Проанализировав ситуацию в области трудовой подготовки учащихся в нашей стране и за рубежом, в частности, в Великобритании, ученые сделали вывод о необходимости создания в отечественных школах учебного предмета, обучающего общим способам взаимодействия человека с технологической средой в целом. Этот предмет должен научить учащихся воплощать в действительность свои идеи, используя имеющиеся и приобретая новые знания о материале, технике, технологии.
В основу содержания образовательной области «Технология» положено освоение учащимися процессов преобразования материалов, энергии;, информации и средств удовлетворения социальных потребностей людей.
Введение в базисный учебный план школы новой образовательной области «Технология» предполагает, что преподавать эту учебную дисциплину будут учителя, владеющие методами современных педагогических технологий, передовыми информационными и коммуникационными технологиями. Без этого невозможно успешно вести работу по стимулированию творческого потенциала личности учащегося, невозможно подготовить его к самостоятельной жизни в условиях рыночных отношений.
Образовательная область «Технология» стала формироваться как наука, предметом которой является содержание, формы и методы обучения учащихся средствам преобразования материалов, сырья, энергии и информации в нужный человеку продукт. Принципиальное отличие «Технологии» от традиционного трудового обучения состоит в новом цел еполагании. Перед учащимися не. ставится задача усвоить заданный набор технологий технического, обслуживающего или сельскохозяйственного труда. Они должны на примере этих технологий овладеть как содержательным инвариантом следующими умениями [88, с.471:
обосновывать цель деятельности с учетом общественных потребностей, принимать решение и идти на риск создания соответствующего продукта труда;
находить и обрабатывать необходимую информацию с использованием современной техники;
проектировать предмет труда и технологию деятельности с учетом доступных в данных условиях материалов и возможных средств труда;
овладевать трудовыми политехническими и специальными знаниями, умениями и навыками выполнения операций, пользования средствами труда, которые необходимы для осуществления технологического процесса;
создавать объекты труда от идеи до ее реализации, обладающие потребительной стоимостью;
экономически и функционально обосновывать процесс и результаты трудовой деятельности;
давать экологическую и социальную оценку технологии и результату труда;
инициировать и планировать предпринимательские цели;
оценивать свои профессиональные интересы и склонности к содержанию технологии и труда, осуществлять проектирование профессионального выбора;
сотрудничать в коллективе и выполнять функции лидера.
А.М. Каунов [62, с. 12] предлагает следующую перспективную модель, к которой необходимо стремиться выпускникам технолого-экономического факультета педвуза:
- иметь или уметь создать банки технологий (идей) изготовления ряда базовых изделий;
- уметь создать программы для компьютера, которые содержали бы сведения о материально-технической базе школьной мастерской (оборудовании, материалах, инструментарии и т.п.), творческих и интеллектуальных способностях учащихся (тесты на профессиональную пригодность), расчеты по технико-экономическому обоснованию технологий;
- иметь или уметь разработать сравнительно несложные текстовые, графические и анимационные программы для самостоятельного обучения учащихся в режиме диалогового общения с компьютером;
- создавать необходимые эскизы, чертежи, рисунки изделий и текст для рекламной листовки;
- уметь изготовить простые изделия и научить учащихся технологии их изготовления на имеющемся в школьных мастерских оборудовании;
- уметь создать ученическое предприятие и провести деловые игры;
- уметь провести маркетинговые исследования, определить цену и найти возможный рынок сбыта готовой продукции.
Предложенная модель имеет недостатки и недочеты, но заслуживает внимания при освоении программы образовательной области «Технология».
Содержание «Технологии» предусматривает обязательные составляющие для любого направления технологической подготовки, которые образуют сквозные линии: профессиональное самоопределение, культура труда, средства и методы обработки информации, основы черчения и графики, элементы экономики и предпринимательства, экология в технологических процессах, элементы менеджмента и маркетинга, проектирование и конструирование.
