Методика формирования готовности учащихся школ физико-математического профиля к профессиональной деятельности в условиях современной информационной среды тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 13.00.02, кандидат педагогических наук Юдаков, Сергей Германович

• Юдаков, Сергей Германович
• кандидат педагогических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат педагогических наук Юдаков, Сергей Германович

Введение

СОДЕРЖАНИЕ

Глава 1. Психолого-педагогические проблемы подготовки учащихся школ физико-математического профиля к профессиональной деятельности в современных условиях.

1.1. Социальный заказ общества на подготовку учащихся школ физико-математического профиля к профессиональной деятельности в современных условиях.

1.2. Анализ состояния проблемы подготовки учащихся школ физико-математического профиля к профессиональной деятельности в условиях современной информационной среды.

1.3. Психолого-педагогические особенности организации учебно-познавательной деятельности учащихся школ физико-математического профиля.

ВЫВОДЫ.'.,.

Глава 2. Дидактические основы формирования готовности учащихся школ физико-математического профиля к профессиональной деятельности в условиях современной информационной среды.

2.1. Модель готовности выпускника школы физико-математического профиля к профессиональной деятельности в современных условиях.

2.2. Дидактические условия организации процесса подготовки учащихся школ физико-математического профиля к профессиональной деятельности в современной информационной среды.

2.3. Моделирование учебно-познавательной деятельности учащихся в процессе профессиональной подготовки в условиях учебной профессионально-ориентированной среды.

ВЫВОДЫ.

Глава 3. Методика организации профессиональной подготовки учащихся школ физико-математического профиля в процессе изучения интегрированного курса "Основы электронной обработки информации".

3.1. Содержание обучения учащихся школ физико-математического профиля в рамках изучения интегрированного курса "Основы электронной обработки информации".

3.2. Методика проведения занятий по курсу "Основы электронной обработки информации".

3.3. Опытно-экспериментальная проверка эффективности предложенной методики.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методика формирования готовности учащихся школ физико-математического профиля к профессиональной деятельности в условиях современной информационной среды»

Актуальность исследования

Характерной чертой современного этапа развития общества является постоянное увеличение потока профессионально-важной информации, ее качественные изменения, наращивание темпов разработки и внедрения новых технических средств, предназначенных как для управления производственными процессами, так и для проведения научных исследований.

Информационные технологии, понимаемые как совокупность методов и средств преобразования информации, интенсификации поиска, принятия и реализации профессионального решения, становятся неотъемлемым компонентом современного производства и всей человеческой культуры в целом. Особенности использования средств информационных технологий оказывают влияние как на содержание, так и на качество профессиональной деятельности специалиста, усиливая ее творческую направленность в современной информационной среде.

Успешность решения профессиональных задач в условиях современной информационной среды зависит от уровня готовности специалиста к профессиональной деятельности, который формируется как на этапе довузовской, вузовской, так и послевузовской подготовки. Следовательно, социальный заказ общества на подготовку специалиста системе непрерывного образования рассматривается нами как формирование готовности специалиста к профессиональной деятельности в условиях современной информационной среды.

Вопросам организации профессиональной подготовки посвящены работы В.А. Сластенина, A.JI. Денисовой, Н.Е. Можара, А.И. Мищенко и др.

Вместе с тем, развитие средств информационных технологий, решение вопросов информатизации профессиональной деятельности специалиста потребовали корректировки содержания профессиональной подготовки учащихся (В.К. Белошапка, С.А. Бешенков, Е.П. Велихов, В.А. Виноградов, А.А. Кузнецов, B.C. Леднев и др.). Одним из путей совершенствования содержания является включение новых компонент, отражающих современные тенденции развития информационной среды. В частности, это относится к сфере информационно-вычислительной техники, которая все более становится необходимым компонентом современной профессиональной подготовки учащихся. Исследованию этих вопросов посвящены работы В.Д.Горского, А.М. Дорошкевича, В.И. Дриги, И.В. Роберт и др.

Это особенно важно для специализированных школ физико-математического профиля, где имеет смысл совместить углубленное изучение физики, математики и информатики в рамках интегрированного курса, что позволяет целенаправленно осуществлять подготовку учащихся к профессиональной деятельности (E.JI. Белкин, А.А. Бондарева, В.Д. Горский, A.JI. Денисова, Д.В. Кузнецова, А.В. Романов и др.) и эффективно формировать у обучаемых творческое мышление, как необходимый компонент личностной характеристики специалиста, позволяющей ему оптимально решать профессиональные задачи в условиях современной информационной среды.

