Содержание к диссертации
Введение
Глава I. НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ МЕТОДИКИ ФОРМИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ КУЛЬТУРЫ СТУДЕНТОВ 10
1.1. Информационная культура общества и личности 10
1.2. Модель информационной культуры студента 17
1.3. Развитие образовательной парадигмы в условиях информационного общества 28
1.4. Дидактические основы формирования информационной культуры студентов 33
1.5. Педагогические технологии и выбор методов преподавания в процессе формирования информационной культуры студентов 49
Выводы по первой главе 66
Глава II. СОСТОЯНИЕ СФОРМИРОВАННОСТИ ИНФОРМАЦИОННОЙ КУЛЬТУРЫ СТУДЕНТОВ В ПРАКТИКЕ ОБУЧЕНИЯ 68
2.1. Критерии определения уровня развития информационной культуры студентов 69
2.2. Задачи и организация эксперимента по выявлению состояния, сформированности информационной культуры студентов 88
2.3. Основные уровни развития информационной культуры студентов 92
Выводы по второй главе 100
Глава III. МОДУЛЬНО-РЕИТИНГОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ РАЗВИТИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ КУЛЬТУРЫ СТУДЕНТОВ 102
3.1. Технологии обучения и подходы к формированию содержания подготовки по информатике 102
3.2. Формы организации учебно-познавательного процесса и виды учебной деятельности 115
3.3. Система контрольно-обучающих и тестовых заданий 146
3.4. Технология контроля и направления мониторинга знаний студентов 163
3.5. Результаты использования технологии развития информационной культуры студентов 167
Выводы по третьей главе 199
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 200
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 202
ПРИЛОЖЕНИЕ 217
- Информационная культура общества и личности
- Критерии определения уровня развития информационной культуры студентов
- Технологии обучения и подходы к формированию содержания подготовки по информатике
Введение к работе
Актуальность исследования. Характерной чертой развития человечества на протяжении последних десятилетий является процесс перехода к единому мировому информационному сообществу. Данное обстоятельство определяет необходимость подготовки специалистов различных направлений, имеющих высокий уровень информационной культуры.
Важнейшими показателями информационной культуры специалиста являются такие качества субъекта как высокие информационные потребности, умения, навыки и способности работы с информацией на основе современной вычислительной техники (В.З.Коган, МПЛапчик, Е.СПолат, Е.К.Хеннер, К.Г.Флейхзиг, Е.Козел, О.А.Бюлов, Р.Рапп-Вагнер и др.). Формирование этих качеств чрезвычайно сложный процесс, требующий научного управления, а следовательно, и соответствующих теоретических разработок целого ряда проблем, среди которых особой актуальностью отличается проблема создания теоретической модели информационной культуры. В практическом отношении эта модель может служить опорой для разработки научно обоснованных методик и программ, применяемых в системе воспитания и обучения.
Задаче развития информационной культуры студентов в процессе учебной деятельности уделяется серьезное внимание в исследованиях по информатике, методике преподавания информатики, психологии и педагогике. Результаты этих исследований оказывают заметное влияние на совершенствование учебно-воспитательного процесса в высшей школе, на усиление теоретико-практической направленности курса информатики. В настоящее время методика преподавания информатики располагает экспериментальными исследованиями, посвященными изучению процессов формирования и развития информационной культуры обучающихся, активизации учебного процесса, совершенствования методов и приемов обучения информатике (А.П.Ершов, К.К.Колин, М.ГЪЛапчик, В.СЛеднев, С.Пейперт, Б.А.Сазонов, А.Л.Семенов, ИР.Семакин, Е.ЬСХеннер и др.). Однако проблема развития информационной культуры сту-
дентов остается актуальной как в теории, так и в практике обучения. В стороне от внимания исследователей остались вопросы педагогических технологий формирования информационной культуры студентов, не разработана четкая система критериев определения уровня сформированности информационной культуры студентов, недостаточно раскрыты задачи и пути формирования информационной культуры студентов в процессе изучения информатики. Решение данных проблем определяет перспективное направление в методике преподавания информатики и практике организации учебно-воспитательного процесса: содержание образования по информатике обогащается новыми процессуальными умениями, развитием способностей оперировать информацией, творческим решением проблем науки и практики с акцентом на индивидуализацию образовательных программ.
