Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретические основы обучения компьютерной графике
1.1. Компетентностный подход в современном педагогическом образовании 12
1.2. Дидактическая система в условиях компетентностного подхода 41
1.3. Обучение компьютерной графике в логике компетентностного подхода 70
Глава 2. Методика обучения компьютерной графике в условиях компетентностного подхода
2.1. Особенности обучения компьютерной графике в условиях компетентностного подхода 91
2.2. Учебно-методический комплекс «Компьютерная графика» 109
2.3. Методические рекомендации по использованию учебно-методического комплекса «Компьютерная графика» 128
Глава 3. Педагогический эксперимент
3.1. Констатирующий и формирующий эксперименты 132
3.2. Описание и результаты эксперимента 135
Заключение 148
Библиография 151
Приложение 1 1
Приложение 2 8
Приложение 3 27
Приложение 4 41
Приложение 5 45
Приложениеб 55
Приложение 7 57
- Компетентностный подход в современном педагогическом образовании
- Особенности обучения компьютерной графике в условиях компетентностного подхода
- Констатирующий и формирующий эксперименты
Введение к работе
Актуальность исследования. На рубеже XX и XXI веков высшая педагогическая школа переживает период реформ, обусловленных интеграцией Российской системы образования в мировую [25]; ее переходом к новой образовательной парадигме, приоритетами которой являются интересы личности, адекватные тенденциям интенсивного развития общества [51, 95]; модернизацией общего образования, требующей осуществлять подготовку учителя, способного решать новый класс профессиональных задач [86, 87]. Проводимые преобразования инициируют появление новых целей высшего педагогического образования. Эти цели заключаются в достижении такого качества подготовки студента - будущего учителя, при котором уровень его профессиональной компетентности давал бы ему возможность решения профессиональных проблем и типовых профессиональных задач, возникающих в реальных ситуациях профессиональной педагогической деятельности.
В связи с этим появляется проблема поиска педагогических инноваций, обеспечивающих процесс качественной профессиональной подготовки будущих учителей. Одним из перспективных вариантов решения этой проблемы является использование идей компетентностного подхода в процессе профессиональной подготовки будущих учителей вообще, и учителей информатики, в частности [51, 124]. Социальная значимость компетентностного подхода для развития высшей педагогической школы России, открытость современного педагогического сообщества России к методическому и педагогическому зарубежному опыту по подготовке школьных учителей и недостаточная исследованность вопросов методики обучения информатике на основе компетентностного подхода позволяют говорить о своевременности и актуальности диссертационной работы.
Конкретной задачей данного диссертационного исследования является разработка методики обучения будущих учителей информатики компьютерной графике на основе компетентностного подхода, которая будет способствовать становлению и развитию профессиональной компетентности учителя информатики. Актуальность работы усиливается тем, что:
1) сформулированные на общеметодологическом уровне вопросы
возможности применения компетентностного подхода в профессиональной
подготовке учителя вообще и учителя информатики, в частности, пока ещё
не нашли достаточного и широко представленного отражения в
теоретических и практических исследованиях по вопросам
совершенствования преподавания конкретных учебных дисциплин в
педагогических вузах;
до настоящего времени отсутствует теоретическое обоснование необходимости и возможности эффективного использования развивающего потенциала компьютерной графики, как средства становления и развития профессиональной компетентности будущих учителей информатики;
существующие методики обучения компьютерной графике в педагогических вузах, в большинстве случаев остаются традиционными, не реализующими в практике образовательного процесса механизмы компетентностного подхода, как способа модернизации подготовки педагогических кадров.
Отмеченные положения показывают необходимость специальных научно-методических исследований, результатом которых должны быть теоретические основы и практические рекомендации по использованию идей компетентностного подхода в методической подготовке учителей информатики.
Проблема исследования связана с ориентацией на опережающий характер подготовки учителя информатики с использованием методики, способствующей его профессиональному становлению и готовящих его к
\
инновационным преобразованиям в сфере будущей профессиональной деятельности.
Цель исследования заключается в разработке методики обучения компьютерной графике на основе компетентностного подхода, способствующей профессиональной подготовке будущих учителей информатики.
Объектом исследования является образовательный процесс подготовки будущих учителей информатики в области компьютерной графики с использованием методики, основанной на компетентностном подходе.
Предметом исследования является методика обучения компьютерной графике будущих учителей информатики на основе компетентностного подхода.
