Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Основные направления совершенствования подготовки по сетевым технологиям учителей информатики в педвузе 13
1.1. Информационные процессы в обществе - основные тенденции ... 14
1.2. Интеграция педагогических и информационных технологий 28
1.3. Профессиональная деятельность учителя информатики в условиях информатизации образования 47
1.4. Сетевые технологии в образовательной области «Информатика» в высшей школе 70
Глава 2. Курсы по сетевым технологиям и методика их изучения 85
2.1. Тенденции и анализ развития курсов по сетевым технологиям ведущих вузов и компьютерных фирм 85
2.2. Отбор содержания курсов по сетевым технологиям 138
2.3. Методика изучения курсов по сетевым технологиям 145
2.4 Анализ педагогического эксперимента 148
Заключение 152
Приложения 155
- Информационные процессы в обществе - основные тенденции
- Интеграция педагогических и информационных технологий
- Тенденции и анализ развития курсов по сетевым технологиям ведущих вузов и компьютерных фирм
Введение к работе
Актуальность исследования. В России, как и во всех развитых странах, происходит переход к информационному обществу. Этот процесс характеризуется тем, что доминирующим фактором развития становится эффективное использование компьютерных технологий, в частности сетевых. Поэтому потребность в квалифицированных специалистах, владеющих в полном объеме информационно-компьютерными методами обработки информации, возрастает. * Функциональные возможности и технические характеристики компьютерных сетей в последние годы исключительно быстро растут, а их стоимость неуклонно снижается, что делает их все более доступными для массового пользователя. Эти возможности в настоящее время значительно опережают тот уровень подготовленности общества, который требуется для их эффективного использования, что ставит перед образованием новую проблему.
Необходимость внедрения сетевых технологий в образование обусловлена в частности тем, что в современных условиях человеку приходится заниматься самообразованием всю свою сознательную жизнь, образование должно быть непрерывным. Непрерывное образование в значительной мере связано с дистанционными формами обучения, то есть с реализацией сетевых технологий. Сетевые технологии открывают также большие возможности для эффективного осуществления личностжь ориентированной парадигмы образования.
Информационные, в том числе и сетевые технологии есть % системообразующий фактор непрерывного образования. В результате развития средств информационных технологий и их влияния на процесс образования появляются следующие аспекты.
1. Снижается инерционность образовательных систем, повышаются их адаптационные возможности. В первую очередь это происходит за счет реализации качественных изменений в информационно-методическом обеспечении процесса обучения.
Получение знаний происходит не только через школьное образование. Этот аспект предопределяет как повышение конкурентоспособности образования, так и объективизацию передаваемой при обучении информации.
Создаются предпосылки для «промышленной революции в образовании» с помощью перехода к новым специфическим носителям социальной памяти.
Отсюда вытекает необходимость пересмотра существующей образовательной парадигмы и переход к личностно-ориентированной парадигме.
В чем же заключается роль сетевых и информационных технологий при переходе к личностно-ориентированной парадигме? Приведем основные аспекты.
Получение знаний отдельным человеком при использовании средств сетевых технологий становится все более универсальным как за счет открывающихся возможностей индивидуализации способов трансляции знаний в процессе обучения, так и за счет применения сетевых технологий в процессе самообразования.
Широкое использование тестирования (на основе стандартов) результатов обучения учащихся становится более эффективным при использовании сетевых технологий, обеспечивающих определенную жесткость и объективность этого процесса.
Профильная дифференциация на практике сталкивается с проблемами как организационными, так и педагогическими, связанными с отбором содержания, форм и методов профильного обучения. От степени инерционности образования напрямую зависит успешное решение этих проблем. Применение сетевых технологий, средств телекоммуникации в различных аспектах помогает снизить инерционность образования. Следовательно, применение сетевых технологий можно рассматривать как один из факторов, обеспечивающих успешное решение задач профильной дифференциации обучения.
4. Дистанционное обучение на основе сетевых технологий выступает сегодня как хороший механизм формирования системы непрерывного образования.
Итак, сетевые технологии, являясь частью информационных технологий, предопределяют изменение иерархии целей и структуры образования, форм и методов обучения, содержание общего образования (включая информатику). Сетевые технологии дают предпосылки для реализации парадигмы образования, ориентированной на личность, в связи с чем на первый план выдвигается проблема наилучшего использования сетевых технологий в образовании.