Сказанным определяется актуальность проблемы нашего исследования, которая состоит в устранении несоответствия между необходимостью развития информационной культуры студентов в процессе изучения информатики и недостаточной теоретической и практической разработкой вопроса построения и использования в учебном процессе высшей школы технологий, направленных на развитие информационной культуры в процессе изучения информатики.
Цель исследования заключается в построении технологии обучения информатике, реализация которой позволит повысить уровень развития информационной культуры студентов физико-математических специальностей.
Объектом исследования выступает процесс обучения информатике в вузе, его предметом - технология обучения информатике, направленная на формирование и развитие информационной культуры студентов.
Гипотеза исследования: обучение информатике студентов физико-математических специальностей по технологии, основанной на модели информационной культуры студента, интеграции принципов дифференцированного и индивидуализированного обучения; структурировании содержания обучения по модульному принципу с использованием рейтинговой системы контроля; системе контрольно-обучающих заданий деятельностного характера; увеличении
доли самостоятельной деятельности студента будет способствовать развитию информационной культуры студентов.
В соответствии с целью, объектом, предметом и гипотезой исследования нами были определены следующие задачи:
изучить современное состояние проблемы в психологической, педагогической, методической науке;
построить модель информационной культуры студентов;
определить дидактические основы, необходимые для организации работы по развитию информационной культуры студентов в процессе изучения информатики;
на основе построенной модели информационной культуры разработать качественное описание уровней сформированности компонентов информационной культуры студентов, создать и проверить систему тестовых диагностирующих заданий;
разработать технологию обучения информатике, направленную на развитие информационной культуры студентов;
провести экспериментальное обучение студентов по созданной технологии и определить ее эффективность.
Теоретическую и методологическую основу исследования составляют основные положения работ, связанных с философией (Э.КГусинский, В.З.Коган, М.О.Турчанинова и др.), педагогикой (Ю.К.Бабанский, ПИ.Пидка-систый, И.П.Подласый и др.), психологией (А.СВыготский, ПЛ.Гальперин, А.Н.Леонтьев, С.Л.Рубинштейн и др.), с концепцией педагогической кибернетики в учебном процессе высшей школы (Ю.Н.Кулюткин, Е.И.Машбиц, Н.Ф.Талызина и др.), теорией и методами информатики, с методикой преподавания информатики (А.И.Бочкин, А.П.Ершов, МПЛапчик, И.Г.Семакин, Е.К.Хеннер и др.), с педагогической квалиметрией и опытом применения рейтинговой системы управления обучением (Н.К.Гайдай, И.Грандберг, ВЛ.Зинченко, РЛ.Касимов, Т.Н.Шабалина и др.), с исследованиями в области
6 модульного обучения (Н.А.Ахметова, М.А.Анденко, Р.СБекирова, КЛ.Вазина, Г.В. Лаврентьев, Н.Б.Лаврентьева, М.А.Чошанов, А.Юцявичене и др.).
В исследовании используется комплекс взаимосвязанных и дополняющих друг друга методов исследования: анализ философской, психологической, педагогической, методической литературы, наблюдение процесса обучения, поисковый, констатирующий и обучающий эксперименты, анализ экспериментальных данных с помощью методов математической статистики.