Проблеме формирования и развития творческого мышления учащихся, особенностям организации учебно-творческой деятельности посвящены работы JI.JI. Гуровой, В.Г. Разумовского, А.Н. Лук, Я.А. Пономарева, В.Т. Титова, В.И. Андреева, В.В. Давыдова, В.Т. Кудрявцева, А.З. Рахимова, И.Я. Лернера и др.

Однако вопросы формирования готовности учащихся школ физико-математического профиля к продуктивной профессиональной деятельности требуют дополнительных исследований.

Анализ процесса профессиональной подготовки специалиста в системе непрерывного образования позволил нам выявить следующие противоречия:

- между социальным заказом общества на специалиста и возможностью системы образования его реализовать;

- между потребностью личности в формировании определенного уровня готовности к профессиональной деятельности на каждом этапе подготовки и возможностью образовательных структур их удовлетворить;

- между современной информационной средой, в которой осуществляется профессиональная деятельность специалиста и учебной информационной средой, в которой осуществляется его подготовка;

- между постоянным увеличением объема учебной информацией и необходимостью формирования у обучаемых системно-целостного видения физико-технических процессов, реализованных в устройствах микропроцессорной техники;

- между 1рупповой формой организации процесса подготовки и потребностями личности в развитии творческих способностей. Наиболее актуальным для нас является разрешение противоречия между социальным заказом общества на формирование у учащихся требуемого уровня готовности к профессиональной деятельности в современной информационной среде на этапе довузовского обучения и возможностью школ физико-математического профиля реализовать его.

С учетом указанного противоречия был сделан выбор темы исследования.

Проблема исследования заключается в определении теоретических и методических основ формирования готовности учащихся школ физико-математического профиля к профессиональной деятельности в условиях современной информационной среды.

Цель исследования - разработка методики формирования готовности учащихся школ физико-математического профиля к профессиональной деятельности в современной информационной среде.

Объект исследования - процесс подготовки учащихся школ физико-математического профиля к профессиональной деятельности в современных условиях.

Предмет исследования - методика формирования готовности учащихся школ физико-математического профиля к профессиональной деятельности в условиях современной информационной среды.

Гипотеза исследования заключается в том, что процесс формирования готовности учащихся школ физико-математического профиля к профессиональной деятельности в условиях современной информационной среды будет наиболее эффективным, если:

• в процессе обучения реализован комплексный подход, позволяющий определить содержание обучения, требования к организации профессионально-ориентированной среды, средства и способы организации процесса подготовки учащихся, обеспечивающего формирование готовности школьников к профессиональной деятельности в современных условиях;

• в содержание обучения включен интегрированный курс "Основы электронной обработки информации", обеспечивающий формирование у учащихся системно-целостное видение физико-технических процессов, реализованных в современной микропроцессорной технике;

• создана профессионально-ориентированная среда в рамках данного интегрированного курса, обеспечивающая творческую направленность учебно-познавательной деятельности учащихся в процессе обучения;

• реализована методика формирования готовности учащихся к профессиональной деятельности в условиях современной информационной среды;

В соответствии с целью и гипотезой исследования определяются следующие задачи исследования:

• проанализировать социальный заказ общества на профессиональную подготовку учащихся школ физико-математического профиля;

• проанализировать современное состояние проблемы в практике подготовки учащихся школ физико-математического профиля к профессиональной деятельности в условиях современной информационной среды;

• определить особенности организации учебно-познавательной деятельности учащихся школ физико-математического профиля;

• разработать модель готовности выпускника школ физико-математического профиля к профессиональной деятельности в современных условиях;

• выявить дидактические условия организации процесса подготовки учащихся школ физико-математического профиля к профессиональной деятельности в современной информационной среде;

• проанализировать особенности организации учебно-познавательной деятельности учащихся в условиях учебной профессионально-ориентированной среды посредством моделирования;

• осуществить отбор и конструирование содержания подготовки учащихся школ физико-математического профиля в рамках изучения интегрированного курса "Основы электронной обработки информации";

• разработать методику проведения занятий по курсу "Основы электронной обработки информации";

• осуществить опытно-экспериментальную проверку и оценку эффективности предложенной методики.

Теоретико-методологической основой исследования являются теории системного и комплексного подходов, теории личности, деятельности, познания и творчества, саморегуляции и самореализации личности в процессе деятельности. В частности, идеи о необходимости формирования ориентировочной основы деятельности (JI.C. Выготский, П.Я. Гальперин, В.В. Давыдов), о значении формирования в процессе обучения особых познавательных структур - обобщенных схем мышления (П.Я. Гальперин), об особенностях и этапах творческой деятельности (Я.А. Пономарев, И .Я. Лернер, JI.JI. Гурова, А.З. Рахимов), о дидактических особенностях организации учебно-познавательной деятельности учащихся (Ю.К. Бабанский, В.П. Беспалько, И.Я. Лернер, М.И. Махмутов, Н.Ф. Талызина, Д.Б. Элько-нин, И.С. Якиманская).