Наконец, отметим и такой прагматический аспект внедрения сетевых технологий в образование. Все больше школ и вузов России подключаются к глобальной компьютерной сети Интернет; создают локальные компьютерные сети для управления образовательным процессом.
Решение этих задач требует наличия квалифицированных специалистов, подготовку которых в системе высшего образования необходимо улучшить.
Для анализа текущего состояния использования сетевых технологий в образовании обратимся к истории информатизации образования.
А.А. Кузнецов содержание информатики рассматривал в двух аспектах. [107]
1. Системно-информационная картина мира - общие закономерности строения и функционирования самоуправляемых систем. Является сферой пересечения информатики и кибернетики.
2, Методы и средства получения, обработки, передачи, хранения и использования информации, решение задач с помощью компьютера и других средств информационных технологий.
Проработка первого аспекта в школе была начала еще B.C. Ледневым в 1961 г., когда появился предмет «кибернетика», отражающий новое направление в науке. Позднее B.C. Леднев и А.А. Кузнецов создают курс «Основы кибернетики», который был утвержден для 9-10-х классов в качестве факультативного. [50] Курс раскрывал сущность информационного подхода к изучению действительности, общие закономерности информационных процессов и принципы строения систем управления. К сожалению, лаборатория была закрыта в конце 1975 г.
Второй аспект нашел свое понимание прежде всего в «орудийном» применении компьютера. В 1959-1960 учебном году был создан экспериментальный класс по подготовке лаборантов-вычислителей. Обобщением опыта явился курс «Математические машины» по изучению ручного программирования на примере системы команд БЭСМ-2. Позднее последовали работы В.М. Монахова [60] и В.Г. Житомирского. Опыт преподавания основ программирования обусловил к началу 70-х гг. понимание необходимости формирования общей алгоритмической культуры учащихся. Исследования М.П. Лапчика [47] и Л.П. Червочкиной [118] положили начало формированию алгоритмической линии в математике. У М.П. Лапчика впервые было введено понятие «алгоритмическая культура».
С 1968 г. в Новосибирске были начаты эксперименты по определению содержания и методов преподавания программирования. В результате экспериментов была выделена концепция, ставшая наиболее современной и полной. Она была почти полностью перенесена в программу и содержание курса школьной информатики. Но ее воплощение в школьном курсе А.П. Ершова было далеко от идеала. Не были учтены многие достижения и выводы ученых, работавших в различных городах и условиях.
Дальнейший процесс становления общеобразовательного курса информатики отличается многообразием точек зрения на принципы отбора содержания и на формы и методы преподавания, в зависимости от того, что было наиболее важным в схеме «объект-модель-алгоритм-программа».
Здесь следует выделить следующую проблему. Если при первоначальном введении курса информатики в систему общеобразовательных учебных дисциплин средней школы ставилась цель достижения компьютерной грамотности, то сейчас она утрачивает актуальность. Данная цель может быть достигнута (при условии нарастающей компьютеризации общества) другими средствами -самостоятельным изучением компьютера на бытовом уровне, использованием компьютера в преподавании других дисциплин, при узконаправленной профессиональной подготовке и т.д. С другой же стороны, столь утилитарная цель, как подготовка грамотного в компьютерном отношении пользователя, даже в малой степени не исчерпывает общеобразовательного потенциала такой перспективной науки, как информатика.
Выделим основные линии в общеобразовательном курсе информатики.
Алгоритмическая линия. Ее последовательным становлением занималась группа под руководством А.Г. Кушниренко. Они полагали, что курс информатики должен быть доступен учащемуся со средним уровнем математической подготовки. Курс ориентирован на использование школьного алгоритмического языка, формирует теоретические представления об алгоритмах и способах их записи. При этом происходит практическое освоение алгоритмического языка и навыков алгоритмизации, развитие алгоритмического мышления. [48]
Линия «информационных технологий». Наибольшее развитие получила в начале 90-х гг. Акцент был перенесен с алгоритмического языка и приемов программирования на решение практических, жизненных задач с использованием готовых программных средств. Такой подход развивали
А.Г. Гейн и др. Вышли учебные пособия В.А. Каймина [70] и Ю.А. Шафрина [121]. Некоторые исследователи считали главной задачей информатики обучение работе с прикладными программами.