Методика преподавания курса "Информационные технологии" будущим учителям технологии и предпринимательства
В современных условиях курс «Информатика и информационные технологии» оказывается связанным с комплексом дисциплин, наиболее выпукло выражающих идеи формализации: семиотикой, логикой, структурной лингвистикой, теорией систем, а также такими областями как литературоведение, философия, социология, психология, экология и пр. Вместе с тем, естественнонаучная, технологическая составляющие курса остаются неотъемлемой частью его содержания. Курс «Информатика и информационные технологии» выступает в качестве объединяющего начала этих дисциплин и превращается в своего рода «метапредмет» (мета — греческий предлог, означает между, после, через).
Нам кажется целесообразным организовать изучение информационных технологий в I и II семестрах первого курса. На старших курсах (предположительно в V семестре) изучение дисциплины продолжается в виде подготовки и защиты творческого проекта. Далее применение знаний и умений, полученных при изучении курса «Информационные технологии», реализуется при выполнении выпускной квалификационной работы.
Итак, изучение информационных технологий начинается сразу в первом семестре. Теоретический курс составляет 18 часов, практические занятия - 32 часа, из них лабораторные работы — 24 часа, практические занятия — 8 часов. На самостоятельную работу отводится 38 часов. В конце семестра предусматривается зачет, а в течение семестра в качестве промежуточного контроля — выполнение контрольной работы (решение задач). Самостоятельная работа студентов заключается в выработке и совершенствовании навыков слушания и навыков чтения.
Теоретический курс по информационным технологиям в I семестре включает в себя лекции следующего содержания:
1. Введение в предмет.
2. Информатизация общества.
3. Информация, ее представление и измерение.
4. Информационное моделирование и формализация.
5. Информационные процессы и информационные системы.
6. Техническая база информационной технологии.
7. Компьютерные и телекоммуникационные сети.
8. Программное обеспечение компьютеров. Программные продукты. Операционные системы. Пакеты прикладных программ.
9. Инструментарий технологии программирования. Программирование на языке Basic и Visual Basic.
Предусмотрено проведение практических занятий со следующим содержанием:
1. Информация, ее представление и измерение. — 6 часов:
1.1. Измерение информации. Единицы измерения информации. Алфавитный подход к измерению информации. — 2 часа.
1.2. Системы счисления. Перевод чисел в позиционных системах счисления. — 2 часа.
1.3. Арифметические операции с числами в позиционных системах счисления. — 2 часа.
2. Информационное моделирование и формализация. — 2 часа.
Лабораторные работы разработаны по следующей тематике:
1. Информационные процессы и информационные системы. - 4 часа.
2. Техническая база информационной технологии. - 2 часа.
3. Инструментарий технологии программирования. Программирование на языке Basic и Visual Basic. — 16 часов.
Таким образом, в первом семестре студенты изучают базовые (фундаментальные) понятия информационных технологий.
Во втором семестре на изучение курса «Информационные технологии» также отводится 54 часа, на самостоятельную работу — 36 часов. На лекции выделяется 18 часов, на лабораторные работы — 36 часов. Изучение курса завершается сдачей экзамена в конце II семестра. Итогом самостоятельной работы должно стать выполнение контрольной работы, состоящей из ряда заданий по различным видам обработки информации (написание реферата на одну из предложенных преподавателем тем, составление записей при работе с различными источниками информации, составление индивидуальной системы сокращений для конспектирования, представление учебной информации в форме таблиц, графов, диаграмм).
В конце семестра проводится конференция, на которой выступают студенты с интересными рефератами, сообщениями. На конференции подводятся итоги самостоятельной работы за два семестра.
Во II семестре предлагаются следующие темы лекций:
1. Общая характеристика базовых информационных технологий.
2. Технологии и средства обработки текстовой информации.
3. Технологии и средства обработки числовой информации.
4. Технологии и средства обработки звуковой информации.
5. Технологии и средства обработки графической информации.
6. Технологии работы в базах данных.
7. Технологии работы в сетях.
8. Информационная безопасность.
9. Информационные основы управления.
На лабораторных работах студенты должны овладеть базовыми информационными технологиями. Предлагается их практическое освоение в объеме следующих часов:
