Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПОДГОТОВКИ ГЕОИНФОРМАТИКОВ В ОБЛАСТИ ИНФОРМАТИКИ И ИКТ ДЛЯ СФЕРЫ МУНИЦИПАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ 16
1.1. Анализ современного состояния подготовки геоинформатиков в сфере муниципального управления в области информатики и ИКТ в системе высшего профессионального образования. 16
1.2. Компоненты профессиональной деятельности геоинформатика в сфере муниципального управления. 27
1.3. Характерные особенности информационной деятельности геоинформатика в сфере муниципального управления с использованием геоинформационных технологий. 35
1.4. Основные направления фундаментализации базовой подготовки по информатике и ИКТ в аспекте информационного моделирования объектов и процессов в будущей профессиональной деятельности геоинформатика. 44
ВЫВОДЫ по главе 1. 56
ГЛАВА 2. МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СТРУКТУРЫ И СОДЕРЖАНИЯ ПОДГОТОВКИ ГЕОИНФОРМАТИКОВ В СФЕРЕ МУНИЦИПАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ «ПРИКЛАДНАЯ ИНФОРМАТИКА» 59
2.1. Требования к уровню профессиональной подготовки студентов - геоинформатиков к применению геоинформационных технологий. 59
2.2. Принципы совершенствования содержания подготовки геоинформатиков в области применения геоинформационных технологий. 66
2.3. Содержание бл очно-модульной структуры курса «Информатика» подготовки геоинформатиков к применению геоинформационных технологий. 77
2.4. Результаты педагогического эксперимента по подготовке геоинформатиков в области применения геоинформационных технологий. 89
ВЫВОДЫ по главе 2. 103
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 105
БИБЛИОГРАФИЯ 110
- Анализ современного состояния подготовки геоинформатиков в сфере муниципального управления в области информатики и ИКТ в системе высшего профессионального образования.
- Характерные особенности информационной деятельности геоинформатика в сфере муниципального управления с использованием геоинформационных технологий.
- Требования к уровню профессиональной подготовки студентов - геоинформатиков к применению геоинформационных технологий.
Введение к работе
Актуальность исследования. Общество начала третьего тысячелетия характеризуется высокими темпами информатизации и возросшей значимостью интеллектуального труда. Информационные процессы, объекты и явления, их моделирование, а также методы и средства получения, обработки, отображения, передачи, хранения, продуцирования, использования информации являются одной из основ научного знания. В этих условиях возникает необходимость подготовки специалистов, компетентных в области прикладных аспектов информатики, продуцирования и применения средств информационных и коммуникационных технологий (ИКТ) как в процессе обучения, так и в профессиональной деятельности. Современные средства ИКТ, и в частности геоинформационные технологии, предоставляют большие возможности по информационному моделированию объектов, процессов и явлений в сфере муниципального управления, что обеспечивает эффективное управление организацией и успешное функционирование систем муниципального управления в соответствии с тенденциями социально-экономического развития. Возник целый ряд объективных факторов, настоятельно требующих качественного изменения решения задач муниципального управления. Это - обеспечение единства информационного пространства, предоставление необходимого уровня информационного обеспечения, повышение эффективности принятия управленческих решений, решения прикладных задач инвентаризации, анализа, оценки, прогноза, управления и территориальной организации муниципальных образований на основе использования средств ИКТ.
Активное развитие средств ИКТ определяет появление новых программных продуктов, в частности географических информационных систем (ГИС) и географических информационных технологий (ГИТ).
Подготовка специалистов по ГИС ведется в рамках междисциплинарной специальности 351400 «Прикладная информатика». Геоинформатик (специалист по ГИС) в сфере муниципального управления в период информатизации и глобальной массовой коммуникации общества должен владеть фундаментальными знаниями в области информатики, применения современных методов информатики и средств ИКТ в профессиональной деятельности, уметь с их помощью выявлять пространственные закономерности развития муниципальных образований, компонентов природной среды, коммерческой деятельности, моделировать, прогнозировать и предлагать оптимальные варианты развития муниципального образования.