В результате стали очевидны общие недостатки курсов, основанных на методике, где преобладала та или иная линия. В первую очередь следует отметить несоответствие школьного курса информатики как предмета структуре информатики как науки. Это обусловливало лишь частичную реализацию дидактических принципов (научности, системности, последовательности и т.д.), что привело к отсутствию у учащихся системных научных знаний в области информатики [8]. Во-вторых, четко выделился разрыв между тенденциями процесса информатизации общества и содержания образования.
Развитие содержания курса информатики пошло в сторону вычленения фундаментальных основ науки, группируемых вокруг ее главной категории «информация» на основе идей и методов формализации и информационного моделирования (В.К. Белошапка, С.А. Бешенков, С.Г. Григорьев, А.А. Кузнецов, B.C. Леднев и др.).
В результате в 1996-1998 гг. под руководством А.А.Кузнецова появился «Проект образовательного стандарта по информатике»[107], который стал действительно узловой точкой школьной информатики, синтезировав представленные выше подходы.
Однако сетевые технологии нашли не совсем полное отражение в системе педагогического образования по информатике.
Благодаря все большему использованию в различных сферах деятельности человека, умения и навыки применения сетевых технологий приобретают общеобразовательный характер и внедряются в содержание обучения информатике в средней школе, особенно в профильные курсы по этому предмету в старших классах.
Таким образом, современный учитель информатики должен быть готов к: преподаванию основ сетевых технологий в базовом и профильных курсах информатики в средней школе; использованию образовательных ресурсов компьютерных сетей в своей профессиональной деятельности, для повышения квалификации; созданию новых сетевых образовательных ресурсов.
Вместе с тем, анализ содержания стандарта и программ подготовки в области сетевых технологий в педвузах показывает, что эта подготовка сводится, как правило, к формированию пользовательских умений в сети Интернет. Такой подход не позволяет в должной мере обеспечить уровень подготовки будущих учителей информатики к реализации всех компонентов их профессиональной деятельности, связанной с использованием сетевых технологий в образовании.
Отдельным аспектам исследований в области использования сетевых технологий в образовании посвящены работы М.Н. Алексеева, А.А. Андреева, Д.А. Богдановой, Г.И. Дацюк, Е.И. Дмитриевой,
С.Д. Каракозова, А.В. Могилева, М.В. Моисеевой, А.С. Недобоя, СВ. Панюковой, Н.Ю. Пахомовой, Е.С. Полат, Т. А. Пил иловой, В .П. Тихомирова, А.Ю. Уварова, А.В. Шелухиной, Н.А. Юнерман, A.M. Яшина и др.
Однако в этих работах не проводится систематического научного исследования, связанного с обоснованием и разработкой содержания подготовки будущих учителей информатики в педвузах по сетевым технологиям. К тому же многие работы рассматривают сетевые технологии только лишь в одном узком, пользовательском аспекте - применения сети Интернет в обучении. При этом не учитывается необходимость изучения основ и теории компьютерных сетей, а также не рассматривается использование Интернета с точки зрения управления ресурсами этой сети. Не в полной мере изучаются вопросы администрирования сетевых операционных систем.
Все это и определяет актуальность работы, посвященной исследованию проблемы, состоящей в разрешении противоречия между существующей в настоящее время подготовкой учителей информатики и современных требований к их подготовке с учетом влияния сетевых технологий на все компоненты профессиональной деятельности учителя этого предмета в ближайшей перспективе.
Цель исследования заключается в совершенствовании методики обучения сетевым технологиям в педагогическом вузе.
Объект исследования - содержание профессиональной подготовки учителей информатики.
Предметом исследования являются содержание и методика обучения учителей информатики сетевым технологиям в педвузах.
В основу проводимого исследования положена гипотеза.
Учитель информатики получает адекватную современным требованиям подготовку в области сетевых технологий, если - содержание курсов будет построено на основе анализа изменений в содержании компонент профессиональной деятельности учителя информатики. - требования к результатам обучения будут ориентированы на формирование знаний, умений и навыков по сетевому программированию, работе с базами данных и с корпоративными информационными системами.
