Формирование информационной образовательной среды высшего учебного заведения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 13.00.01, доктор педагогических наук Захарова, Ирина Гелиевна

• Захарова, Ирина Гелиевна
• доктор педагогических наук
• 2003

Оглавление диссертации доктор педагогических наук Захарова, Ирина Гелиевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. КОНЦЕПЦИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ: СТРУКТУРА И РЕСУРСНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ.

1.1. Информационная образовательная среда вуза: структура и принципы формирования.

1.2. Программно-методическое обеспечение информационной образовательной среды.

1.3. Информационные и коммуникационные технологии в образовательном процессе высшей школы.

1.4. Психолого-педагогические аспекты информатизации образовательной системы.

ГЛАВА 2. РОЛЬ И ВОЗМОЖНОСТИ ИНФОРМАЦИОННОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ В РЕАЛИЗАЦИИ РАЗВИВАЮЩЕГО ОБУЧЕНИЯ.

2.1. Развитие системного мышления с помощью информационных и коммуникационных технологий.

2.2. Возможности информационной образовательной среды в развитии творческого мышления.

2.3. Развитие учебных навыков и умений средствами информационных и коммуникационных технологий.

2.4. Формирование мотивации обучаемых к применению информационных и коммуникационных технологий.

ГЛАВА 3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ УЧЕБНЫХ КУРСОВ.

3.1. Модель электронного учебного курса.

3.2. Возможности гипертекстовой технологии в создании электронного учебного курса.

3.3. Формы реализации электронного учебного курса и его место в учебно-воспитательном процессе.

3.4. Структура и принцип создания электронного учебного курса на примере электронного учебно-методического комплекса «Концепции современного естествознания».

ГЛАВА 4. ИНТЕГРАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ И КОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ИНФОРМАЦИОННУЮ ОБРАЗОВАТЕЛЬНУЮ СРЕДУ ВУЗА.

4.1. Модель интеграции информационных и коммуникационных технологий в учебно-воспитательный процесс.

4.2. Особенности оценивания качества обучения и развития.

ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ЭФФЕКТИВНОСТИ МОДЕЛЕЙ СОЗДАНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ РЕСУРСОВ И ПРИНЦИПОВ ФОРМИРОВАНИЯ ИОС ДЛЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА.

5.1. Организация опытно-экспериментальной работы.

5.2. Содержание и основные результаты опытно-экспериментальной работы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Формирование информационной образовательной среды высшего учебного заведения»

Актуальность исследования. В настоящее время возникла объективная необходимость перехода к непрерывному образованию, поскольку только при таком условии человек сможет адаптироваться к технологическим, экономическим, социальным изменениям, овладевать новыми знаниями в сфере своей профессиональной деятельности. Развитие системы образования в нашей стране предъявляет повышенные требования к качеству высшего образования, являющегося основой системы непрерывного образования. От современного высшего учебного заведения требуется внедрение новых подходов к обучению, обеспечивающих наряду с его фундаментальностью и соблюдением требований Государственных образовательных стандартов развитие коммуникативных, творческих и профессиональных компетенций, потребностей в самообразовании на основе потенциальной многовариантности содержания и организации образовательного процесса. Ожидается, что именно информатизация, формирование образовательной среды учебного заведения на основе информационных и коммуникационных технологий (ИКТ) будет способствовать решению этих задач.

9 В полной мере проблема применения ИКТ в обучении еще не нашла своего решения. В то же время, очень многие ее аспекты, в том числе и не связанные с ней напрямую, но исключительно важные в силу своей фундаментальности, разрабатывались педагогами, психологами, специалистами в области ИКТ: основополагающие проблемы теории педагогических систем и инновационных процессов в образовании (П.Я. Гальперин, В.В. Давыдов, В.И. Загвязинский, М.И. Махмутов и др.); особенности личностно-ориентированного образования (Н.А. Алексеев, Ш.А. Амонашвили, Е.В. Бондаревская, В.В. Сериков, И.С. Якиманская и др.); вопросы моделирования и технологизации обучения, программированного обучения (Ю.К. Бабанский, В.ГТ. Беспалько, Б.С. Гершунский, И.Я. Лернер, Н.Д. Никандров, Н.Ф. Талызина и др.); фундаментальные положения в области психолого-педагогических аспектов использования ИКТ (А.Г. Гейн,

A.П. Ершов, М.П. Лапчик, А.А. Леонтьев, В.М. Монахов, И.В. Роберт,

B.Ф. Шолохович и др.).

Фундаментом указанного научного направления за рубежом являются: педагогические идеи теории оперантного научения Б.Ф. Скиннера, представления социально-когнитивной теории личности А. Бандуры, гуманистическая теория личности А. Маслоу. Непосредственные исследования вопросов применения ИКТ в образовании выполняются по следующим основным направлениям: психолого-педагогические аспекты обучения с применением ИКТ (Dillon A., Gagne R., Jonassen D.H., McKnight С. и др.); программированное обучение и разработка обучающих систем (Briggs L., Gagne R., Harrison N., Kearsley G. и др.); технологии дистанционного обучения (Harasim L., Knowles M.S., Moore M.G. и др.); восприятие электронной информации (Dillon A., Nielsen J., Norman D.A., Salomon G. и др.).

В исследованиях российских ученых (А.А. Андреев, Н.В. Апатова, А.Г. Гейн, Б.С. Гершунский, А.П. Ершов, М.П. Лапчик, Д.Ш. Матрос, Е.И. Машбиц, Е.С. Полат, И.В. Роберт, Э.Г. Скибицкий и др.) сформулированы общие принципы построения автоматизированных обучающих систем, показаны возможности технологии мультимедиа; разработаны дидактические и технологические принципы формирования и функционирования систем открытого и дистанционного образования. В то же время недостаточно проработаны принципы системной интеграции ИКТ в образовательную среду учебных заведений и формирования на их основе информационной образовательной среды (ИОС), под которой мы понимаем открытую систему, аккумулирующую интеллектуальные, культурные, программно-методические, организационные и технические ресурсы.