Отдельные вопросы применения и проектирования средств ИКТ в области геоинформатики освещаются в работах Е.Г.Капралова, Н.В.Коноваловой, А.В.Кошкаревой, И.К.Лурье, В.С.Тикунова, В.Я.Цветкова, Е.Н.Черемисиной и др. Следует отметить, что большинство вышеупомянутых авторов отводят геоинформационным системам особую роль в высшем образовании, указывая на их огромные потенциальные возможности и недостаточную разработанность теоретических и практических вопросов применения средств ИКТ с позиций педагогики и методики профессионального образования.
Вопросам отбора содержания и разработки методики преподавания информатики в профессиональном образовании были посвящены работы Т.Б.Захаровой, С.С.Кравцова, А.А.Кузнецова, Э.И.Кузнецова, М.П.Лапчика, С.В.Панюковой, И.В.Роберт, Н.В.Софроновой и др. Методическими аспектами обучения информационному моделированию в профильном курсе информатики общеобразовательной школы занимались С.А.Бешенков, В.К.Белошапка, А.А.Кузнецов, А.С.Лесневский и др. Вместе с тем, одной из целей курса информатики для геоинформатиков является обеспечение прочного освоения фундаментальных знаний
методов информатики и ИКТ, и на этой основе - обеспечение получения умений и навыков применения средств ИКТ как в учебной, так и в дальнейшей профессиональной деятельности, в частности при информационном моделировании объектов муниципального образования и процессов в сфере муниципального управления с применением средств визуализации. Под объектом муниципального образования будем понимать цифровое представление реального объекта местности, содержащее его местоуказание и набор свойств, характеристик, атрибутов или сам этот объект. Разнообразие реальных объектов муниципального образования достаточно велико: здания, сооружения, средства коммуникации, земельные участки, лесонасаждения и т.д. и может быть представлено в виде отдельных элементов или объектов. Информационная модель объекта муниципального образования создается путем преобразования реального объекта местности в объемно-пространственную модель с использованием средств ИКТ, в частности геоинформационных технологий.
Преимущество геоинформационных технологий состоит в том, что они позволяют рассматривать объекты в их географическом окружении и исследовать взаимосвязи между объектами. Изучение взаимосвязей и взаимозависимостей пространственных объектов муниципального образования - основа информационного моделирования процессов в сфере муниципального управления. Под информационным моделированием процессов в сфере муниципального управления с помощью геоинформационных технологий будем понимать возможность прогнозирования и последовательного развития состояний объектов муниципального образования в пространстве и/или во времени на основе имеющихся данных и известных условий с применением средств визуализации.
Геоинформационные технологии являются мощным средством моделирования, и в то же время это средство приложения моделей, получения картины пространственного и/или временного прогноза на основе распространения полученной зависимости на исследуемую территорию (Е.Г.Капралов, А.В.Кошкарев, И.К.Лурье, В.С.Тикунов и др.). Применяя визуализацию в сочетании с функцией моделирования процессов, возможно составлять объективные, основанные на реальных предпосылках, прогнозы развития муниципального образования.
Так как предметная область «Информатика» является доминирующей как в учебной, так и в профессиональной деятельности специалиста по ГИС, то одной из задач информатики для этих специалистов является обучение информационному моделированию объектов муниципального образования и процессов в сфере муниципального управления. Существующие быстрые темпы развития методов информатики и средств ИКТ и малая временная дистанция между возникновением информатики как фундаментальной самостоятельной отрасли науки и внедрением ее в учебный процесс определяют проблемы совершенствования содержания подготовки по информатике специалистов по ГИС в сфере муниципального управления.
Анализ различных направлений формирования содержания курса информатики для подготовки геоинформатиков в сфере муниципального управления позволил выявить два взаимосвязанных направления исследования по совершенствованию содержания курса информатики в системе высшего профессионального образования: в общеобразовательном и профессиональном аспектах. В общеобразовательном аспекте совершенствование содержания направлено на усиление фундаментальных знаний по информатике, в профессиональном аспекте необходимым условием осуществления профессиональной деятельности на современном уровне выступает овладение геоинформатиками теорией и практикой
информационного моделирования объектов муниципального образования и процессов в сфере муниципального управления с помощью геоинформационных технологий. Кроме того, фундаментальные знания в области информатики должны обеспечить геоинформатику возможность адаптации в сфере профессиональной деятельности при достаточно быстрых темпах развития и совершенствования методов информатики и средств ИКТ.