Проблема и цель исследования определили необходимость решения следующих задач: провести анализ места и роли сетевых технологий в развитии современного образования в условиях информатизации общества; разработать методику обучения сетевым технологиям, включающую структуру и содержание курсов по сетевым технологиям; экспериментально проверить эффективность разработанной методики;
В работе были использованы следующие методы: теоретический анализ философской, психологической, дидактической и методической литературы с целью выявления различных точек зрения на изучаемую проблему; изучение опыта работы преподавателей вузов и компьютерных корпораций, осуществляющих подготовку слушателей по сетевым технологиям, анализ учебных планов, учебных программ дисциплин «Компьютерные сети», «Сетевые технологии» и т.д; педагогический эксперимент.
Методологической основой исследования являются работы в области сетевых технологий (В.Г. Олифер, Ф. Зубанов, М. Гука, Э. Титтела, Д. Стегала и др.); развития системы методичсекой подготовки будущих учителей (Н.В. Кузьмина, В.И. Сластенин, С.Д. Смирнов и др.); работы по отбору содержания педагогического образования в условиях информатизации образования (Э.И. Кузнецов, М.П. Лапчик,
В.А. Извозчиков, Т.А. Лавина, И.В. Марусева, Д.Ш. Матрос, Т.В. Добудько, И.В. Роберт, Н.В. Софронова, СВ. Богданова и др.).
Научная новизна и теоретическая значимость исследования состоят в том, что в ходе исследования: рассмотрены тенденции изменения содержания основных компонентов профессиональной деятельности учителя информатики в связи с развитием сетевых технологий, широким использованием их в образовании; определены место и роль курсов по сетевым технологиям в педагогическом университете как части новых информационных технологий; устранены существующие недостатки программы подготовки учителей информатики, касающиеся недостаточного изучения основ теории компьютерных сетей, обучения использованию Интернета только с пользовательской точки зрения, слабого изучения вопросов администрирования сетевых операционных систем.
Практическая значимость заключается в том, что полученные результаты доведены до практических методик, которые могут служить для: - включения курсов по сетевым технологиям в программу подготовки учителей информатики; - использования на факультативных занятиях в школе; - индивидуального изучения данной области информационных технологий
Апробация работы осуществлялась путем докладов основных положений диссертации на научно-методических семинарах кафедры информатики и методики обучения информатике факультета информатики Вятского государственного педагогического университета. Были выполнены доклады на I и II межрегиональной научной конференции «Проблемы современного математического образования в педвузах и школах России» (г. Киров, 1998 г., 2001 г.), на всероссийской научной Интернет-конференции «Компьютерные технологии в образовании ComTech2001» (г. Тамбов, 2001 г.), на IV международной конференции памяти академика А.П. Ершова «Перспективы систем информатики» секции «Школьная информатика» (г. Новосибирск, 2001 г.).
На защиту выносятся следующие положения.
Информационные процессы в обществе - основные тенденции
Сейчас современное общество находится на этапе технологической революции, которая является столь же крупным историческим событием, как и индустриальная революция XVIII в., вызывая переломы в материальной основе экономики, общества и культуры. Для этой революции информационная технология является тем же, чем новые источники энергии были для индустриальных революций, начиная от паровой машины и далее к электричеству, ископаемому топливу и даже к атомной энергии, поскольку производство и распределение энергии было ключевым элементом индустриального общества.
В подтверждение слов о высокой важности информации в современном обществе можно привести высказывание Мануэль Кастелье: «Нынешний процесс технологической трансформации расширяется экспоненциально, поскольку он способен создать интерфейс между технологическими полями через общий цифровой язык, на котором информация создается, хранится, извлекается, обрабатывается и передается. Мы живем в мире, который, по выражению Николаса Негропонте, сделался цифровым.»[28]
Однако не следует путать утверждение о выдающейся роли информационных технологий с характеристикой нынешней революции, как существенно зависящей от нового знания и информации. Конечно, все это верно с точки зрения текущего процесса технологических изменений, но все это также относится и к предшествующим технологическим революциям. Первая индустриальная революция, не будучи основана на науке, все же опиралась на широкое использование информации, применяя и развивая существовавшие до этого знания. Вторая индустриальная революция, после 1850 г, характеризовалась решающей ролью науки в развитии инноваций.