Формирование ИОС может быть успешным только при активном участии в этом процессе преподавателей. Именно поэтому имеется необходимость в научно-методологическом обосновании принципов создания электронных образовательных ресурсов и их интеграции в образовательную среду.

Актуальность темы исследования определяется существованием определенных противоречий в высшем образовании:

• Экспоненциальный рост информации, тем или иным образом определяющей содержание образования, несовместим с ограниченным временем обучения и возможностями субъектов образовательного процесса.

• Образовательный процесс современного вуза должен основываться на широком использовании возможностей информационной образовательной среды, для содержательного наполнения которой требуется активная работа педагогов по систематизации и созданию электронных образовательных ресурсов. В то же время недостаточно проработаны принципы формирования таких учебно-методических материалов нового поколения.

• Вузам отводится роль одного из главных хранилищ традиций и научного наследия, что вступает в определенное противоречие с тем, что вузы при этом должны находиться на переднем крае науки и использовать в обучении ее новейшие достижения. Традиционные формы обучения не обеспечивают решения всех задач организации образовательного процесса (например, в дистанционном образовании), но ограничены и возможности современных информационных технологий. Таким образом, возникает потребность в интеграции ИКТ и традиционных педагогических технологий для взаимообогащения их возможностей.

• В ходе наметившейся технологизации образования в качестве основной цели зачастую выступает подготовка необходимого обществу квалифицированного участника производственного процесса без учета необходимости творческого, интеллектуального развития обучаемого. Однако человек с недостаточно развитым творческим мышлением в дальнейшем испытывает трудности в принятии решений в нестандартных ситуациях. Соответственно, требуется выявление развивающих возможностей ИОС. • Также противоречиво положение о том, что высшие учебные заведения призваны вести широкую подготовку специалистов, соблюдая общие требования соответствующих Государственных стандартов, но при этом обеспечивая учебно-воспитательный процесс с учетом индивидуальных особенностей и возможностей студентов. Соответственно требуется вариативный подход к организации и содержанию учебно-воспитательного процесса.

В этой связи суть исследуемой проблемы сводится к выявлению и психолого-педагогическому обоснованию возможностей ИОС в создании условий для разрешения данных противоречий, что и послужило основанием для выбора темы диссертации «Формирование информационной образовательной среды высшего учебного заведения».

Объект исследования - теория и практика учебно-воспитательного процесса с использованием ИКТ в высшем учебном заведении.

Предмет исследования - формирование ИОС как фактора совершенствования процесса обучения, повышения его эффективности и качества, открывающего возможности для развития личности обучаемого; принципы и средства создания электронных образовательных ресурсов; системная интеграция ИКТ в образовательный процесс.

Цель исследования - разработка моделей, обеспечивающих применение системного подхода для определения оптимальных способов формирования ИОС и использования ее развивающих возможностей в дидактическом обеспечении учебно-воспитательного процесса в системе высшего образования.

Гипотеза исследования состоит в предположении, что использование возможностей ИОС обеспечит совершенствование образовательного процесса с целью развития личности обучаемых, достижения ими профессиональной, информационной и социальной компетенций, если:

• ИОС высшего учебного заведения спроектирована как открытая система, которая наряду с субъектами, целями, содержанием, методами, средствами и формами организации образовательного процесса аккумулирует интеллектуальные, культурные, программно-методические, организационные и технические ресурсы (управляющими элементами системы являются целевые установки общества, обучаемых и педагогов);

• обучаемым предоставлена возможность активно участвовать в проектировании и дальнейшей актуализации индивидуальных образовательных траекторий, что обеспечивает личностно-ориентированный подход к организации процесса обучения;

• раскрыты и использованы потенциальные возможности ИОС для реализации развивающего обучения (диалогичность, интегративность, избыточность и многоаспектность знаниевого и деятельностного компонентов, открытость ИОС как системы), в том числе и для развития обучаемости, интеллекта, креативности обучаемых;

• обеспечено осознанное и активное участие педагогов в формировании электронных образовательных ресурсов посредством создания электронных учебных курсов, когда на основе накопленных ими опыта, знаний, традиций осуществляется пополнение содержательной, общекультурной составляющей информационного образовательного пространства - от ИОС отдельного учебного заведения до глобальной сети Internet;

• формирование информационной образовательной среды вуза осуществлено на основе системной интеграции ИКТ и сложившихся учебных, научных и организационных структур образовательной среды высшего учебного заведения.

В соответствии с целью исследования и его гипотезой решались следующие задачи:

1. Исследовать и обосновать с психолого-педагогических позиций структуру ИОС высшего учебного заведения и ее роль в совершенствовании образовательного процесса:

• рассматривая ИОС как открытую систему, определить взаимосвязи и функциональные характеристики ее элементов, выполнить классификацию программно-методического обеспечения ИОС;

• определить роль ИОС в повышении эффективности и качества, расширении доступности высшего образования;

• определить направления применения ИКТ в образовательном процессе вуза с целью достижения обучаемыми профессиональной, информационной и социальной компетенций.

2. Выявить и обосновать возможности ИОС для развития познавательных способностей, мотивации и других личностных качеств обучаемых:

• сформулировать и обосновать механизм развития системного мышления путем использования возможностей ИОС;

• выявить возможности ИОС в плане стимулирования и развития творческой активности;

• выявить и обосновать способы мотивации обучаемых к применению ИКТ, как важного фактора, характеризующего функциональность ИОС.