Научная новизна работы заключается в следующем:
определены дидактические основы формирования информационной культуры студентов, состоящие из: а) унифицированного, минимального содержания образования (Государственные общеобязательные стандарты высшего образования); б) расширенного содержания образования (в соответствии с моделью информационной культуры студента, фундаментальной структурой предметной области информатики); в) организации обучения, форм, методов и приемов педагогической деятельности;
предложена классификация практических методов формирования информационной культуры, в основе которой находится комплекс внешних, внутренних и функциональных характеристик методов обучения, связанных отношениями деятельности в процессе обучения: метод обучения без выводов (обучение порядку выполнения операций), метод обучения на примерах (обучение через выполнение упражнений), метод обучения на метауровне (обучение через задачи) - каждый из которых описывается через соотношение "вид - подвид".
Теоретическая значимость исследования заключается в том, что:
- уточнена модель информационной культуры студентов, соответствую
щая задачам подготовки студентов физико-математических специальностей, в
составе которой выделены мотивационная сфера, алгоритмическая культура,
компьютерная грамотность и творческая деятельность;
- разработана методика оценки эффективности технологии обучения, на
правленной на развитие информационной культуры, с помощью аппарата ма-
тематической статистики и показателей, традиционно используемых в высшей школе (успеваемость, качество, средний балл).
Практическая значимость исследования обусловлена тем, что в нем разработана и внедрена в учебный процесс технология обучения информатике студентов физико-математических специальностей, направленная на развитие информационной культуры студентов. Разработанная технология может быть использована для преподавания других дисциплин естественно-научного цикла и специальных дисциплин, а также при подготовке учебно-методических комплексов для вузов.
Теоретические основы и практические материалы данного исследования используются в вузе на лекциях и практических занятиях по методике преподавания информатики, в спецсеминарах.
Этапы исследования. Исследование является результатом теоретической и экспериментальной работы автора с 1998 по 2005 г.
На первом этапе (1998-2000) была определена область исследования и его проблема; изучалась философская, психологическая, педагогическая, дидактическая, методическая литература, посвященная вопросам развития мышления личности, образования понятий, управления умственной деятельностью человека, как процессом усвоения знаний. В конце этого этапа сформулированы исходные положения исследования, состоящие в том, что развитие информационной культуры студентов в процессе изучения информатики возможно при соблюдении следующих условий: а) предметом усвоения студентов являются понятия в области информатики и компьютерных технологий, их признаки, овладение алгоритмическими, пользовательскими умениями, и затем на этой основе - формирование опыта творческой деятельности; б) использование для активизации деятельности студентов практических задач, решение которых предполагает знание студентами понятий, способов деятельности; в) обучение носит фундаментальный характер, т.е. теория подается дедуктивным способом и излагается в соответствии с технологическим подходом к отбору учебного материала; г) в процессе обучения происходит постоянное увеличение доли самостоя-
тельной познавательной деятельности студента; д) в процессе обучения постоянно присутствует контроль во всех его видах (рейтинговая технология контроля). По нашему предположению, эта совокупность условий должна явиться достаточной для развития информационной культуры студентов.
На втором этапе исследования (2000-2002) сформулирована рабочая гипотеза. В этот период определены принципы, содержание и методы обучения, необходимые для организации работы по формированию и развитию информационной культуры студентов, выделены исходные позиции для построения экспериментального обучения. Одновременно с теоретическим поиском в университете "Кайнар", Павлодарском государственном университете им.С.Торайгырова проводился констатирующий эксперимент по определению исходных уровней сформированности компонентов информационной культуры студентов.
Третий этап исследования (2002-2005) — проведение экспериментального обучения: реализация построенной технологии развития информационной культуры студентов в процессе изучения информатики. Выполнено обобщение экспериментальных данных, проведена их статистическая обработка, уточнены выводы исследования.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Информационная культура студента - полифункциональная динамиче
ская система, концептуальная модель которой состоит из четырех компонентов:
мотивационной сферы, алгоритмической культуры, компьютерной грамотности
и творческой деятельности.