Гипотеза исследования заключается в том, что разработка и использование методики обучения компьютерной графике на основе компетентностного подхода будет способствовать профессиональному становлению будущих учителей информатики, если:
содержание курса будет отобрано в соответствии с развиваемыми у обучаемых компетентностями на различных этапах их профессионального образования;
будет разработана система задач, используемая для формирования и развития у них различных компетентностей и предполагающая их активную деятельностную позицию;
будет разработана система оценки их профессиональной компетентности как в компьютерной графике, так и в способности использовать средства компьютерной графики для решения профессиональных задач.
В соответствии с поставленной целью и сформулированной гипотезой определены следующие задачи исследования:
1. Определить пути повышения качества профессиональной подготовки будущих учителей информатики в области компьютерной графики на
основе теоретического анализа и опросно-диагностических методов работы с преподавателями высшей школы, с учителями и со студентами.
Проанализировать особенности обучения компьютерной графике будущих учителей информатики на основе компетентностного подхода.
Предложить методику обучения компьютерной графике, разработанную на основе компетентностного подхода и способствующую профессиональному становлению будущего учителя информатики.
Разработать учебно-методический комплекс «Компьютерная графика», включающий учебные программы, комплекс разноуровневых учебных задач, пакет демонстрационных программ, веб-базируемый курс по обучению компьютерной графике.
Разработать систему оценки профессиональной компетентности будущего учителя информатики в области компьютерной графики и его способности использовать средства компьютерной графики для решения профессиональных задач.
Подтвердить эффективность предложенной методики для профессионального становления будущего учителя информатики.
Теоретико-методологической базой исследования являются; философские, психологические и дидактические основы теории научного познания (В.Г. Афанасьев, А.С. Никифоров, Л.С. Выготский, П.Я. Гальперин, М.А. Скаткин, М.И. Махмутов, И.Я. Лернер и др.); концепция развивающего и воспитывающего обучения (В.В. Давыдов, В.И. Загвязинский, И.Я. Лернер, Л.С. Выготский); концептуальные подходы, раскрывающие особенности современного высшего педагогического образования (СИ. Архангельский, А.А. Вербицкий, Г.А. Бордовский, В.В. Лаптев, Е.В. Пискунова Н.Ф. Радионова, И.И. Соколова, Н.Л.Стефанова, А.П. Тряпицына); работы посвященные активизации познавательной деятельности обучаемых (СИ.
Архангельский, Ю.К. Бабанский, И.Я. Лернер, Н.Ф. Талызина); теория формирования знаний (А.Н. Звягин, Л.Я. Зорина, И.Н. Пономарева, В.А. Щенев); исследования по информатизации педагогического образования (В.В. Александров, В.В. Александрова, СВ. Алексеев, Е.З. Власова, В.А.
*
Извозчиков, В.В. Лаптев, Т.Н. Носкова, И.В. Роберт, И.А. Румянцев, В.П. Соломин, А.В. Смирнов); концептуальные основы компьютеризации образования (Г.А. Бордовский, Б.С. Гершунский, А.П. Ершов, В.А. Извозчиков, В.В. Лаптев, Н.В. Макарова, Е.И.Машбиц, В.Ф.Шолохович), компетентностный подход в информатике (В.В. Александров, Е.В. Баранова, Е.З. Власова, И.Б. Мылова, О.Г. Смолянинова, И.В. Симонова, Е.В. Степанова).
Экспериментальная работа проводилась на базе: Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена (кафедра информатики, кафедра электронно-коммуникативных средств обучения); Поморского государственного университета им. М.В. Ломоносова (Коряжемский филиал); лицея № 214 Санкт-Петербурга, МУК Адмиралтейского района Санкт-Петербурга.
Научная новизна и теоретическая значимость исследования состоит:
в определении путей повышения профессиональной компетентности будущих учителей информатики при обучении их компьютерной графике в логике компетентностного подхода;
в разработке методики обучения будущих учителей информатики компьютерной графике на основе компетентностного подхода;
- в обосновании факта повышения результативности подготовки будущих
учителей информатики к их профессиональной деятельности с
использованием разработанной методики.
Работа выполнена в рамках общеуниверситетской темы РІПУ имени А. И. Герцена «Интегративная система непрерывного педагогического образования», направление — «Методология проектирования педагогических
систем и их информационное обеспечение» по Государственному заказу
министерства образования РФ.
» Исследование проводилось по программе научно-педагогической
школы в области «Методологии и технологии образования в информационном обществе».