3. Разработать принципы создания силами педагогов электронных образовательных ресурсов:

• определить общедидактические требования, предъявляемые к электронным образовательным ресурсам;

• с точки зрения системного подхода сформулировать и обосновать требования к содержанию, структуре и техническому исполнению электронных учебных курсов в составе ИОС;

• проанализировать и обосновать развивающие возможности гипертекстовой технологии реализации электронных учебных курсов.

4. Построить модель применения ИКТ в образовательном процессе с позиций их интеграции в ИОС:

• определить сущность применения ИКТ в образовательном процессе на основе их системной интеграции в ИОС;

• установить и обосновать содержание и последовательность основных этапов интеграции, взаимосвязи элементов модели, определить управляющие элементы.

5. Экспериментально проверить эффективность разработанных моделей создания электронных ресурсов и принципов формирования ИОС для совершенствования образовательного процесса:

• выявить особенности восприятия и характера использования обучаемыми различных электронных образовательных ресурсов, на основе чего определить оптимальный состав электронного учебно-методического комплекса и способы размещения его отдельных элементов на различных носителях (бумажных, компакт-дисках, в сети Internet);

• разработать и интегрировать в образовательный процесс электронные учебно-методические комплексы, обеспечивающие в сочетании с традиционными учебно-методическими разработками комплексное развитие обучаемых.

Методологическая основа исследования и его теоретические источники. Методологической основой исследования служат: психологические теории развития личности (JI.C. Выготский, А.Н. Леонтьев, C.JI. Рубинштейн и др.); общая теория обучения (Ю.К. Бабанский,

В.И. Загвязинский, И.Я. Лернер, М.И. Махмутов и др.) и принципы личностно-ориентированного подхода (Н.А. Алексеев, В.В. Сериков, И.С. Якиманская и др.); теория открытых систем (Н.Н. Моисеев, И. Пригожин, Г. Хакен, А.И. Уемов и др.); теория моделирования учебного процесса (Ю.К. Бабанский, В.П. Беспалько, М.В. Кларин, Д.Ш. Матрос, Е.И. Машбиц и др.), теоретические и практические разработки психолого-педагогических проблем использования современных информационных технологий в обучении (В.П. Беспалько, А.Г. Гейн, Б.С. Гершунский, В.П. Зинченко, М.П. Лапчик, И.В. Роберт, Э.Г. Скибицкий, O.K. Тихомиров и др.), принципы практического использования ИКТ для развития творческих методов обучения (Е.С. Полат, В.П. Тихомиров, А.В. Хуторской и др.) и формирования информационной среды учебных заведений (А.А. Андреев, Ю.Н. Афанасьев, В.В. Рубцов, И.К. Шалаев, В.А. Ясвин и др.).

Методы исследования:

• теоретические - изучение и анализ научной литературы в области психологии, педагогики, системного анализа и информационных технологий, моделирование и создание электронных учебно-методических комплексов и учебников, дидактическое проектирование учебного Web-cepeepa, аналитический метод оценки качества организации образовательного процесса на базе информационных технологий;

• экспериментальные - опытно-экспериментальная работа, изучение и обобщение педагогического опыта, педагогическое наблюдение, анкетирование.

База исследования. Основной базой исследования явились Тюменский государственный университет, Тюменский Региональный центр Федерации Интернет-Образования, Тюменский государственный нефтегазовый университет, Тюменский государственный институт мировой экономики, управления и права.

Основные этапы исследования

На первом этапе (1985 - 1990) изучалась и анализировалась психологическая и педагогическая литература с целью определения методологических подходов к исследованию развивающих возможностей информационных технологий, осуществлялось изучение принципов построения и применения автоматизированных обучающих систем. Изучался практический опыт использования учебного программного обеспечения в старших классах школ и вузах. Были разработаны модели автоматизированных обучающих систем, реализованные в виде программ для ЕС ЭВМ и микро-ЭВМ. Использование указанных программ в учебно-воспитательном процессе позволило выявить их дидактические возможности. Исследовались подходы к повышению алгоритмической культуры студентов и преподавателей как основы успешного освоения и применения информационных технологий в профессиональной деятельности и развития личностных качеств.

На втором этапе (1991 - 1997) исследовались педагогические аспекты применения ИКТ для изменения формы и содержания преподавания определенных разделов традиционных курсов (статистика, финансовая математика, финансовый анализ). Велась подготовка к опытно-экспериментальной работе (ОЭР): формировалась программа, создавались компоненты электронных учебных курсов (банки индивидуальных заданий, конспекты лекций, методические рекомендации и др.), анализировались психолого-педагогические особенности организации образовательного процесса в условиях ИОС, возможные прямые и косвенные воздействия на личность обучаемого. Разрабатывалась концепция электронного представления учебного курса, способы проверки знаний, творческие и исследовательские задания. Исследовались возможности гипертекстовой технологии для реализации элементов развивающего обучения, повышения познавательной активности студентов. Разрабатывались подходы к развитию системного мышления в ходе выполнения многоуровневых заданий проблемного характера, проводилась их экспериментальная апробация в рамках преподавания дисциплин «Экономическая информатика», «Компьютерные технологии» на экономическом (затем финансовом) факультете Тюменского госуниверситета и факультативных занятиях по информатике в гимназии №1 г. Тюмени.