2. Успешному развитию информационной культуры студентов физико-
математических специальностей в процессе изучения информатики способству
ет технология обучения, ориентированная на модель информационной культу
ры студента и основанная на принципах дифференцированного и индивидуали
зированного обучения; увеличении в процессе обучения доли самостоятельной
познавательной деятельности студента; структурировании содержания обуче
ния по циклической технологической схеме "изучение теории - изучение
средств информатизации - изучение технологии"; построении учебного курса по модульному принципу с использованием рейтинговой системы контроля; использовании системы контрольно-обучающих заданий деятельностного характера.
Обоснованность и достоверность результатов исследования и основных выводов, сформулированных в диссертации, обеспечивается использованием научно-обоснованных методов с опорой на теоретические положения, изложенные в философской, психологической, педагогической, методической литературе; последовательным проведением педагогического эксперимента, использованием методов математической статистики в обработке результатов.
Апробация и внедрение результатов исследования в практику осуществлялось в учебном процессе Павлодарского государственного университета им.С.Торайгырова по специальностям "Математика", "Информатика", "Физика и информатика", "Математика и физика", "Информационные системы" (1999-2005), университета "Кайнар" по специальностям "Информатика", "Математика и физика" (1999-2005), Алматинского института экономики и статистики Министерства образования и науки Республики Казахстан (1999-2002) по специальности "Информационные системы". Результаты исследования докладывались на Международной научно-практической конференции "10 лет независимости Казахстана: итоги и перспективы" (Алматы, 2001 г.), на Международной научной конференции "Первые Ержановские чтения" (Павлодар, 2004), на Международной научно-методической конференции "Качество образования: менеджмент, достижения, проблемы" (Новосибирск, 2005), на Международном конгрессе "Образование и наука в XXI веке: проблемы интеграции и правового регулирования" (Новосибирск, 2003), обсуждались на научных семинарах кафедры "Информатика и дискретная математика" Новосибирского государственного педагогического университета, научных семинарах кафедр "Математика и информатика", "Вычислительная техника и программирование" и семинарах для молодых преподавателей Павлодарского государственного университета им.С.Торайгырова (2001-2005).
Информационная культура общества и личности
Человечество вступило в качественно новую стадию своего развития - построение информационного общества. Информатизация современного мира — одна из закономерностей общественного развития — наметилась давно, но начала себя стремительно проявлять лишь во второй половине XX века.
Предвидение перехода к информационной цивилизации отмечено в трудах исследователей в начале прошлого века: в 20-е годы О.Шпенглер провозгласил закат индустриальной цивилизации, но еще не обозначил содержание новой, идущей ей на смену; в 40-е годы австралийский экономист К.Кларк вполне определенно говорил о наступлении общества информации и услуг, общества с новой экономикой и технологией производства; в конце 50-х годов американский экономист Ф.Махлуп выдвинул тезис о наступлении информационной экономики и превращении информации в важнейший товар; в конце 60-х годов лидер постиндустриализма Д.Белл предсказывал превращение индустриального общества в информационное; в начале 80-х годов формирование информационного общества в развитых странах Запада и Японии отмечено американским профессором Дж.Мартином и японским профессором И.Масудой. Исходя из идеи об информационной экономике, Б.Нейнус разработал стратегию развития информационного общества, предполагая фундаментальную перестройку функционирования общества, любой информационной деятельности путем информационной революции. По его мнению, сочетание телекоммуникационных систем и компьютеров является очередной информационной революцией в человеческой цивилизации. Предшествующие информационные революции были вызваны изобретением языка, письменности и печати, телеграфа и телефона, средств массовой информации, а последняя - изобретением компьютера. Эти достижения были революционизирующими, потому что радикально изменили инфраструктуру общества: пути и способы поиска, сбора, переработки, хранения, передачи и использования информации для повышения функционирования производственной, экономической, образовательной и других видов деятельности.