Практическая значимость исследования состоит в том, что:
- разработана методика обучения компьютерной графике будущих учителей
*
информатики на основе компетентностного подхода, которая может быть тиражирована в другие вузы;
- разработан и готов к использованию учебно-методический комплекс
Ф «Компьютерная графика», предназначенный для подготовки будущих
учителей информатики в логике разработанной методики.
Результаты исследования внедрены в практику работы педагогических вузов северо-запада.
На защиту выносятся следующие положения:
Методика обучения компьютерной графике будущих учителей информатики на основе компетентностного подхода.
Учебно-методический комплекс «Компьютерная графика».
Результаты педагогического эксперимента по внедрению методики обучению компьютерной графике будущих учителей информатики на основе компетентностного подхода.
Апробация исследования осуществлялась автором в процессе работы с
преподавателями различных вузов страны, учителями школ и средних
специальных учебных заведений. Основные теоретические положения и
результаты исследования обсуждались на кафедре информатики РГПУ им.
А.И.Герцена (2000 - 2003 г.г.), на кафедре информатики и прикладной
математики Коряжемского филиала ПГУ им. М.В.Ломоносова. (2000 — 2003
'* г.г.), на учебно-практических семинарах по международной программе
корпорации Intel «Обучение для будущего» (2003). «Информационные и коммуникационные технологии в образовании» (2002, 2003), на
межвузовской научно - методической конференции (Герценовские чтения -2002), на межвузовской конференции «Информатика и информационные технологии в образовании ИИТО - 2002», на российско-американской конференции РГПУ им. А.И.Герцена (2001), на межвузовской конференции «Информатика и информационные технологии в образовании ИИТО - 2001», на XII Ломоносовских чтениях ПТУ им. М.В.Ломоносова (г. Архангельск, 2000 г.).
Внедрение результатов осуществлено в период с 2000 по 2003 годы. Результаты исследования внедрены в учебный процесс студентов вузов:
I. При обучении студентов педагогического вуза по специальностям
математика и информатика, информатика при изучении ими дисциплин
«Языки и методы программирования», «Компьютерное моделирование»,
«Математическое моделирование и основы вычислительного эксперимента»
на кафедре информатики математического факультета в Российском
государственном педагогическом университете им. А.И.Герцена.
В практику работы со студентами математического и физического факультетов Pill У им. А.И. Герцена при реализации Международной программы корпорации Intel «Обучение для будущего» (2002-2003 гг.)
В учебный процесс Поморского Государственного университета имени М. В. Ломоносова (Коряжемский филиал) на кафедре информатики и прикладной математики математического факультета Коряжемского филиала Поморского государственного университета им. М.В.Ломоносова, в курсе «Языки и методы программирования» (2000-2003 гг.) и «Компьютерное моделирование» (2002-2003 гг.).
IV. Программные средства учебного назначения, созданные лично
автором, внедрены в учебный процесс РГПУ им. А. И. Герцена, ПТУ им. М.
В. Ломоносова, лицея № 214 Санкт-Петербурга.
V. Веб-базируемые курсы «Компьютерная графика для веб-дизайна»,
являющиеся составной частью учебно-методического комплекса
«Компьютерная графика», опубликованы в Интернет (ИТМО, РГПУ).
Достоверность и обоснованность научных положений и выводов исследования обеспечены согласованностью его основных результатов с тенденциями развития системы высшего профессионально-педагогического образования, обоснованностью выбранных методологических позиций; непротиворечивостью логических рассуждений, осуществлявшихся в ходе теоретического анализа проблемы; применением комплекса методов, адекватных этой проблеме; длительным характером и положительными результатами педагогического эксперимента, их широкой и длительной апробацией в условиях конкретных образовательных систем региона.
Публикации по работе: всего автору принадлежит 7 публикаций.
Структура и объем диссертации: диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений; содержит 163 страницы, из которых 154 страницы текста, 11 таблиц; список литературы включающий 158 наименований на русском и иностранном языках, ссылки на ресурсы Интернет, 7 приложений на 69 страницах.