На третьем этапе (1998 - 2003) было уточнено понятие образовательной среды с учетом использования ИКТ, выработаны принципы ее формирования. Осуществлена ОЭР: исследованы особенности восприятия и использования студентами различных электронных учебно-методических материалов; изучены особенности представления электронных учебных ресурсов на образовательном Web-сервере для реализации развивающего обучения. Разработаны компоненты специализированных предметных ИОС. Построена и внедрена модель системной интеграции информационных технологий в образовательный процесс с формированием целостной предметной ИОС. Проведено обобщение результатов исследования, сформулированы основные выводы и рекомендации по внедрению его результатов в педагогическую практику, завершено оформление работы

Научная новизна исследования:

С точки зрения синергетического подхода определены структура, характеристики и взаимосвязи элементов информационной образовательной среды высшего учебного заведения как открытой системы, аккумулирующей интеллектуальные, культурные, программно-методические, организационные и технические ресурсы. Определены новые принципы развития ИОС вуза -открытость, масштабируемость, диалогичность, интегративность, адаптируемость, избыточность и многоаспектность знаниевого и деятельностного компонентов. ИОС развивается как иерархическая трехуровневая система: на первом уровне в качестве основы ИОС формируется Internet-библиотека с высокоразвитым метаинформационным компонентом, систематизирующим информацию о ресурсах среды, расширяемая преподавателями и студентами путем формирования соответственно второго и третьего уровней. Такая образовательная среда активизирует творческие процессы, предоставляя свободный выбор ресурсов для воплощения замыслов в сочетании со средствами, необходимыми для осмысления и обобщения результатов, обеспечивая тем самым дополнительные возможности познания окружающей действительности, развития личности обучаемого.

На основе системного подхода построена функциональная модель электронного учебного курса (ЭУК), реализованного в виде образовательного Web-сайта на основе гипертекстовой технологии как сложной дидактической системы, состоящей из информационно-навигационной, содержательной, диагностирующей и управляющей подсистем. С точки зрения структуры, содержания и технического исполнения ЭУК представляет собой подсистему ИОС учебного заведения. Содержание ЭУК определяется не только текстовым и мультимедийным контентом, но и открытостью ЭУК как системы, а также заложенными в его сценарий педагогическими технологиями, позволяющими в полной мере использовать развивающие возможности ИОС. ЭУК интегрируется в структуру ИОС как элемент второго уровня (специализированная ИОС), максимально используя инвариантные информационные и программно-аппаратные ресурсы (единые системы тестирования и мониторинга, виртуальные лаборатории, автоматизированные системы научных исследований и др.).

Теоретическая значимость исследования: 1. В свете главной цели использования информационных технологий в образовании - развитии личности обучаемого, подготовки к самостоятельной продуктивной деятельности в условиях информационного общества -уточнено педагогическое содержание понятий информационная образовательная среда, модульный принцип, автоматизированная обучающая система, электронный учебный курс.

• Информационная образовательная среда высшего учебного заведения понимается как система, аккумулирующая не только программно-методические, организационные и технические ресурсы, но и интеллектуальный, культурный потенциал вуза, содержательный и деятельностный компоненты, самих обучаемых и педагогов; при этом управляющими элементами данной системы являются целевые установки общества, обучаемых и педагогов.

• Модульный принцип в свете личностно-ориентированного обучения не ограничивается ориентацией на жесткую последовательность изучения модулей с фиксированным содержательным и деятельностным наполнением, а предполагает многоуровневую систему представления знаний и их усвоения в рамках одного модуля, а также дифференцированно настраиваемую, гибкую последовательность изучения модулей, что обеспечивает развитие как конструктивного, алгоритмического, так и творческого мышления обучаемого в условиях потенциально многовариантной образовательной среды.

• Автоматизированная обучающая система в контексте ее интеграции в ИОС предстает как открытая экспертная система, опирающаяся на базу формализованных знаний, включающая возможности проверки гипотез, построения моделей изучаемого явления, проведения компьютерных экспериментов.

• Электронный учебный курс, понимаемый как база мультимедийных данных с возможностями оперативного поиска информации, совмещающий в себе функции автоматизированных обучающих, тренировочных и контролирующих систем, моделирующих и демонстрационных программ, систем мониторинга, реализует разноуровневую модель учебной деятельности, основанную на авторской концепции изучения дисциплины, предусматривает выполнение творческих и исследовательских заданий, гармонично интегрируется в ИОС как по содержанию, так и в плане своей структуры.

2. Построена модель формирования системного мышления, основанная на закономерностях поэтапного создания студентом индивидуальной ИОС в ходе проблемного обучения; определено понятие индивидуального образовательного пространства - как базы знаний, реализованной в виде электронного ресурса ИОС и служащей основой для выработки единого подхода к формированию самим обучаемым систематизированных знаний об изучаемых дисциплинах; определены требования к ИОС учебного заведения - диалогичность, избыточность и многоаспектность знаниевого и деятельностного компонентов, многовариантность представления знаний, открытость ИОС как системы, необходимые для формирования креативности как личностного свойства, позволяющие использовать возможности ИКТ для стимулирования и развития творческой активности обучаемых.

3. Разработана модель электронного учебного курса как открытой системы, реализующей функции систем мониторинга, автоматизированных обучающих, тренировочных и контролирующих систем, моделирующих и демонстрационных программ. Сформулированы общедидактические требования, предъявляемые к электронным образовательным ресурсам и необходимые для их интеграции в состав ИОС: выбор ключевых проблем курса в соответствии с междисциплинарной базой знаний ИОС, согласованность терминологии, учет вклада студента в развитие ИОС в критериях оценки качества обучения и развития. Построена поэтапная модель проектирования электронного учебного курса как информационной системы, уточнено педагогическое содержание и взаимосвязь этапов (идентификация, концептуализация, формализация, реализация и тестирование) для восходящего и нисходящего принципов проектирования и интеграции курса в состав ИОС. Построены модель применения ИКТ с позиций их интеграции в ИОС и структурная схема процесса интеграции, установлены и обоснованы содержание и последовательность основных этапов интеграции (инициирование интеграции, анализ и оценка, проектирование интеграции, реализация проекта, мониторинг и адаптация, оценка реализации), взаимосвязи элементов модели; определены управляющие элементы - мотивация обучаемых и обеспечение качества процесса интеграции.