Нынешнюю технологическую революцию характеризует не центральная роль знаний и информации, но применение таких знаний и информации к генерированию знаний и устройствам, обрабатывающим информацию и осуществляющим коммуникацию[28]. Это положение может прояснить следующая иллюстрация. Использование новых телекоммуникационных технологий в последние два десятилетия прошло через три отчетливых этапа: автоматизация задач, экспериментирование над использованием, конфигурация применений. На первых двух этапах технологическая инновация прогрессировала через обучение путем пользования. На третьей стадии пользователи обучались технологии, делая ее, и заканчивали, перестраивая сети и находя новые области применения. Обратная связь между введением новой технологии, пользованием ею и продвижением ее в новые области проходит в новой технологической парадигме намного быстрее. В результате, распространение технологии бесконечно увеличивает ее мощь, по мере того, как технология усваивается и переопределяется ее пользователями. Новые информационные технологии являются не просто инструментами, которые можно применить, но процессами, которые нужно разрабатывать. Пользователи и создатели могут объединиться в одном лице. Так, пользователи могут захватить контроль над технологией, как произошло в случае с Интернетом. Отсюда следует тесная связь между процессами создания и манипулирования символами (культурой общества), способностью производить и распределять товары и услуги (производственными силами). Впервые в истории человеческая мысль стала непосредственной производственной силой, а не просто решающим элементом производственной системы.
Таким образом, компьютеры, коммуникационные системы, генетическое декодирование и программирование - все это служит усилению и расширению человеческой мысли. Все, что мы думаем и как мы думаем, находит выражение в товарах, услугах, материальной и интеллектуальной продукции, будь то пища, кров, транспортные и коммуникационные системы, компьютер, ракеты, образование, здравоохранение или образы. Растущая интеграция между мыслями и машинами ликвидирует разрыв между ними, фундаментально меняя то, как мы рождаемся, живем, учимся, работаем, производим, потребляем, грезим, сражаемся или умираем. Разумеется, культурные/конституциональные контексты и целенаправленные социальные действия решающим образом взаимодействуют с новой технологической системой, но эта система имеет свою собственную встроенную логику, характеризуемую способностью переводить всю вложенную в нее информацию в общую информационную систему и обрабатывать такую информацию с растущей скоростью, с растущей мощностью, с убывающими затратами, в потенциально всеобъемлющей поисковой и распределительной сети.
При сравнении информационно-технологической революции с ее историческими предшественницами выделяется еще одна черта. Прошлые технологические революции имели место лишь в немногих обществах и распространялись в относительно ограниченных регионах, нередко изолированных в пространстве и времени по сравнению с другими регионами планеты. Например, в то время как европейцы заимствовали некоторые открытия, сделанные в Китае, Китай и Япония на протяжении многих столетий усваивали европейскую технологию только в очень ограниченных рамках, сведенных главным образом к военным применениям. Контакт между цивилизациями, стоявшими на разных технологических уровнях, часто принимал форму разрушения наименее развитых или тех, которые применяли свои знания в основном к невоенной технологии. Индустриальная революция распространялась на большую часть земного шара со своих родных западноевропейских берегов в течение последующих двух столетий.
Интеграция педагогических и информационных технологий
Выделенные выше тенденции позволяют сделать вывод о том, что современное общество предъявляет к образованию новые требования, которые, в свою очередь, детерминируют постоянное обновление педагогической науки [13]. Кризисные явления в российской образовательной системе [38, 68] стимулируют активный поиск путей улучшения качества образования на всех уровнях. В контексте инновационных направлений в педагогике довольно часто встречается термин «педагогические технологии» [6, 19, 21, 56, 85, 96, 123]. Учитывая неустойчивость тезауруса современной педагогической науки, определения данного понятия довольно разнообразны. В том числе, встречаются случаи соотношения понятий «педагогические технологии» и «ИТ» [85]. Насколько такое соотношение корректно? Актуально ли оно для современной педагогической науки и практики образовательного процесса? Попытаемся проанализировать данную ситуацию и обратимся сначала к общим определениям.
В широком смысле под технологией понимается «совокупность методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья, материала... осуществляемая в процессе производства продукции» [91, с. 1338]. Это определение связано с родственным понятием «техника» - от греческого «искусство, мастерство, умение» [91, с. 1337]). Технологический подход к изучению производственных процессов анализирует пути повышения их эффективности с помощью наиболее оптимальных средств.