Вместе с тем, исследования современного состояния использования
средств ИКТ, геоинформационных технологий в частности, в сфере
муниципального управления и подходы к подготовке кадров в области
информатики и ИКТ ориентированы, преимущественно, на развитие
пользовательских навыков работы с муниципальными информационными
системами или в лучшем случае на их сопровождение или
администрирование. Практически не разработаны вопросы методики
обучения студентов формализации, моделированию, прогнозированию,
анализу и принятию оптимальных решений в сфере муниципального
управления. При этом целесообразно реализовать потенциальные
возможности геоинформационных технологий в аспекте
информационного моделирования объектов муниципального образования и процессов в сфере муниципального управления.
Вышеизложенное позволяет сформулировать проблему
исследования, которая заключается в противоречии между высоким уровнем развития современных ИКТ, геоинформационных технологий в частности, реализация возможностей которых определяет совершенствование подготовки геоинформатиков в аспекте информационного моделирования объектов муниципального образования и процессов в сфере муниципального управления и недостаточным уровнем реализации этих возможностей в научно-методических
разработках для обучения геоинформатиков в сфере муниципального управления.
Актуальность исследования определяется необходимостью совершенствования подготовки геоинформатиков в области фундаментальных основ информатики и ИКТ, в частности геоинформационных технологий, в аспекте информационного моделирования объектов муниципального образования и процессов сферы муниципального управления.
Объектом исследования является процесс подготовки студентов-геоинформатиков в высших профессиональных учебных заведениях в области информационного моделирования объектов муниципального образования и процессов сферы муниципального управления на базе геоинформационных технологий.
Предмет исследования - структура, содержание и методические аспекты подготовки студентов-геоинформатиков, ориентированные на формирование знаний и умений информационного моделирования объектов муниципального образования и процессов сферы муниципального управления на базе геоинформационных технологий.
В связи с этим целью исследования является разработка структуры и содержания курса «Информатика», ориентированного на усиление фундаментальной составляющей в области информационного моделирования и вариативной составляющей, направленной на изучение информационного моделирования объектов муниципального образования и процессов сферы муниципального управления на базе геоинформационных технологий.
В основу исследования была положена следующая гипотеза: если содержание подготовки геоинформатиков в системе высшего профессионального образования основано на усилении фундаментальной составляющей научной области информатики в аспекте информационного
моделирования на базе геоинформационных технологий, реализующих основные виды информационной деятельности и информационного взаимодействия и блочно-модульный подход, то это обеспечивает повышение уровня подготовки в области информационного моделирования объектов муниципального образования и практических умений в области информационного моделирования процессов в сфере муниципального управления.
В соответствии с целью и выдвинутой гипотезой сформулированы задачи исследования:
провести анализ научно-педагогической литературы и организационно-методических материалов в области современного состояния подготовки геоинформатиков к использованию методов информатики и ИКТ, в частности геоинформационных технологий, в сфере муниципального управления;
выявить компоненты профессиональной деятельности геоинформатика в сфере муниципального управления и определить характерные особенности информационной деятельности с использованием геоинформационных технологий;
обосновать направления фундаментализации подготовки геоинформатиков в области информатики и ИКТ в аспекте информационного моделирования объектов муниципального образования и процессов сферы муниципального управления;
сформулировать требования к базовому уровню профессиональной подготовки студентов-геоинформатиков к применению геоинформационных технологий в будущей профессиональной деятельности;
сформулировать принципы совершенствования содержания подготовки геоинформатиков в области применения геоинформационных технологий;
разработать блочно-модульную структуру и содержание курса «Информатика» для подготовки геоинформатиков к применению геоинформационных технологий;
провести педагогический эксперимент по подготовке геоинформатиков в области информационного моделирования объектов и процессов сферы муниципального управления с применением геоинформационных технологий. Методологическую основу исследования составили: результаты