Практическая значимость работы определяется тем, что содержащиеся в ней теоретические положения и выводы, результаты опытно-экспериментальной работы позволили создать научную базу и практические методики формирования электронных образовательных ресурсов, на основе которых разработаны:

1. учебно-методический комплекс «Концепции современного естествознания» на компакт-диске (авт. В.А. Игнатова, И.Г. Захарова), учебное пособие «Основы дидактики: Современная интерпретация» на компакт-диске (авт. В.И. Загвязинский, И.Г. Захарова), учебно-методический комплекс для дистанционного обучения «Информатика. Введение в Internet-технологии. Технологии работы с правовыми базами данных», образовательные Web-сайты «Компьютерные науки», «Образовательные возможности Internet-технологий». Использование гипертекстовой технологии обеспечивает реализацию методов развивающего обучения на основе многоуровневости и избыточности содержательного компонента, диалогичности. Гибкость системы навигации позволяет строить индивидуальную образовательную траекторию, открытость материалов обеспечивает возможность создания и развития собственной базы знаний -индивидуального образовательного пространства;

2. предметные ИОС, интегрированные в ИОС университета, содержательный компонент которых включает традиционные (бумажные) и электронные учебно-методические материалы по дисциплинам «Компьютерные науки», «Информатика»; распределенную предметную ИОС по дисциплине «Высокоуровневые методы информатики и программирования», также интегрированную в ИОС университета на основе технологий Internet и видеоконференцсвязи для студентов филиала ТюмГУ в г. Нижневартовске. Для курсов «Информатика», «Основы программирования», «Образовательные возможности Internet-технологий» были разработаны предметные ИОС, использующиеся в образовательном процессе Тюменского Регионального центра Федерации Интернет-Образования, Тюменского государственного нефтегазового университета, Тюменского государственного института мировой экономики, управления и права.

На защиту выносятся следующие положения:

1. ИОС высшего учебного заведения формируется как открытая система, аккумулирующая интеллектуальные, культурные, программные, организационные и технические ресурсы, и закономерно становится средой развивающего обучения при условии, что в основе ее создания лежат следующие доминирующие принципы: открытость, масштабируемость, диалогичность, интегративность, адаптируемость, избыточность и многоаспектность знаниевого и деятельностного компонентов. Устойчивое развитие ИОС обеспечивается ее трехуровневой архитектурой с сохранением всех ведущих принципов для каждого уровня, где первый уровень является инвариантным, второй уровень (специализированные ИОС) дополняет первый и формируется педагогами для достижения конкретных целей образовательного процесса; третий уровень создается на основе первого и второго в ходе познавательной деятельности самих обучаемых и представляет собой совокупность индивидуальных образовательных сред. ИОС изменяет содержание образования, активизируя традиционные и стимулируя развитие новых форм деятельности обучаемых и педагогов, и, наоборот, сама среда развивается благодаря созидательным процессам, в которых участвуют и педагоги, и обучаемые. Основным механизмом реализации развивающих возможностей ИОС является деятельность педагогов по воспитанию у студентов потребностей в самообразовании в условиях диалогичности образовательного процесса, что обеспечивает его управляемость.

2. В условиях формирования ИОС вуза электронный учебный курс должен проектироваться как открытая система, совмещающая в себе функции систем мониторинга, автоматизированных обучающих, тренировочных и контролирующих систем, моделирующих и демонстрационных программ. В процессе разработки ЭУК интегрируется в структуру ИОС вуза, подключаясь к инвариантным ресурсам (единым системам тестирования и мониторинга, информационно-поисковым системам, виртуальным лабораториям и др.).

3. Системная интеграция ИКТ в образовательный процесс, обеспечивающая формирование ИОС, может быть осуществлена на основе каскадно-циклической модели, включающей следующие основные этапы: инициирование интеграции, анализ и оценка, проектирование интеграции, реализация проекта, мониторинг и адаптация, оценка реализации. Интеграция электронных образовательных ресурсов в состав ИОС возможна при соблюдении следующих дидактических требований: согласованность с междисциплинарной базой знаний ИОС по выбору ключевых проблем курса, использование единой терминологии, применение согласованных критериев оценки качества обучения и развития, учитывающих вклад студента в формирование ИОС учебного заведения посредством формирования им базы знаний, интегрированной в эту среду.

Достоверность и обоснованность результатов обеспечиваются опорой на фундаментальные исследования в области педагогики и психологии, применением системного подхода к анализу и моделированию педагогического процесса, разносторонним теоретическим анализом, обобщением и учетом имеющегося опыта применения ИКТ в обучении, практической проверкой всех теоретических результатов, внутренней непротиворечивостью результатов исследования, их соответствием теоретическим положениям базисных наук; продолжительностью, воспроизводимостью и контролируемостью опытно-экспериментальной работы, соответствующей широкой апробацией в образовательном процессе вуза и на курсах повышения квалификации педагогических кадров. Апробация и внедрение результатов исследования Основные положения диссертационного исследования докладывались и обсуждались на следующих научно-практических конференциях: международных: «Современные технологии обучения» (Санкт-Петербург, 2000-2002); «Математические методы в технике и технологиях » (Санкт-Петербург, 2000, Смоленск, 2001, Тамбов, 2002); «Научный сервис в сети Интернет» (Ростов, 2000); «Новые информационные технологии в университетском образовании» (Кемерово, 2002); «Современные проблемы информатизации в непромышленной сфере и экономике» (Воронеж, 2002); «Новые технологии в образовании» (Воронеж, 2002). всероссийских и республиканских: «Применение ЭВМ в учебном процессе» (Душанбе, 1987); «Компьютерная технология в учебном процессе высшей школы» (Челябинск, 1989); «Повышение качества подготовки специалистов» (Тюмень, 1990); «Информационные технологии в образовании» (Душанбе, 1990); «Российская школа и Интернет» (Санкт-Петербург, 2001). региональных: «Стратегия в пути реализации новых подходов в подготовке специалистов» (Тюмень, 1991); «Управляющие и вычислительные системы. Новые технологии» (Вологда, 2000-2001). областных: гг. Тобольск, Тюмень, Ханты-Мансийск (1986-2002).