Наиболее глубоко концепция информационного общества развита японскими социологами К.Дзюнносукэ, И.Масуда, К.Койема и Т.Нода. В своих трудах они показали абсолютную роль информации для развития общества. Социальная информация является главным фактором, основой не только духовного творчества, но и материального производства. Проектируя черты "информационного общества", в котором возникнет "государство всеобщего расцвета человеческого интеллектуального творчества вместо избыточного материального потребления", видный японский футуролог И.Масуда исходит из того, что в этом направлении ведет сама логика стадиального развития информационной и компьютерной технологии. Сначала компьютеры использовались для решения научных задач в масштабах отдельной страны (1945-1970), затем — задач управления (1955-1980), далее (1970-2000) объектом компьютеризации становится общество в целом, а целью — улучшение социальных условий. На современном этапе будет решаться проблема личности. На этой стадии индивиды получат возможность пользоваться информацией "так же свободно, как электричеством или водой" через национальные, а впоследствии через глобальные информационные сети, что, по мысли автора, приведет к всеобщему благоденствию. Духом времени в информационном обществе" станет "глобализм", для которого характерны идеи осуществления единства человечества, мирный симбиоз человечества и природы и возникновение "глобального информационного общества", не знающего региональных и национальных границ.
Информатизация общества предъявляет к субъекту совершенно новые требования и прежде всего требование значительного повышения его информационной культуры. Термин "информационная культура" является сравнительно новым. Многие вопросы, связанные с выяснением его содержания, стали предметом целостного, системного анализа.
Актуальность изучения информационной культуры личности и методов её формирования обусловлена многими факторами, наиболее значимым из которых, на наш взгляд, является противоречие между ростом количества информации различной природы (научно-технической, экономической, социально-политической и т.д.) и её непрофессиональным потреблением субъектами, что становится препятствием для оптимального и эффективного развития современного общества.
Высокие информационные потребности, умение, навыки и способности работы с информацией на основе современной вычислительной техники, а также другие качества субъекта являются важнейшими показателями его информационной культуры (В.З.Коган, М.П.Лапчик, Е.С.Полат, Е.К.Хеннер, К.Г.Флейхзиг, Е.Козел, О.А.Бюлов, Р.Рапп-Вагнер и др.). Однако их формирование — чрезвычайно сложный процесс, требующий научного управления, а следовательно, и соответствующих теоретических разработок целого ряда проблем, среди которых особой актуальностью отличается проблема создания теоретической модели информационной культуры. В практическом отношении теоретическая модель информационной культуры может служить опорным пунктом для разработки научно обоснованных методик и программ, применяемых в системе воспитания и обучения.
Критерии определения уровня развития информационной культуры студентов
Сложность решения задачи отбора комплекса критериев для "замера" уровня развития информационной культуры студентов состоит в том, что информационная культура представляет собой систему, состоящую из нескольких компонентов, взаимосвязанных между собой и имеющих разную степень сформированности и разную степень взаимопроникновения. Некоторые из этих компонентов доминируют, другие отступают на задний план и сохраняются как потенциальные. Поэтому в зависимости от целей и технологий обучения в одних условиях успешнее развивается алгоритмическая культура, а применение других технологий обучения быстрее формирует умения компьютерной грамотности у студентов. О различной освещенности этого вопроса в методической литературе свидетельствует наличие разнообразных критериев для определения сдвига в развитии информационной культуры студентов: в качестве показателей используются логические операции: анализ, синтез, абстрагирование, обобщение; знания понятий и терминов, специальных и общепредметных умений и навыков; критерии развития творческого мышления студентов, включая умение моделировать.
Однако объективное исследование реально существующих связей между действующими и потенциальными уровнями развития информационной культуры студентов должно учитывать не единичные показатели, а целый комплекс критериев.