Существенное значение имели теоретические разработки вопросов использования информационных технологий обучения (С.А. Бешенков, Е.П. Велихов, А.Л. Денисова, В.М. Монахов, В.Г. Уваров).

Теоретической основой исследования дидактических особенностей организации экспериментально-исследовательской работы учащихся послужило исследование Н.Я. Молоткова. Теоретической основой исследования вопросов информационного моделирования учебно-познавательной деятельности учащихся в условиях профессионально-ориентированной среды явились методологические подходы к разработке концептуальной модели готовности специалиста к профессиональной деятельности в условиях современной информационной среды, предложенные Н.Е. Астафьевой, A.JI. Денисовой. В основу разработки аппаратных средств, используемых в качестве технических средств обучения, положены работы Б.И. Герасимова, Е.И. Глинкина, Ю.И. Тялина.

Выбор комплекса методов исследования определялся целями и задачами исследования. Применялись следующие методы: теоретико-методологический анализ научных трудов; изучение и обобщение педагогического опыта и опыта довузовской подготовки специалиста в средней школе; эмпирические методы (наблюдение, опрос, анкетирование); моделирование; статистические методы обработки данных.

Опытно-экспериментальная база исследования.

Исследование проводилось в лингво-математическом, физико-математическом и многопрофильном лицеях г. Тамбова. Исследованием были охвачены учащиеся 9-11, учителя - всего 280 человек.

Исследование проводилось в несколько этапов.

На первом этапе (1993-1994 гг.) изучалось состояние проблемы в педагогической теории и практике, а именно: проводилось изучение и анализ научных исследований по проблеме, изучалась деятельность преподавателей по активизации учебно-познавательной деятельности учащихся школ физико-математического профиля, а также результаты этой деятельности. Проводился анализ содержания профессиональной подготовки учащихся школ физико-математического профиля в условиях современной информационной среды и определялись возможности ее совершенствования. Были сформулированы гипотеза, цели и задачи исследования.

На втором этапе (1994-1996 гг.) разрабатывалась и апробировалась методика формирования готовности учащихся школ физико-математического профиля к профессиональной деятельности. Проводились наблюдения особенностей учебно-познавательной деятельности учащихся в условиях профессионально-ориентированной среды и определялись возможности ее активизации. Разрабатывались дидактические материалы. Уточнялись и конкретизировались формы и методы подачи учебного материала, способствующие формированию модели знаний обучаемых при изучении интегрированного курса "Основы электронной обработки информации". Проводился констатирующий и формирующий эксперимент.

На третьем этапе (1996-1997 гг.) обобщались результаты опытно-экспериментальной работы по исследованию влияния разработанной методики и системы дидактических материалов на формирование понимания учащимися изучаемых объектов. Выполнены систематизация, обобщение и статистическая обработка экспериментальных данных. Сформулированы выводы, завершено оформление диссертации.

Научная новизна исследования заключается:

• в определении содержания обучения, требований к организации профессионально-ориентированной среды, средств и способов организации подготовки учащихся, обеспечивающих формирование готовности школьников к профессиональной деятельности в современных условиях;

• в определении дидактических условий, обеспечивающих создание профессионально-ориентированной среды в процессе изучения интегрированного курса;

• в разработке концептуальной модели формирования готовности учащихся школ физико-математического профиля к решению профессионально-ориентированных задач.

Теоретическая значимость исследования состоит:

- в обосновании необходимости и целесообразности введения в содержание профессиональной подготовки учащихся школ физико-математического профиля интегрированного курса "Основы электронной обработки информации" и создание в процессе его изучения профессионально-ориентированной среды;

- в определении требований к организации учебной профессионально-ориентированной среды, способствующей формированию творческой активности личности будущего специалиста;

- в разработке методики формирования готовности выпускников школ физико-математического профиля к профессиональной деятельности в условиях современной информационной среды.

Практическая значимость исследования состоит в том, что:

• реализован комплексный подход в организации профессиональной подготовки учащихся школ физико-математического профиля в условиях современной информационной среды;

• разработанный курс и методика его изучения, используемые в практике работы школ физико-математического профиля, профессионально-технических училищ, средних общеобразовательных школ, обеспечивают формирование системно-целостного видения физико-технических процессов, реализованных в устройствах микропроцессорной техники;

• разработанная методика адаптивна и может быть использована в процессе изучения дисциплин естественнонаучного цикла на этапе довузовской подготовки учащихся.