Диссертационное исследование поддержано грантом Министерства образования РФ «Создание и применение развивающих информационных технологий обучения в высшей школе» (2001-2002, шифр ГОО - 2.1 - 116).

Структура диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка (352 наименования) и двух приложений; содержит 19 рисунков и 9 таблиц.

Заключение диссертации по теме «Общая педагогика, история педагогики и образования», Захарова, Ирина Гелиевна

Результаты исследования показали, что в группах с высоким и средним уровнем начальной подготовки студенты достаточно осмысленно подходят к выбору материалов, наиболее соответствующих их личным особенностям. В то же время, педагог должен уделить особое внимание обучаемым, обладающим недостаточной начальной подготовкой, поскольку в этой группе предпочтения обучаемых не отрефлексированы и формируются практически случайно (независимо от того, какой тип мышления преобладает).

Для изучения связи между результатами обучения и степенью анимации используемых обучаемыми дидактических материалов для пяти потоков, изучавших выбранную тему и использовавших определенный тип дидактических материалов, были определены значения попарных коэффициентов корреляции kjj для групп с преобладанием наглядно-образного и понятийного мышления с учетом уровня начальной подготовки. В таблице 5.2 представлены результаты, свидетельствующие о сложном характере зависимости результатов обучения от способа представления электронных материалов. На рис. 5.3 - 5.4 отдельно приведены зависимости, характеризующие связь результатов обучения и показателя анимации для преобладающих типов мышления в группах, отличающихся по уровню начальной подготовки. Зависимости носят качественный характер, поскольку показатель анимации определялся нами эмпирически. Это фактически весовой коэффициент, который принимает значения:

0 - статичные изображения, сопровождаемые текстовыми пояснениями;

0,25 - одномерный гипертекст со статичными иллюстрациями;

0,5 - одномерный гипертекст со свободной навигацией и статичными иллюстрациям и;

0,75 - иерархический гипертекст, свободная навигация;

1 - динамически изменяющиеся, анимированные изображения, иерархическая система гиперссылок, свободная навигация.

Результаты обучения оценивались по 5-балльной шкале и определялась средняя оценка для группы.

Заключение

Результаты проведенного теоретического исследования и опытно-экспериментальной работы позволяют сделать вывод о справедливости нашей гипотезы об особой роли информационной образовательной среды (ИОС) вуза в совершенствовании образовательного процесса с целью развития личности обучаемых, достижения ими профессиональной, информационной, социальной компетенций.

Показано, что выведенные нами принципы формирования ИОС -открытость, масштабируемость, гибкость, или адаптируемость структуры и содержания, интегративность, нелинейность, структурированная избыточность, включая многоуровневость и многоаспектность содержательного и деятельностного компонентов - взаимосвязанно обуславливают как ее развивающие возможности, так и собственное развитие образовательной среды. Формирование ИОС вуза возможно на основе трехуровневой архитектуры с соблюдением всех ведущих принципов для каждого уровня, где первый уровень является инвариантным и функционирует на уровне всего вуза, второй уровень, представляющий совокупность специализированных ИОС, дополняет первый и формируется педагогами с ориентацией на определенный контингент обучаемых. Необходимым для достижения обучаемыми информационной, социальной и профессиональной компетенций является их включение в создание третьего уровня ИОС — индивидуальных образовательных сред.

Рассматривая ИОС вуза в контексте синергетической научной парадигмы как открытую развивающуюся систему, мы установили, что программные средства информационных и коммуникационных технологий (ИКТ), интегрированные в образовательную среду, приобретают новые возможности, обусловленные как внутрисистемными взаимодействиями, так и открытостью ИОС. При этом выявляется приоритетное значение ряда категорий программного обеспечения. Особую роль для обеспечения интегративности ИОС играют информационно-поисковые системы, обеспечивающие субъектов образовательного процесса доступным и наглядным представлением метаинформации. Они обуславливают возможность самообучения, активной поисково-исследовательской деятельности. Значимое место в структуре ИОС занимают моделирующие программы, особенно актуальные для развивающего, эвристического обучения в ходе познавательной деятельности, организованной в специальной виртуальной предметной среде, в условиях ИОС расширяемой до виртуальной научной лаборатории. Новые системные качества приобретают обучающие программы и системы, интеграция в ИОС делает их средством организации управляемого познавательного процесса, адаптированного к потребностям и возможностям обучаемого и обеспечивающего развитие его личностных качеств в рамках открытой индивидуальной образовательной траектории. Перспективным направлением исследований развития ИОС представляется изучение вопросов адаптации программного обеспечения к особенностям развития конкретного обучаемого, информацию о которых программы (обучающие, моделирующие и др.) будут получать из специальной базы данных, формируемой на основе соответствующей диагностики и также интегрированной в ИОС.