теоретических исследований по дидактике Ю.К.Бабанского,
В.В.Краевского, И.Я.Лернера, М.Н.Скаткина; по педагогической
психологии В.В.Давыдова, А.Н.Леонтьева, П.Я.Гальперина,
Н.Ф.Талызиной; работы в области общей теории высшего
профессионального образования О.А.Абдуллиной, Н.В.Кузьминой,
В.А.Сластенина и др.; работы по теории и методике подготовки
специалистов в области информатики и ИКТ, а также к их применению в
образовании: А.А.Андреева, С.А.Жданова, А.Ю.Кравцовой, О.А.Козлова,
А.А.Кузнецова, Э.И.Кузнецова, Т.А.Лавиной, М.П.Лапчика,
С.В.Панюковой, И.В.Роберт, Е.К.Хеннера, А.Е.Шухмана и др. Проблемам развития содержания и методики обучения информатике и ИКТ посвящены работы по направлениям: экономическое - А.Л.Денисовой и Н.В.Макаровой, военное - О.А.Козлова, техническое - А.Я.Савельева, Н.Л.Фроленко, географическое - И.К.Лурье, В.С.Тикунова, В.Я.Цветкова, в системе повышения квалификации кадров - Т.В.Добудько, С.А.Жданова, А.А.Кузнецова, Э.И.Кузнецова, И.В.Роберт, в том числе и управленческой сферы - С.Я.Батышева, И.В.Лыткина, Д.В.Чернилевского и др.
Методы исследования: изучение и анализ философской, психолого-
педагогической, научно-методической литературы по проблеме
исследования и информатизации образования; методы отбора содержания
учебной дисциплины; анализ средств и методов преподавания
информатики на всех уровнях и в различных типах учебных заведений; беседы с преподавателями и студентами, тестирование и анкетирование студентов, анализ результатов педагогического эксперимента.
Научная новизна и теоретическая значимость исследования заключаются: в определении основных компонентов профессиональной деятельности геоинформатика в сфере муниципального управления; в выявлении характерных особенностей информационной деятельности геоинформатика в аспекте использования геоинформационных технологий; в определении основных направлений фундаментализации подготовки по информатике в области информационного моделирования объектов муниципального образования и процессов сферы муниципального управления в будущей профессиональной деятельности геоинформатика; в разработке современных требований к уровню профессиональной подготовки студентов-геоинформатиков к применению геоинформационных технологий.
Практическая значимость исследования заключается в том, что разработаны блочно-модульная структура и содержание курса «Информатика», ориентированное на применение геоинформационных технологий в будущей профессиональной деятельности для подготовки геоинформатиков. Разработанные методические подходы могут быть использованы при обучении специалистов по прикладной информатике в сфере муниципального управления, а также в процессе подготовки, переподготовки и повышения квалификации специалистов муниципального управления в системе дополнительного образования.
Этапы исследования. Исследование осуществлялось в три этапа:
1 этап (2000 - 2002гг.) - изучение педагогического опыта, анализ психолого-педагогической, учебной и методической литературы по проблеме исследования, составление плана опытно-экспериментальной работы.
этап (2002 - 2003гг.) - разработка методических аспектов совершенствования структуры и содержания подготовки геоинформатиков в сфере муниципального управления; формирование содержания блочно-модульной структуры курса «Информатика»; проведение работы по подготовке и проведению педагогического эксперимента.
этап (2004 - 2005гг.) - сбор и обработка экспериментальных данных, анализ и обобщение теоретических и практических материалов исследования.
Апробация результатов исследования. Теоретические положения, материалы и результаты исследования докладывались и обсуждались на заседаниях Ученого совета Института информатизации образования Российской академии образования, на заседаниях кафедры системного анализа и управления Международного университета природы, общества и человека «Дубна», региональных и всероссийских конференциях: на всероссийской научно - практической конференции «Применение новых технологий в образовании» (г.Челябинск, ЧГТУ, 2001-2002гг.), на международной научно - практической конференции ученых в гг. Москве, Луганске (г. Москва, 2004г.); научно - практической конференции «Наука - образование - отрасли народного хозяйства - профессии (потенциал Подмосковья)» (г. Дубна, 2004г.), на конференции «Глобализация: аспект информатизации» (г. Дубна, 2004г.), на всероссийской научно -практической конференции «Человек - общество - образование» (г. Дубна, 2005г.), на межвузовской конференции «Проблемы современного образования» (г. Котельники, 2005г.), на постоянно действующем междисциплинарном семинаре «Современные проблемы науки и образования».