Заимствование понятия «технология» из области производственно-технической терминологии гуманитарной наукой, каковой является педагогика, определяется рядом взаимосвязанных факторов.
Во-первых, это факторы, связанные с техногенным характером развития современной цивилизации. Техника как феномен объективной реальности и связанный с ней комплекс инженерно-технических дисциплин завоевывают все более прочное положение в структуре научного знания [29].
Кроме того, влияние темпов научно-технического прогресса определяет общую тенденцию к интенсификации (то есть к поиску наиболее оптимальных способов производства), применительно к самым различным областям деятельности человека. Соответственно и к образованию предъявляются новые требования - в том числе к интеллектуальному уровню обучаемого, его профессиональной мобильности и т.д. [54].
Другая группа факторов связана с сущностью человеческой деятельности. По словам А.И. Ракитова, технологизированная деятельность -неотъемлемая часть бытия человека разумного [83]. Логично было бы предположить, что деятельность по передаче социокультурного опыта, также является технологизированной. Таким образом, факторы эти есть ни что иное, как отражение двойственной природы техники в зеркале социокультурной деятельности человека (схема 1).
Традиционное отторжение «технологической метафоры» [31, с.5] наукой об образовании базируется на тезисе, что педагогика есть искусство, а, следовательно, не подчиняется рациональным законам. Данное противоречие разрешимо уже на понятийном уровне - ведь значение слова «техника» трактуется не только как «умение», но и как «мастерство» и «искусство». Таким образом, технология не противопоставляется этим двум понятиям, они закономерно являются ее компонентами.
Тенденции и анализ развития курсов по сетевым технологиям ведущих вузов и компьютерных фирм
С развитием информационных и сетевых технологий в конце 80-х — начале 90-х гг. в мире остро встал вопрос наличия специалистов, которые могли бы управлять растущими компьютерными сетями, сетевыми операционными системами и информационными структурами.
Ведущие фирмы-разработчики операционных систем и сетевых стандартов в 90-х г. разработали свои системы обучения и сертификации специалистов.
Компания Microsoft после обучения и контроля усвоения нескольких курсов выдает звание сертифицированного инженера Microsoft (Microsoft Certified Engineer, MSCE).
Наличие статуса MSCE гарантирует высокий уровень владения Windows NT и прочими операционными системами и продуктами Microsoft. Получение статуса MSCE подготавливает к работе по планированию, реализации, администрированию и поддержке информационных систем и сетей, построенных на основе Microsoft Windows NT и семейства продуктов BackOffice. [97] Чтобы получить статус инженера MSCE по операционной системе Windows NT, необходимо пройти несколько курсов, в том числе и «Networking Essentials», посвященный изучению сетевых технологий.
Компания Novell также обучает и сертифицирует специалистов на звание сетевого инженера Novell (Certified Novell Engineer, CNE). Для получения статуса инженера CNE по операционной системе Novell NetWare, необходимо пройти несколько курсов, в том числе и «Networking Technologies», посвященный изучению сетевых технологий.
С 1999 г. в Центре информационных технологий Московского государственного университета разработан и читается курс «Основы сетевых технологий». С 1998-1999 гг. в Московском физико-техническом университете разработаны и введены в программу подготовки специалистов различные курсы по сетевым технологиям: «Компьютерные сети», «Стек протоколов TCP/IP», «Сети ЭВМ с точки зрения пользователя» и т.д.
Приведем программу и произведем анализ содержания некоторых курсов.
Курс «Сетевые технологии» компании Netware
Курс рассчитан на занятие в виде семинаров объемом 56 часов. Обучение проводится по 8 часов в день в течение 1 недели. В ходе обучения лабораторные работы не проводятся. Студенты обеспечиваются учебным пособием, по которому происходят занятие под контролем преподавателя.
Курс разбит на 14 модулей. В каждом модуле сформулируем цели изучения модуля, а также даваемые умения и навыки. После изучения модуля выдаются контрольные задания для самостоятельного выполнения и последующей проверки.
Похожие диссертации на Совершенствование содержания обучения сетевым технологиям в педагогическом вузе