Образовательная среда, обогащенная средствами ИКТ, обладает разносторонними возможностями: ИОС создает условия для целостного творческого процесса. В условиях ИОС педагоги новой формации, дополняя традиционные подходы возможностями дистанционного и открытого образования, могут обеспечить широкое профессиональное и общегуманитарное взаимодействие со студентами в ходе выполнения совместных творческих проектов, в том числе и телекоммуникационных. Студенты могут принимать самое активное участие в организации процесса обучения, выбирая курсы, доступные в любое время благодаря телекоммуникациям, и наиболее приемлемые средства, методы и формы обучения. Все это способствует достижению основной цели модернизации образования - улучшению качества и эффективности обучения, увеличению доступности образования, обеспечению потребностей гармоничного развития отдельной личности и информационного общества в целом.

Из сформулированных нами принципов организации ИОС вуза закономерно следует ряд требований, касающихся электронных учебных курсов (ЭУК): структура и способ представления учебно-методических материалов в электронном виде должны легко варьироваться в зависймости от конкретной формы их использования, обеспечивая поддержку персонализированных предметных сред. В условиях ИОС содержание ЭУК открыто и дополняется ресурсными и деятельностными возможностями ИОС, определяющими многовариантность форм познавательной деятельности, необходимой для саморазвития личности обучаемого. В нашем понимании ЭУК представляет собой открытую дидактическую систему, относящуюся ко второму уровню ИОС (специализированная ИОС). Как система ЭУК может совмещать в себе функции автоматизированных обучающих и контролирующих систем, моделирующих программ и других программных средств, доступных в ИОС. Структура ЭУК интегрируется в структуру ИОС учебного заведения, максимально используя инвариантные ресурсы среды.

Практическая разработка и внедрение электронных учебно-методических комплексов, спроектированных на основе принципов поэтапного моделирования и создания электронного учебного курса в составе ИОС, позволяют сделать вывод о работоспособности предложенной нами функциональной модели ЭУК. Анализ ЭУК, выполненных в гипертекстовой технологии, показывает, что дидактически важной особенностью гипертекстовых систем является то, что благодаря гибкости системы навигации, позволяющей строить индивидуальную образовательную траекторию, открытости материалов, обеспечивающих возможность создания и развития собственной базы знаний, они позволяют создать образовательную среду, благоприятную для реализации поискового, исследовательского типа обучения. Перспективным направлением для психолого-педагогических исследований представляется изучение принципов концептуального дизайна - визуализированной структуры, показывающей взаимосвязи между отдельными компонентами гипертекстовой обучающей системы.

Избранный в исследовании методологический подход, а именно, использование идей системного анализа, позволил построить модель применения ИКТ в образовательном процессе с позиций их системной интеграции в ИОС. Каскадно-циклическая концептуальная модель описывает дидактическую сущность отдельных этапов интеграции (инициирование, анализ и оценка, выбор ИКТ, проектирование интеграции, реализация проекта, мониторинг и адаптация, оценка реализации) и показывает взаимосвязи между ними. Результаты применения модели для проектирования интеграции в образовательный процесс ЭУК на факультете математики и компьютерных наук, в Международном Институте финансов, управления и бизнеса Тюменского госуниверситета подтверждают ее работоспособность и позволяют рекомендовать ее в качестве конструктивной основы проектирования информатизации образовательного процесса учебных заведений.

Анализ результатов опытно-экспериментальной работы указывает на необходимость учета особенностей восприятия и использования обучаемыми различных электронных дидактических материалов. Статистический анализ позволил сделать следующий вывод: выбор способа визуализации информации в обучающих программах должен основываться на знании уровня начальной подготовки студентов и представлении о преимущественной развитости у них образного или понятийного мышления.

Объективное оценивание особенностей использования обучаемыми электронных образовательных ресурсов позволило сделать выводы об оптимальном составе предметной ИОС. Анализ показателей обучаемости позволяет говорить о разных механизмах ее формирования в условиях предметной ИОС в зависимости от уровня начальной подготовки: для обучаемых, обладающих достаточной начальной подготовкой, саморазвитие достигалось благодаря не только использованию возможностей ИОС вуза, но и в ходе формирования индивидуальной ИОС. При достижении обучаемым определенного базового уровня знаний, ресурсы ИОС обеспечивают обучаемому взаимосвязанное развитие активности, креативности, его саморазвитие.

Анализ результатов обучения и развития студентов, изучавших дисциплины «Компьютерные науки» (1—3 курсы, факультет математики и компьютерных наук), «Информатика» (1 курс, Международный институт финансов, управления и бизнеса Тюменского госуниверситета), «Высокоуровневые методы информатики и программирования» (2 курс, филиал ТюмГУ в г. Нижневартовске), подтвердил действенность и эффективность предложенных подходов к формированию информационной образовательной среды и организации образовательного процесса, обеспеченного ее возможностями.

Список литературы диссертационного исследования доктор педагогических наук Захарова, Ирина Гелиевна, 2003 год

1. Абакумова Н.Н., Комаровская JT.B. Опыт формирования учебных программ на основе комплексного компьютерного тестирования школьников// Вестник Томского государственного университета, 1999, т.268. С.161-166.

2. Абдеев Р.Ф. Философия информационной цивилизации. М. Владос. 1994. -336 с.

3. Аванесов B.C. Композиция тестовых заданий. М.: Адепт, 1998. -217 с.

4. Аванесов B.C. Научные проблемы тестового контроля знаний. М.: Исследовательский центр проблем качества подготовки специалистов, 1994.- 135 с.

5. Алексеев Н.А. Личностно-ориентированное обучение: вопросы теории и практики. Тюмень, 1997.