Внедрение результатов исследования осуществлялось на различных уровнях: публикацией и распространением методических рекомендаций по организации процесса обучения специалистов по ГИС в аспекте
информационного моделирования; базовый модуль «Геоинформационные технологии в информационном моделировании объектов» внедрен в учебный процесс для подготовки студентов по специальности «Прикладная информатика» в Международном университете природы, общества и человека «Дубна».
Обоснованность и достоверность проведенного исследования, его результатов и выводов обусловлены методологической и теоретической обоснованностью исходных данных, опорой на теоретические разработки в области психологии, педагогики, методики преподавания информатики, использования средств ИКТ в обучении, совокупностью разнообразных методов исследования, адекватных сути проблемы; согласованностью полученных выводов с основными положениями современной концепции информатизации образования, а также результатами педагогического эксперимента.
Основные положения, выносимые на защиту:
Содержание подготовки геоинформатиков в системе высшего профессионального образования основано на реализации основных направлений фундаментализации научной области информатики в аспекте информационного моделирования объектов и процессов в сфере муниципального управления и на особенностях информационной деятельности с использованием геоинформационных технологий, как базовых, для будущей профессиональной деятельности.
Реализация методических подходов к изучению курса информатики, основанных на принципах совершенствования подготовки, требованиях к уровню профессиональной подготовки с применением геоинформационных технологий, блочно-модульной структуре, включающей базовую и вариативную подготовку, обеспечивает усиление фундаментальной составляющей в области информационного моделирования объектов муниципального образования и практических
умений в области информационного моделирования процессов в сфере муниципального управления.
Структура диссертации. Диссертационное исследование состоит из введения, двух глав, заключения и библиографии.
Анализ современного состояния подготовки геоинформатиков в сфере муниципального управления в области информатики и ИКТ в системе высшего профессионального образования
Современные информационные и коммуникационные технологии, геоинформационные технологии в частности, определяют направления совершенствования подготовки геоинформатиков, изменяют требования к их деловым и профессиональным качествам. Информационное обеспечение муниципального образования активно расширяется по объему, изменяется по структуре и содержанию. При этом образование и профессиональная культура геоинформатика в сфере муниципального управления имеют огромное значение для повышения эффективности деятельности всего муниципального образования. Сегодня сфере муниципального управления необходимы специалисты-профессионалы, имеющие современное образование в области информатики и средств ИКТ, знающие специфику развития муниципального образования и способные оценить потенциал средств ИКТ, умеющие управлять инновационными процессами, собственностью, владеющие методами информационного моделирования для развития муниципального образования, способные определить стратегию социально- экономического развития муниципального образования.
Понятие «муниципальное управление» появилось в российской науке сравнительно недавно и в настоящее время находится в стадии становления. Принимая определение В.П.Максимова [99] считаем, что муниципальное управление является особым типом управленческой деятельности и означает деятельность местных органов власти (представительной и муниципальной) по управлению социально-экономическими процессами на уровне муниципальных образований, направленную на удовлетворение коллективных интересов и потребностей населения. Объектом муниципального управления выступает территория муниципального образования, а главной целью местных органов власти является не только координация деятельности хозяйствующих субъектов на территории муниципального образования, но и создание с помощью управленческих решений благоприятных условий, в которых она протекает. В соответствии с законодательными материалами муниципальным образованием считаются городское, сельское поселение, несколько поселений, объединенных общей территорией, часть поселения, иная населенная территория, в пределах которой осуществляется местное самоуправление, имеются муниципальная собственность, местный бюджет и выборные органы местного самоуправления. Ключевым элементом управления является земельный участок муниципального образования, который обслуживается участковыми врачами, школами, коммунальными организациями, предприятиями торговли, бытового обслуживания и др. Выделение участка территории в качестве одного из основных объектов управления предполагает необходимость определения его пространственного положения.