На защиту выносятся:

1. Реализация комплексного подхода в организации профессиональной подготовки учащихся школ физико-математического профиля к профессиональной деятельности в современной информационной среде.

2. Система требований к учебной профессионально-ориентированной среде.

3. Методика формирования готовности учащихся школ физико-математического профиля к профессиональной деятельности в условиях современной информационной среды.

Заключение диссертации по теме «Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)», Юдаков, Сергей Германович

ВЫВОДЫ

1. Процесс подготовки учащихся к профессиональной деятельности в условиях современной информационной среды рассмотрен с точки зрения выделения основных компонентов методической системы обучения, посредством определения целей, содержания, организационных форм и методических приемов обучения.

2. На основе принципов интеграции, научности и практической направленности, разработано содержание обучения, построенное посредством выделения требуемых понятий из курсов "Физики" и "ОИВТ", их интеграции и дальнейшего содержательного наполнения в рамах нового, для школ физико-математического профиля, общетехнического курса "Основы электронной обработки информации".

3. Структурирование учебного материала курса на отдельные логически завершенные блоки и методика их усвоения в условиях профессионально-ориентированной среды рассмотрены как перспективное направление подготовки учащихся к профессиональной деятельности и возможности создания новых методик обучения, ориентированных на аппаратные и программные средства информационных технологий.

4. Образовательный процесс по овладению учащимися знаний, умений и навыков в новых видах деятельности реализован посредством разработанной методики с учетом принципов адаптивности, целостности, цикличности, практической наглядности, проблемности, положительной мотивации познания, активизации учебно-познавательной деятельности учащихся.

5. Методика опытно-экспериментальной проверки результативности разработанных подходов к формированию готовности учащихся школ физико-математического профиля к профессиональной деятельности в условиях современной информационной среды подтвердила их эффективность, о чем свидетельствуют результаты констатирующего, обучающего и обобщающего экспериментов.

165

Список литературы диссертационного исследования кандидат педагогических наук Юдаков, Сергей Германович, 1998 год

1. Простейшие электронные устройства на основе базовых логических элементов (8 часов)1. Цель

2. На теоретических занятиях:

3. Асинхронные и синхронные триггеры2. RS и D триггеры• Назначение триггеров различных видов• Логическая структура триггеров различных видов• Функционирование триггеров различных видов• Таблицы переходов1. Практика (5 часов)

4. Изучение RS триггеров (4 часа)• Изучение асинхронного RS триггера (1 час)

5. Сборка триггера на основе МС DD5.

6. Проверка таблицы его состояний.

7. Изучение соединения выводов на плате стенда и обозначение выводов МС для используемого в работе триггера• Изучение синхронного RS триггера (1 час)

8. Выбор одного из вариантов синхронного RS триггера представленных на стенде.

9. Изображение его логической структуры и простановка номеров всех выводов используемых МС.

10. Проверка сокращенной таблицы переходов.• Изучение двухступенчатого RS триггера(2 часа).

11. Сборка триггера на основе двух синхронных RS триггеров (МС DD2 и DD3) и инвертора (элементы DD1.3 или DDI.4).

12. Проверка функционирования триггера с помощью подачи на его входы сигналов от генератора единичных импульсов (выход Х9).

13. Получение временных диаграмм работы триггера с помощью осциллографа.

14. Изучение D триггера (1 час)

15. Сборка триггера в соответствии с его принципиальной схемой на основе синхронного RS триггера (МС DD2 или DD3) и инвертора на основе МС DDI.

16. Проверка работы триггера, путем подачи на его входы различных комбинаций сигналов.

17. Получение временной диаграммы работы триггера.

18. Литература: 1, 2, 5, 8, 10.

19. Преобразователи кодов (8 часов)1. Дель

20. На теоретических занятиях:

21. Познакомить учащихся с логической структурой, принципами работы комбинационных шифраторов и дешифраторов на логических элементах и их функционированием.

22. Познакомить учащихся с логической структурой и функционированием мультиплексоров и демультиплексоров на логических элементах и в интегральном исполнении.1. На практических занятиях:

23. Научить учащихся собирать схемы шифраторов и дешифраторов на логических элементах.

24. Составление таблицы соответствия десятичных чисел от 0 до 7 и их двоичных представлений в коде 421.

25. Проверка таблицы соответствия с помощью схемы шифратора, составленной на основе МС DDI DD3.• Изучение работы дешифратора (1 час)

26. Составление таблицы соответствия двоичных кодов и номеров выводов дешифратора.