Компетентностный подход в современном педагогическом образовании
Для конца 20 - начала 21 века отличительными являются изменения в характере образования: в его направленности, целях, содержании. Все более явно образование ориентируется на «свободное развитие человека», на творческую инициативу и самостоятельность обучаемых, конкурентоспособность и мобильность будущих специалистов. В настоящее время в России достаточно широко обсуждается вопрос о включении отечественного образования в мировую, международную систему образования [25]. Конкретным результатом этих обсуждений является проведение ряда научных исследований по данному вопросу. Одно из них — это проект «Разработка рекомендаций и учебных материалов для подготовки специалистов в области образования, реализующих стратегические цели обновления школы» [95]. Он выполнен представителями научной педагогической школы Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена по заказу Национального фонда подготовки кадров. Одним из основных результатов проекта является вывод о том, что цель профессиональной подготовки будущего учителя задается как ожидаемый результат, под которым понимается становление его профессиональной компетентности. Профессиональная компетентность учителя рассматривается как интегральная характеристика. Она определяет его способность (умение) решать профессиональные проблемы и типичные профессиональные задачи, которые могут возникнуть в процессе реальной практической деятельности учителя. Решение проблем и задач основывается на знаниях, профессиональном и жизненном опыте, личных ценностях и наклонностях учителя.
Подобные выводы явились результатом работы большого коллектива ведущих представителей профессорско-преподавательского состава РГПУ им. А.И. Герцена,, который основывался на собственном научно-педагогическом опыте и опыте сообщества педагогов отечественного образования. Все вместе они проанализировали сложившуюся в стране ситуацию о внедрении в практику образования новых подходов и стратегических изменений в связи с модернизацией отечественного образования и предлагают изменить традиционное образование, внести в него коррективы, которые диктует реальная действительность.
Накапливающиеся изменения, которые нашли отражение в Федеральном законе «Об образовании», «Концепции модернизации отечественного образования на период до 2010 года», означают, по сути, процесс смены образовательной парадигмы, что отмечается многими исследователями (В.И. Байденко, Г.Б. Корнетов, А.Н. Новиков, Л.Г. Семушина, Ю.Г. Татур и др.).
Понятие «парадигма» является необходимым термином в контексте данной исследовательской работы, поскольку построение методики обучения должно происходить в рамках принятой теории, а такие рамки задает некий подход или «парадигма».
Соглашаясь с Томасом Куном, в широком смысле слова под парадигмой будем понимать «то, что объединяет членов научного сообщества» [74, с. 221], «всю совокупность убеждений, ценностей, технических средств и т.д., которая характерна для членов данного сообщества» [74, с. 220]. В рамках данного диссертационного исследования не проводится анализ специфики научной парадигмы, ее роли в развитии науки и т.д. Однако для диссертационного исследования важно положение Т.Куна о том, что «парадигмы дают ученым не только план деятельности, но также указывают и некоторые направления, существенные для реализации плана» [74, с. 143].
Особенности обучения компьютерной графике в условиях компетентностного подхода
Предлагаемая дидактическая система обучения компьютерной графике базируется на положениях о дидактической системе обучения в условиях компетентностного подхода, представленной в параграфе 1.2. В настоящем параграфе представлено конкретное содержание всех компонентов этой дидактической системы.
Целью рассматриваемой в диссертации дидактической системы обучения является формирование ключевой, базовой и специальной компетентностей будущего учителя информатики в процессе обучения компьютерной графике. Очевидно, что необходимо формировать по возможности все виды компетентностей, хотя, исходя из специфики темы данного исследования наибольшее формирование и дальнейшее развитие получит специальная компетентность в совокупности с базовой, а ключевая будет развиваться, так как уже сформирована у обучаемых.
К основным целям формирования ключевой компетентности в сфере компьютерной графики можно отнести коммуникативную составляющую (работа в группе, общение с людьми). Конкретным примером может служить, например, умение преподнести себя на рынке труда посредством создания собственного резюме, curriculum vitae в MS Word (необходимо умение сканировать и обрабатывать изображения), умело и грамотно преподнести результаты своей исследовательской работы во время доклада или защиты курсовой работы, используя MS PowerPoint и т.д. Для этого необходимы знания и умения не только в предметной области, о которой идет речь в выступлении, но и знания и умения в области компьютерной графики. Они выражаются не только в умении пользоваться на техническом уровне такими программами как MS Word, MS PowerPoint, Paint, Adobe Photoshop, CorelDraw, Xara3D, CooBD, но и разумно применить их для решения конкретной профессиональной задачи [64", 67].
К целям формирования базовой компетентности в сфере компьютерной графики относится педагогическая составляющая, которая заключается в том, что будущие учителя информатики должны видеть ученика в предмете, организовывать различные формы обучения для учащихся, уметь заинтересовать обучающихся в сфере деятельности компьютерной графики, использовать активные методы обучения.