Под объектом муниципального образования будем понимать цифровое представление реального объекта местности, содержащее его местоуказание и набор свойств, характеристик, атрибутов или сам этот объект. Современное муниципальное хозяйство представляется системой, состоящей из совокупности подсистем, в которую входят территория, производства, населения и др., управление такой сложной системой в современных условиях невозможно без использования современных информационных и коммуникационных технологий. В условиях информатизации общества и глобальной массовой коммуникации у администрации муниципальных образований резко возросла потребность в мощной информационной поддержке принимаемых управленческих решений на основе средств ИКТ, в частности геоинформационных технологий. Сегодня невозможно обойтись без использования современных средств ИКТ и методов аналитической обработки информации, особенно если уровень принимаемых решений носит стратегический характер, а последствия от принимаемых решений могут быть критичными для деятельности муниципального образования. И в то же время, по оценкам специалистов в области управления сложными организационно-техническими системами, в настоящее время до 80% принимаемых решений связано с пространственной привязкой к местности [175].
Под географической информационной системой будем понимать аппаратно-программный человеко-машинный комплекс, обеспечивающий сбор, обработку, отображение и распространение пространственно-координированной информации, интеграцию данных, знаний и информации о территории для их эффективного использования при решении научных и прикладных задач, связанных с инвентаризацией, анализом, моделированием, прогнозированием и управлением окружающей средой и территориальной организацией общества [119].
Характерные особенности информационной деятельности геоинформатика в сфере муниципального управления с использованием геоинформационных технологий
Многообразие муниципального хозяйства, динамика социального состояния населения, изменчивость внешних факторов оказывает влияние на жизнедеятельность муниципального образования.
Полнофункциональная муниципальная ГИС должна быть способна:
- определять местоположение объектов муниципального образования;
- находить объекты муниципального образования, удовлетворяющие определенным условиям;
- определять возникающие изменения в пространстве и/или во времени;
- устанавливать существующие пространственные взаимосвязи; - применять информационное моделирование для определения закономерностей и развития процессов в сфере муниципального управления.
Решение задач управления муниципальным образованием на основе геоинформационных технологий возможно при создании муниципальной ГИС, состоящей из базовой ГИС и прикладной ГИС по каждой службе. При этом базовая ГИС выполняет функции администратора и интегратора данных муниципальной системы, генератора прикладных ГИС. В исследовании определено [119], что создание муниципальной ГИС может проводиться в четыре этапа:
1. Формирование базовой системы. Накопление базовой пространственной и семантической информации. Формирование технических заданий и проектов для различных служб муниципального образования.
2. Дальнейшее развитие базовой ГИС, накопление базовой пространственной и тематической информации. В рамках выполнения технических заданий по различным службам, решаются организационно - технические вопросы взаимодействия различных служб муниципального образования.
3. Развитие базовой ГИС, накопление базовой пространственной и тематической информации. Формирование прикладной ГИС как самостоятельной системы на базе главного и рабочих мест.
4. Развитие базовой ГИС, накопление базовой пространственной и тематической информации, выделение прикладной ГИС в самостоятельную систему на базе удаленного рабочего места службы. Базовая ГИС выполняет роль генератора данной прикладной ГИС, администратора муниципальной ГИС.
Муниципальное образование - это не моносреда. Исходя из этого, в полнофункциональной муниципальной ГИС должны быть предусмотрены: 1. не только средства визуализации пространственной информации и тематического картографирования, но возможность проведения сложного анализа;
2. адаптация применяемых ГИС-пакетов в уже функционирующую муниципальную информационную систему;
3. возможность обмена пространственно-временной и семантической информацией между базовыми и прикладными ГИС по каждой службе;
4. возможность функционирования на различной аппаратной и программной платформе.
Таким образом, муниципальную ГИС рассматривают как совокупность следующих составляющих:
-функциональных процессов и связанных с ними информационных процессов, специфичных для сферы муниципального управления; -средств, способов и методов, направленных на создание и применение технологий сбора, хранения, обработки, отображения, передачи и продуцирования информационного продукта, специфичного для сферы муниципального управления; -средств и методов управления процессами решения управленческих задач;
-информационных потоков, циркулирующих в сфере муниципального управления.