27. Составление схемы дешифратора на основе МС К155ЛН1 и К155ЛА4.

28. Проверка работы дешифратора и заполнение таблицы соответствия.• Изучение мультиплексоров (1 час)1. Знакомство с МС К155КП2.

29. Заполнение таблицы состояний мультиплексора на основе МС К155КП2.• Изучение демультиплексоров (1 час)1. Знакомство с МС К155ИД4.

30. Литература; 1,2,3,4, 6, 8.

31. Преобразователи цифровой и аналоговой информации7 часов)1. Цель

32. На теоретических занятиях:

33. Познакомить учащихся с возможностью и необходимостью преобразования аналогового сигнала в цифровой и наоборот, с типичными схемами ЦАП и АЦП, видами и принципами их работы. На практических занятиях:

34. Сборка схем ЦАП с двоично-взвешенными резисторами и с реверсив ной матрицей R-2R.

35. Измерение выходного напряжения с одновременным построением зави симости выходного напряжения от числового значения на входах ЦАП.

36. Получение на основе ЦАП генератора ступенчатого напряжения.• Изучение параллельного АЦП (2 часа).

37. Знакомство с работой параллельного АЦП на основе МС К554САЗ.

38. Основы разработки устройств сопряжения для интерфейса Centronics1. Цель

39. На теоретических занятиях:

40. Познакомить учащихся с назначением устройств сопряжения и некоторыми методами их подключения к персональному компьютеру, а также, с особенностями аппаратно-программного управления интерфейса Centronics.1. На практических занятиях:

41. Назначение сигналов порта Centronics;

42. Проверка знаний учащимися основных принципов организации программно-аппаратного управления вводом-выводом цифровой информации с использованием интерфейса Centronics.1. Литература: 15.

43. Богатырев А.Н. Радиоэлектроника, автоматика и элементы ЭВМ: Учеб. пособие для 8-9 кн. сред. шк. М.: Просвещение, 1990. - 175с.

44. Герасимов Б.И., Глинкин Е.И. Микропроцессорные аналитические приборы. М.: Машиностроение, 1989. - 248 с.

45. Головин П.П. Школьный физико-технический кружок: Кн. для учителя: Из опыта работы./Под ред. Б.М. Игошева. -М.: Просвещение, 1991. 159с.

46. Изучение основ информатики и вычислительной техники: Пособие для учителя. М.: Просвещение, 1992

47. Информатика в понятиях и терминах: Кн. для учащихся ст. классов сред, шк./ Под ред. В.А. Извозчикова. -М.: Просвещение, 1991. 208с.

48. Калбертсон Дж. Т. Математика и логика цифровых устройств. / Пер с анг. -М.: Просвещение, 1965. 267с.

49. Кушнеренко А.Г., Лебедев Г.В. Основы информатики и вычислительной техники. М.: Просвещение, 1990

50. Мальцева Л.А. и др. Основы цифровой техники. М.: Радио и связь, 1987. -128с.

51. Мацкевич В.В., Соседкина Н.И. Электроника в радиокубиках: Книга для учителя: Из опыта работы. М.: Просвещение, 1991. - 176с.

52. Микросхемы и их применение. М.: Энергия, 1978. - 248с.

53. Новиков Ю.В. Разработка устройств сопряжения для персонального компьютера типа ЮМ PC. Под общей редакцией Ю.В. Новикова. Практ. пособие -М.: ЭКОМ., 1997 224.: ил.

54. Основы автоматики и электронно-вычислительной техники: Учебное пособие для студентов физ.-мат. фак. пед. ин-тов. М.: Просвещение, 1991. 223с.

55. Основы информатики и вычислительной техники. Проб. уч. для 10-11 кл. средней школы / В. А. Каймин и др. 2-е изд. - М.: Просвещение, 1990. -278с.

56. Основы электронной обработки информации. Лабораторные работы / Методическое пособие для учащихся школ физико-математического профиля. -Тамбов: Изд-во ТОИПКРО, 1997. (в соавторстве). 18с.

57. Основы электронной обработки информации: Теория / Методическое пособие для учащихся школ физико-математического профиля. Тамбов: Изд-во ТОИПКРО, 1997. (в соавторстве). - 30с.

58. Партии А.С., Борисов В.Г. Введение в цифровую технику. М.: Радио и связь, 1987. - 64с.

59. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник. М.: Радио и связь, 1987. - 352с.

60. Эндерлайн Р. Микроэлектроника для всех. Введение в мир интегральных микросхем: основы функционирования, технология изготовления и применения: Пер с немец. М.: Мир, 1989. - 192с.197