Это положение дает возможность соединить критерии в группы, установить связи между группами и выделить уровни развития информационной культуры студентов. Конкретизируем эти положения в соответствии с предметом нашего исследования. Для "замеров" развития информационной культуры студентов в процессе изучения информатики следует выделить, во-первых, понятия, их признаки, которым специально учат, и попытаться установить уровень обученности этим понятиям, их признакам, во-вторых, алгоритмические и пользовательские и умения системного мышления и творческие умения, которым учат в процессе изучения информатики, и попытаться определить уровень обученности этим умениям. Уровень развития информационной культуры студента проявляется в его познавательной и практической деятельности. Такой подход позволяет ввести специально разработанные словесные характеристики уровня развития информационной культуры студента.
Формируя характеристики уровня развития информационной культуры, мы воспользовались терминами и понятиями, применяемыми в государственных образовательных стандартах: "знание" и "умение". Представим зависимость между уровнем развития информационной культуры личности студента и наличным уровнем знаний и умений в самом общем виде (рисунок 2.1). На рисунке 2.1 изображен принцип, положенный нами в. основу описания уровневой структуры информационной культуры личности студентов.
Технологии обучения и подходы к формированию содержания подготовки по информатике
В соответствии с дидактическими основами управления целостным учебно-воспитательным процессом, изложенными нами в главе 1 п. 1.4, разработаны подходы к формированию содержания подготовки по информатике и технологии обучения.
Технология обучения является основной частью системы управления учебно-познавательным процессом, дидактические принципы построения которого описаны в трудах Ю.К.Бабанского, И.Я.Лернера, М.Н.Скаткина, В.Оконя и др. В соответствии с принципами и структурными элементами педагогической технологии (глава 1), технология обучения включает содержание образования (3 элемент), дидактические системы (4 элемент) и формы организации обучения (5 элемент), к описанию которых мы переходим.
Содержание образовательных программ по информатике отражает структуру её предметной области и предусматривает изучение взаимосвязанных разделов теории, средств информатизации и информационных технологий [137]. При этом значимость каждого из разделов определяется приоритетными целями обучения, которые могут предусматривать подготовку профессионала, решение задач воспитания и общего развития или овладения конкретными практическими умениями и навыками. Во всех перечисленных случаях подходы к формированию содержания подготовки, как и выбору форм, методов и средств обучения, существенно различаются.
При разработке учебных планов и программ подготовки специалистов по информатике, рассчитанных на весь период обучения в вузе, используется традиционный подход, который можно назвать "фундаментальным" (рисунок 3.1).
Фундаментальный подход к отбору учебного материала Главной целью такого подхода является формирование полноценной части программы, посвященной изучению фундаментальных основ, теории и методов разработки средств информатизации и информационных технологий. Изучение же самих средств и технологий призвано закрепить теоретические знания и вооружить специалиста современными средствами и информационными технологии реализации основных профессиональных функций.
В случае разработки программ базовой подготовки по информатике студентов различных специальностей изучение теории и методов информатики, как и средств информатизации, не является самоцелью. Приоритет в этом случае отдается изучению универсальных и профессионально ориентированных информационных технологий, т.е. реализуется подход, который можно назвать "технологическим" (рисунок 3.2).
В рамках технологического подхода в соответствии с деятельност-ными характеристиками профессии в программу отбираются модули, посвященные изучению и освоению необходимых специалисту информационных технологий, затем - модули изучения технических и программных средств реализации технологий, а далее уточняются и учитываются требования к теоретической и естественно-научной подготовке.
Наряду с фундаментальным и технологическим подходами может реализовываться "технический" подход (рисунок 3.3), используемый при составлении краткосрочных целевых программ повышения квалификации, переподготовки и т.д. Если при техническом подходе цель обучения -адаптация обучаемых к новой технической или программной среде, то цель краткосрочных целевых программ - освоение новой информационной технологии или изучение теоретических разделов информатики. При техническом подходе цели обучения являются комплексными, при планировании краткосрочных программ цели обучения являются частными. В процессе разработки учебной программы используется каждый из этих подходов в отдельности, возможно их совместное использование.