К целям формирования специальной компетентности необходимо отнести умения работать со стандартными пакетами компьютерной графики (Adobe Photoshop, Corel Draw, Xara3D, Cool3D), умение интегрировать уроки (алгебра и информатика, геометрия и информатика), используя при этом различные средства компьютерной графики, включая специальные математические пакеты (Mathematica, MathCAD, MatLab и др.), умение программировать компьютерную графику, используя языки программирования, изучаемые в школе [63].
В содержании обучения компьютерной графики в условиях компетентностного подхода необходимо выделить ряд задач, т.к. именно задачи являются структурным и главным звеном содержания обучения (обоснование этого факта объяснялось выше, параграф 1.1) в условиях компетентностного подхода. Это должны быть задачи, которые решаются учителем в конкретных, реальных ситуациях. Средства компьютерной графики в нашем случае выступают как средства, позволяющие решить учителю его профессиональную задачу более эффективно. Приведем примеры подобных задач.
Констатирующий и формирующий эксперименты
Приступая к эксперименту, ставились следующие цели:
1. Изучить состояние рассматриваемой проблемы на практике обучения компьютерной графике в логике компетентностного подхода будущих учителей информатики.
2. Скорректировать и реализовать разработанную методику обучения компьютерной графике в педагогическом вузе, внедряя отдельные блоки методики (модули) в различные дисциплины (компьютерное моделирование, языки и методы программирования).
3. Проверить выдвинутую гипотезу.
В соответствии с указанными целями в ходе эксперимента необходимо было решить следующие задачи:
1. Выбрать методику проведения эксперимента.
2. Определить сроки проведения эксперимента.
3. Провести эксперимент в соответствии с выбранной методикой.
4. Провести количественную обработку результатов эксперимента.
5. Произвести качественную интерпретацию результатов эксперимента.
Экспериментальное исследование включало констатирующий и формирующий эксперименты с обработкой их результатов.
Констатирующий эксперимент проводился в Коряжемском филиале Поморского государственного университета им. М.В.Ломоносова (г. Коряжма), и на кафедре информатики и вычислительной техники математического факультета Российского государственного университета им. А.И.Герцена.
Целью данного эксперимента являлось:
1. Определение уровня знаний студентов в области компьютерной
ф графики;
2. Определение уровня знаний студентов в области математики (алгебра, геометрия);
3. Определение интересов студентов в области информатики;
4. Определение характера и уровня алгоритмической культуры студентов.
Использовались следующие методы: тестирование (электронное и традиционное), анкетирование, беседы с преподавателями.
Примеры тестов приведены в Приложении 6.
На рассматриваемом этапе, были получены данные, позволяющие сделать следующие выводы:
1. Большинство студентов имеют дома компьютеры, что позволяет давать упражнения для выполнения дома. Имеют выход в глобальную сеть Интернет, что позволяет использовать форумы для обсуждения проблем в области компьютерной графики, работать со студентами дистанционно.
2. Абсолютное большинство имеет пользовательские навыки работы с компьютером.
3. Все студенты имеют дредставление о программировании, в частности, о структурном программировании и объектно-ориентированном программировании.
4. Многие студенты имеют общее представление о компьютерной графике и программировании компьютерной графики и на занятиях по программированию создавали простейшие графические образы.
5. Всем студентам хотелось бы программировать динамическую и
ф интерактивную компьютерную графику, однако никто не занимался
этим и не знает, как это сделать.
6. Многие интересуются программированием, что облегчает преподавателю задачу обеспечения мотивации изучения новых сред разработки.
Формирующий эксперимент проводился в Коряжемском филиале Поморского государственного университета им. М.В.Ломоносова со студентами 3 и 5 курсов математического факультета и на кафедре информатики и вычислительной техники математического факультета Российского государственного педагогического университета им. А.И.Герцена.
Цели формирующего эксперимента:
1. Проверка эффективности разработанной методики обучения компьютерной графике. Для количественной проверки выдвинутой гипотезы на этом этапе педагогического эксперимента были определены основные критерии проверки эффективности разработанной методики обучения компьютерной графике, по которым в дальнейшем проводилось сравнение качества знаний учащихся до и после обучения. Подробно критерии приведены ниже.
В качестве показателей, позволяющих судить об уровне знаний студентов, будем использовать:
Правильность выполнения задания;
Осознанность выполнения задания.
Для оценки результатов педагогического эксперимента со студентами 3 курса математического факультета КфПГУ им. М.В.Ломоносова использовался метод профессора Н.В.Хованова, разработанный в Санкт-Петербургском государственном университете.