Требования к уровню профессиональной подготовки студентов - геоинформатиков к применению геоинформационных технологий
В современной дидактике еще не выработаны общие подходы к количественному и качественному определению уровней усвоения содержания учебного материала. До сих пор разные авторы предлагают свои трактовки этого понятия, определяют разное количество возможных уровней, что требует от преподавателя при проектировании и конструировании технологии обучения творческого подхода.
И.Я.Лернер [91] и М.Н.Скаткин [157] выделяют три уровня усвоения знаний: восприятие, осмысление, запоминание; применение знаний в сходной ситуации по определенному образцу; применение знаний в новой ситуации. С.И.Архангельский, В.П.Беспалько и И.Ф.Гербарт [6, 12] определяют четыре уровня научного познания как четыре ступени интеллектуального развития обучающихся в учебном процессе. Однако, если у С. И. Архангельского это оперирование представлениями и изучение признаков; оперирование понятиями и логическими связями; обобщение признаков, представлений и понятий, инвариантных и изоморфных представлений; свободное оперирование абстрактными понятиями и отвлеченной научной символикой, то у И. Ф. Гербарта это ясность — обучающийся, впервые знакомясь с учебным материалом, осознает его новизну и отличительные признаки, воспринимает основные положения предмета; ассоциация - обучающийся связывает новые сведения с имеющимися у него знаниями и устанавливает между ними необходимые связи и отношения, осознавая содержание предмета; система - обучающийся, овладев основными правилами и закономерностями, представляет себе весь учебный материал и готов использовать знания на практике; метод — обучающийся овладел способами применения знаний и при дальнейшей тренировке приобретает соответствующий навык.
Рассматривая эти уровни усвоения, В. П. Беспалько как бы обобщает описанные классификации и предлагает "генетическую структуру мастерства человека в виде следующих последовательных уровней усвоения:
1. Узнавание (при повторном их восприятии) объектов и свойств процессов данной области явлений действительности (знания-знакомства).
2. Репродуктивное действие (знания-копии) путем самостоятельного воспроизведения и применения информации о ранее усвоенной ориентировочной основе для выполнения известного действия.
3. Продуктивное действие - деятельность по образцу на некотором множестве объектов (знания-умения). Обучающимся добывается субъективно новая информация в процессе самостоятельного построения или трансформации известной ориентировочной основы для выполнения нового действия.
4. Творческое действие, выполняемое на любом множестве объектов путем самостоятельного конструирования новой ориентировочной основы для деятельности (знания-трансформации), в процессе которой добывается объективно новая информация" [13].
В современной отечественной дидактике классификация, предложенная В.П.Беспалько признается большинством исследователей в качестве классической, тем, что она позволяет в рамках концепции деятельностного обучения наиболее полно реализовать цели подготовки будущих специалистов, компетентных в прикладных аспектах информатики.
Проецируя результаты отечественных исследований [126], [147], [162] и другие вопросы подготовки студентов с педагогических факультетов на подготовку студентов, компетентных в области прикладных аспектов информатики к использованию средств ИКТ можно выделить принципиальные особенности процесса:
1. требования к содержанию и структуре подготовки определяются принципами отбора содержания и основными видами профессиональной деятельности;
2. выделяются уровни подготовки специалистов - от базового до углубленного в зависимости от подготовки;
3. обосновывается необходимость подготовки аспирантов как инженеров по проектированию геоинформационных систем в сфере муниципального управления на основе технологий искусственного интеллекта.
Адаптируя классификацию, предложенную В.П.Беспалько и метод построения модели специалиста «в обратном направлении» для подготовки специалистов геоинформатиков выделим степени овладения средствами ИКТ в профессиональной деятельности. Кроме задания требуемых уровней усвоения изучаемого материала преподаватель должен четко представлять себе, какой исходный уровень обученности должны иметь студенты, начинающие изучение вопросов темы (модуля). Под исходным уровнем обученности в данном случае следует понимать уровень усвоения знаний по предшествующим темам и дисциплинам.