6. Альшуллер Г.С., Шапиро Р.Б. О психологии изобретательского творчества// Вопросы психологии, 1956, №6. С.37-49.

7. Альшуллер Г.С. Творчество как точная наука. М.: Советское радио, 1979.

8. Амонашвили Ш.А., Загвязинский В.И. Паритеты, приоритеты и акценты в теории и практике образования // Педагогика, 2000, № 2.

9. Анастази А., Урбина С. Психологическое тестирование. СПб.: Питер, 2001.-688 с.

10. Андреев А.А. Введение в дистанционное обучение. М., 1997.

11. Андреев А.А. Дидактические основы дистанционного обучения. — М.: РАО, 1999. 120с.

12. Апатова Н.В. Информационные технологии в школьном образовании. М.:ИОСО РАО, 1994. -228 с.

13. Афанасьев Ю.Н. Информатизация образования как глобальная проблема на рубеже веков// Инф. Бюлл. Ассоциации «История и компьютер», 1997, №20. С. 124-139.

14. Афанасьев Ю.Н. Может ли образование быть негуманитарным// Вопросы философии, 2000, №7. С.37-42.

15. Афанасьев Ю.Н. Задача университета — сформировать личность// Элитное образование, 2000. № 4(11). С. 22-24.

16. Афанасьев Ю.Н. К новой концепции образования. Адрес Internet: http://www.yuri-afanasiev.ru/humana/tom55.htm.

17. Афанасьев Ю.Н., Строганов А.С., Шеховцев С.Г. Об универсальном знании и новой образовательной среде. М.: РГГУ, 1999. -56с.

18. Афифи А., Эйзен С. Статистический анализ. Подход с использованием ЭВМ. М.: Мир, 1982. -488с.

19. Бабаева Ю.Д., Войскунский А.Е., Кобелев В.В., Тихомиров O.K. Диалог с ЭВМ: Психологические аспекты// Вопросы психологии, 1983, №2.

20. Бабаева Ю.Д., Войскунский А.Е. Психологические последствия информатизации// Психологический журнал, 1998, № 1. С. 89-100.

21. Бабанский Ю.К. Оптимизация учебно-воспитательного процесса. Методические основы. М., 1982.

22. Бердяев Н.А. Человек и машина. Проблема социологии и метафизики техники// Вопросы философии, 1989, №2.

23. Беспалько В.П. Педагогика и прогрессивные технологии обучения. М., 1995.

24. Беспалько В.П. Программированное обучение (дидактические основы). М.: Высшая школа, 1970. 300 с.

25. Беспалько В.П. Слагаемые педагогической технологии — М.: Педагогика, 1989. -192 с.

26. Бешенков С.А., Гейн А.Г., Григорьев С.Г. Информатика и информационные технологии. Екатеринбург: Уральский рабочий, 1995.- 134 с.

27. Богоявленская Д.Б. Пути к творчеству. М., 1981.

28. Бондаревская Е.В. Ценностные основания личностно-ориентированного воспитания// Педагогика, 1995, №4. С.29-36.

29. Бондаревская Е.В. Гуманистическая парадигма личностно-ориентированного обучения// Педагогика, 1997, №4. С. 11-17.

30. Бондаревская Е.В. Смыслы и стратегия личностно-ориентированного воспитания//Педагогика, 2001, №1. С. 17-24.

31. Боревский Л.Я. Курс математики для школьников и абитуриентов. CD-R. М.: МедиаХауз, 2000.

32. Борк А. Компьютеры в обучении: чему учит история // Информатика и образование, 1990, №5. С. 110-118.

33. Брановский Ю.С. Введение в педагогическую информатику: Учебное пособие для студентов. Ставрополь: СГПУ, 1995. -205 с.

34. Брегеда И.Д., Грушевский С.П., Левицкий С.П. О системе информационной поддержки математических курсов в Кубанском государственном университете // Материалы Всероссийской научно-методической конференции «Телематика-99», Санкт-Петербург, 1999. С.146.

35. Булгаков М.В., Пушкин А.Е., Фомин С.С. Технологические аспекты создания компьютерных обучающих программ/ В кн. Компьютерные технологии в высшем образовании, под ред. А.Н. Тихонова, В.А. Садовничего и др. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1994. С. 147-152.

36. Буравлев А.И., Переверзев В.Ю. Выбор оптимальной длины педагогического теста и оценка надежности его результатов// Дистанционное образование, 1999, № 2. С. 23-25

37. Ваграменко Я.А. Информатизация общего образования: итоги и направления дальнейшей работы// Педагогическая информатика, 1997, №1.

38. Ваграменко Я.А., Зобов Б.И. Основные направления работы Института информатизации образования// Педагогическая информатика, 1998, №2.

39. Ваграменко Я.А., Роберт И.В., Львовский В.Л. Концепция использования новых информационных технологий в организационно-методическом обеспечении учебного заведения. М., 1992.

40. Вачков И.В. Смена приоритетов// Школьный психолог, 2000, №44.

41. Вернадский В.И. Размышления натуралиста. Книга вторая. М., 1977.

42. Винер Н. Кибернетика. М.: Наука, 1985.

43. Виштынецкий Е.И., Кривошеев А.О. Вопросы применения информационных технологий в сфере образования и обучения// Информационные технологии, 1998, № 2. С. 32-36.

44. Выготский Л.С. Воображение и творчество в детском возрасте. М., 1991.

45. Выготский Л.С. Собрание сочинений в 6-ти т. Т.4. М.: Педагогика, 1982.

46. Гальперин П.Я. О психологических основах программированного обучения. Новые исследования в педагогических науках. Вып. VI. М.: Просвещение, 1965.47